JP5205930B2 - Method for producing metal oxide film - Google Patents

Method for producing metal oxide film Download PDF

Info

Publication number
JP5205930B2
JP5205930B2 JP2007293260A JP2007293260A JP5205930B2 JP 5205930 B2 JP5205930 B2 JP 5205930B2 JP 2007293260 A JP2007293260 A JP 2007293260A JP 2007293260 A JP2007293260 A JP 2007293260A JP 5205930 B2 JP5205930 B2 JP 5205930B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
metal oxide
metal
film forming
forming solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007293260A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009120410A (en
Inventor
裕之 小堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2007293260A priority Critical patent/JP5205930B2/en
Publication of JP2009120410A publication Critical patent/JP2009120410A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5205930B2 publication Critical patent/JP5205930B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

本発明は、結晶性や結晶構造の結晶状態が、段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を、簡便な方法により得ることができる金属酸化物膜の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a metal oxide film, which can obtain a metal oxide film whose crystallinity and crystal structure are changed stepwise or continuously by a simple method.

従来より、金属酸化物膜は様々な優れた物性を示すことが知られており、その特性を活かして、透明導電膜、光学薄膜、燃料電池用電解質等、幅広い分野において使用されている。このような金属酸化物膜の製造方法としては、例えば、ゾルゲル法、スパッタリング法、CVD法、PVD法、印刷法、レーザーアブレーション法等が知られている(例えば特許文献1および2)。   Conventionally, it has been known that metal oxide films exhibit various excellent physical properties. Taking advantage of these properties, metal oxide films have been used in a wide range of fields such as transparent conductive films, optical thin films, and fuel cell electrolytes. As a method for producing such a metal oxide film, for example, a sol-gel method, a sputtering method, a CVD method, a PVD method, a printing method, a laser ablation method and the like are known (for example, Patent Documents 1 and 2).

一方、このような金属酸化物膜を得る別の方法として、スプレー熱分解法が提案されている。スプレー熱分解法は、金属酸化物膜を構成する金属源を含有した溶液を、高温の基材に噴霧することにより金属酸化物膜を得る方法であり、通常500℃程度に加熱した基材を使用することから、瞬時に溶媒が蒸発し、金属源が熱分解反応を起こすため、短時間かつ簡略化された工程で金属酸化物膜を得ることができるという利点を有する。   On the other hand, a spray pyrolysis method has been proposed as another method for obtaining such a metal oxide film. The spray pyrolysis method is a method in which a metal oxide film is obtained by spraying a solution containing a metal source constituting the metal oxide film onto a high temperature substrate, and a substrate heated to about 500 ° C. is usually used. Since it is used, the solvent instantly evaporates and the metal source undergoes a thermal decomposition reaction, so that the metal oxide film can be obtained in a short and simplified process.

このようなスプレー熱分解法の研究として、例えば、特許文献3においては、TiO前駆体を含む溶液に過酸化水素又はアルミニウムアセチルアセトナートを添加して原料溶液を調製し、500℃程度に高温保持された基材に上記原料溶液を間歇噴霧することによりTiO前駆体をTiOに熱分解し、基材上に多孔質のTiO薄膜を得る方法が開示されている。また、例えば、特許文献4は、特許文献3と同様に熱分解スプレー法により多孔質のTiO薄膜を得る方法であるが、原料溶液に可溶性チタン化合物を加えた溶液を添加することにより、TiO薄膜と基材との密着性向上を図るものであった。 As a study of such spray pyrolysis method, for example, in Patent Document 3, a raw material solution is prepared by adding hydrogen peroxide or aluminum acetylacetonate to a solution containing a TiO 2 precursor, and the temperature is as high as about 500 ° C. A method is disclosed in which a TiO 2 precursor is thermally decomposed into TiO 2 by intermittently spraying the raw material solution onto a held substrate to obtain a porous TiO 2 thin film on the substrate. Further, for example, Patent Document 4 is a method for obtaining a porous TiO 2 thin film by a pyrolysis spray method as in Patent Document 3, but by adding a solution in which a soluble titanium compound is added to a raw material solution, TiO 2 is obtained. (2) The adhesion between the thin film and the substrate was improved.

このように、スプレー熱分解法は、短時間かつ簡略化された工程で金属酸化物膜を得ることができる方法ではあるものの、得られる金属酸化物膜の結晶性や結晶構造は、材料の金属源の種類等に依存するため、所望の結晶状態を有する金属酸化物膜を得ることができない場合があった。また、例えば、半導体やエレクトロニクス分野における光学薄膜、絶縁/導電膜の界面等においては、金属酸化物膜の基材側表面の結晶性は高いことが好ましく、基材側表面とは反対側の表面の結晶性は低いことが好ましい。このように、積層方向等において、結晶状態が段階的または連続的に変化した金属酸化物膜が望まれているが、このような金属酸化物膜はこれまで知られていなかった。   As described above, although the spray pyrolysis method is a method capable of obtaining a metal oxide film in a short time and a simplified process, the crystallinity and crystal structure of the obtained metal oxide film are different from the metal of the material. In some cases, depending on the type of source, a metal oxide film having a desired crystal state cannot be obtained. Further, for example, in an optical thin film or an insulating / conductive film interface in the field of semiconductors or electronics, it is preferable that the crystallinity of the surface of the metal oxide film on the substrate side is high, and the surface opposite to the surface of the substrate side The crystallinity of is preferably low. Thus, a metal oxide film whose crystal state is changed stepwise or continuously in the stacking direction or the like is desired, but such a metal oxide film has not been known so far.

特開2002−348665号公報JP 2002-348665 A 特開平4−361239号公報JP-A-4-361239 特開2002−145615号公報JP 2002-145615 A 特開2003−176130号公報JP 2003-176130 A

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、結晶性や結晶構造の結晶状態が、段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を、簡便な方法により得ることができる金属酸化物膜の製造方法を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a metal oxide capable of obtaining a metal oxide film in which the crystallinity and crystal structure of the crystal structure are changed stepwise or continuously by a simple method. The main object is to provide a method for producing a film.

本発明者は、これまでの研究により、酸を金属酸化物膜形成用溶液に添加すると、酸を添加していない金属酸化物膜形成用溶液を用いて得られた金属酸化物膜と比較して、結晶状態が変化した金属酸化物膜を得ることができることを見出している。具体的には、金属酸化物膜の結晶性を高めたり、結晶性を低めて非晶質にしたり、あるいは結晶構造を変化させたりする等の膜質調整を行うことが可能であることを明らかにしている。なお、この現象の詳細な原理は必ずしも明らかではないが、酸を添加することにより、金属イオンを取り囲む溶媒の状況が変化し、その結果、金属源が熱分解して形成される金属酸化物膜の結晶状態が変化するからであると考えられる。   The present inventor has found that when an acid is added to a metal oxide film forming solution, a metal oxide film obtained using a metal oxide film forming solution to which no acid is added is compared with a metal oxide film obtained by previous studies. Thus, it has been found that a metal oxide film having a changed crystal state can be obtained. Specifically, it has been clarified that it is possible to adjust the film quality, such as increasing the crystallinity of the metal oxide film, lowering the crystallinity to make it amorphous, or changing the crystal structure. ing. Although the detailed principle of this phenomenon is not always clear, the state of the solvent surrounding the metal ion is changed by adding an acid, and as a result, the metal oxide film formed by thermal decomposition of the metal source This is thought to be because the crystal state of the crystal changes.

本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、金属酸化物膜形成用溶液に含まれる酸の濃度を経時的に変化させることにより、結晶性や結晶構造の結晶状態が、段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を形成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present invention has been made based on this finding, and by changing the concentration of the acid contained in the metal oxide film forming solution over time, the crystallinity and the crystalline state of the crystal structure are changed stepwise or The present inventors have found that a continuously changed metal oxide film can be formed and have completed the present invention.

すなわち、本発明においては、金属源として金属塩または有機金属化合物が溶解し、かつ、金属酸化物膜の結晶状態を変化させる酸の濃度が異なる金属酸化物膜形成用溶液を、上記酸の濃度を変化させつつ、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材に接触させることにより、上記基材上に、結晶状態が段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を形成することを特徴とする金属酸化物膜の製造方法を提供する。   That is, in the present invention, a solution for forming a metal oxide film in which a metal salt or an organometallic compound is dissolved as a metal source and the acid concentration for changing the crystal state of the metal oxide film is different is used. Forming a metal oxide film whose crystal state is changed stepwise or continuously on the base material by contacting the base material heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature while changing A method for producing a metal oxide film is provided.

本発明によれば、金属酸化物膜形成用溶液を、酸の濃度を変化させつつ、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材に接触させることにより、結晶性や結晶構造の結晶状態が、段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を、簡便な方法により得ることができる。   According to the present invention, by bringing a metal oxide film forming solution into contact with a substrate heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film forming temperature while changing the acid concentration, A metal oxide film whose state changes stepwise or continuously can be obtained by a simple method.

上記発明においては、上記酸が、HF、HCl、HBr、HNO、HNO、HSOまたはHPOであることが好ましい。金属酸化物膜の結晶状態を効果的に変化させることができるからである。 In the above-mentioned invention, the acid, HF, HCl, HBr, it is preferred that the HNO 2, HNO 3, H 2 SO 4 or H 3 PO 4. This is because the crystal state of the metal oxide film can be effectively changed.

上記発明においては、上記金属酸化物膜形成用溶液が、さらにドーピング金属源を含有することが好ましい。ドーピング金属源を用いることにより、機能性酸化物膜を得ることができるからである。   In the said invention, it is preferable that the said solution for metal oxide film formation contains a doping metal source further. This is because a functional oxide film can be obtained by using a doping metal source.

上記発明においては、上記金属源を構成する金属元素が、Mg、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Ag、In、Sn、Ce、Sm、Pb、La、Hf、Sc、Gd、Ca、Cr、Ga、Sr、Nb、Mo、Pd、Sb、Te、Ba、WまたはTaであることが好ましい。種々の用途に有用な金属酸化物膜を得ることができるからである。   In the above invention, the metal element constituting the metal source is Mg, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Ag, In, Sn, Ce, Sm. Pb, La, Hf, Sc, Gd, Ca, Cr, Ga, Sr, Nb, Mo, Pd, Sb, Te, Ba, W, or Ta are preferable. This is because metal oxide films useful for various applications can be obtained.

本発明においては、結晶性や結晶構造の結晶状態が、段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を、簡便な方法により得ることができるという効果を奏する。   In the present invention, there is an effect that a metal oxide film whose crystallinity and crystal state of crystal structure are changed stepwise or continuously can be obtained by a simple method.

以下、本発明の金属酸化物膜の製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the metal oxide film of this invention is demonstrated in detail.

本発明の金属酸化物膜の製造方法は、金属源として金属塩または有機金属化合物が溶解し、かつ、金属酸化物膜の結晶状態を変化させる酸の濃度が異なる金属酸化物膜形成用溶液を、上記酸の濃度を変化させつつ、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材に接触させることにより、上記基材上に、結晶状態が段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を形成することを特徴とするものである。   The method for producing a metal oxide film of the present invention comprises a solution for forming a metal oxide film in which a metal salt or an organometallic compound is dissolved as a metal source and the concentration of the acid for changing the crystal state of the metal oxide film is different The metal oxide whose crystal state is changed stepwise or continuously on the base material by contacting with the base material heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature while changing the acid concentration. A film is formed.

なお、本発明において、「結晶状態」とは、結晶性および結晶構造を意味する。金属酸化物膜の結晶性の観点から考えると、本発明においては、酸の濃度を変化させることにより、得られる金属酸化物膜の結晶性を、段階的または連続的に、高めたり、低めたりすることができる。一方、金属酸化物膜の結晶構造の観点から考えると、本発明においては、酸の濃度を変化させることにより、段階的または連続的に、結晶構造が変化した金属酸化物膜を得ることができる。   In the present invention, “crystalline state” means crystallinity and crystal structure. From the viewpoint of crystallinity of the metal oxide film, in the present invention, by changing the acid concentration, the crystallinity of the obtained metal oxide film can be increased or decreased stepwise or continuously. can do. On the other hand, from the viewpoint of the crystal structure of the metal oxide film, in the present invention, by changing the acid concentration, it is possible to obtain a metal oxide film whose crystal structure is changed stepwise or continuously. .

本発明によれば、金属酸化物膜形成用溶液を、酸の濃度を変化させつつ、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材に接触させることにより、結晶性や結晶構造の結晶状態が、段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を、簡便な方法により得ることができる。   According to the present invention, by bringing a metal oxide film forming solution into contact with a substrate heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film forming temperature while changing the acid concentration, A metal oxide film whose state changes stepwise or continuously can be obtained by a simple method.

得られる金属酸化物膜の結晶性を変化させることの利点としては、例えば、基材と金属酸化物膜との密着性を向上させることができる点が挙げられる。例えば、基材上に直接結晶性の高い金属酸化物膜を形成すると、基材および金属酸化物膜の界面における密着性が劣る場合がある。これに対して、金属酸化物膜の基材側表面の結晶性を低くすることで界面における密着性を向上させることができる。その一方で、金属酸化物膜の基材側とは反対側の表面の結晶性を高くすることで、例えば、金属酸化物膜を触媒として利用した場合に、その反応性を向上させることができる。このように、積層方向で金属酸化物膜の結晶性等を段階的または連続的に変化させることにより、密着性および反応性に優れた金属酸化物膜等を得ることができる。   An advantage of changing the crystallinity of the obtained metal oxide film is, for example, that the adhesion between the substrate and the metal oxide film can be improved. For example, when a metal oxide film with high crystallinity is directly formed on a substrate, the adhesion at the interface between the substrate and the metal oxide film may be inferior. On the other hand, the adhesiveness in an interface can be improved by making the crystallinity of the base-material side surface of a metal oxide film low. On the other hand, by increasing the crystallinity of the surface of the metal oxide film opposite to the substrate side, for example, when the metal oxide film is used as a catalyst, the reactivity can be improved. . Thus, by changing the crystallinity and the like of the metal oxide film stepwise or continuously in the stacking direction, a metal oxide film having excellent adhesion and reactivity can be obtained.

また、例えば、光触媒性能を有する酸化チタンなどを基材に設けた積層体においては、金属酸化物膜の基材側表面を非晶質とし、その反対側表面をアナターゼ型結晶とすることで、光触媒活性による基材へのダメージを最小限に抑えつつ、外側(基材側表面とは反対側の表面)では光触媒活性を充分に発揮することが可能となる。   In addition, for example, in a laminate provided with a base material such as titanium oxide having photocatalytic performance, the base material side surface of the metal oxide film is made amorphous, and the opposite side surface is made anatase crystal, It is possible to sufficiently exhibit the photocatalytic activity on the outer side (surface opposite to the substrate side surface) while minimizing damage to the substrate due to photocatalytic activity.

得られる金属酸化物膜の結晶構造を変化させることの利点としては、例えば、基材と金属酸化物膜との界面における粒界の発生を抑制することができる点が挙げられる。具体的には、色素増感型太陽電池の酸化チタン(基材)上に設ける透明導電膜(金属酸化物膜)で考えた場合、アナターゼ型結晶を有する酸化チタン上に、立方晶のITO膜を設けると、格子整合性がうまくとれず、界面に粒界が発生して、電子伝導性が劣るだけでなく、密着性も不十分となる。これに対して、酸化チタンとの界面におけるITOが六方晶ITOであれば、立方晶ITOよりも格子整合性が合い、界面に発生する粒界を減少させることが可能となり、電子伝導性や密着性を向上させることができる。一方で、金属酸化物膜の基材側表面とは反対側の表面には、柱状の立方晶ITOが形成されているため、積層方向の電子伝導性が優れ、集電電極までスムーズに電子を伝えることができ、電池の性能を向上させることができる。   As an advantage of changing the crystal structure of the obtained metal oxide film, for example, generation of grain boundaries at the interface between the base material and the metal oxide film can be suppressed. Specifically, when considering a transparent conductive film (metal oxide film) provided on titanium oxide (base material) of a dye-sensitized solar cell, a cubic ITO film is formed on titanium oxide having anatase type crystals. If the layer is provided, lattice matching is not good, grain boundaries are generated at the interface, and the electron conductivity is not only inferior, but also the adhesion is insufficient. On the other hand, if the ITO at the interface with titanium oxide is hexagonal ITO, lattice matching is better than that of cubic ITO, and it is possible to reduce the grain boundaries generated at the interface, and the electron conductivity and adhesion Can be improved. On the other hand, columnar cubic ITO is formed on the surface opposite to the substrate side surface of the metal oxide film, so the electron conductivity in the stacking direction is excellent, and electrons are smoothly transferred to the current collecting electrode. Can improve battery performance.

次に、本発明の金属酸化物膜の製造方法について図面を用いて説明する。図1は、本発明の金属酸化物膜の製造方法の一例を示す説明図である。図1に示す金属酸化物膜の製造方法においては、まずジルコニウムテトラアセチルアセトナートを含有する金属酸化物膜形成用溶液Aと、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートおよび硝酸を含有し、硝酸の濃度が0.001mol/lである金属酸化物膜形成用溶液Bと、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートおよび硝酸を含有し、硝酸の濃度が0.01mol/lである金属酸化物膜形成用溶液Cとを用意する(それぞれ、溶液A〜Cと略す)。次いで、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材1に対して、スプレー装置2を用い、溶液A〜Cを順次噴霧することによって、基材1上に金属酸化物膜を形成する方法である。この方法を用いることにより、積層方向に結晶状態が段階的に変化した金属酸化物膜を得ることができる。   Next, the manufacturing method of the metal oxide film of this invention is demonstrated using drawing. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method for producing a metal oxide film of the present invention. In the method for producing a metal oxide film shown in FIG. 1, first, a metal oxide film forming solution A containing zirconium tetraacetylacetonate, zirconium tetraacetylacetonate and nitric acid are contained, and the concentration of nitric acid is 0.00. A metal oxide film forming solution B having 001 mol / l and a metal oxide film forming solution C containing zirconium tetraacetylacetonate and nitric acid and having a nitric acid concentration of 0.01 mol / l are prepared ( (Abbreviated as solutions A to C, respectively). Next, the metal oxide film is formed on the substrate 1 by sequentially spraying the solutions A to C on the substrate 1 heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature by using the spray device 2. Is the method. By using this method, a metal oxide film whose crystal state is changed stepwise in the stacking direction can be obtained.

また、図2は、本発明の金属酸化物膜の製造方法の他の例を示す説明図である。図2に示す金属酸化物膜の製造方法においては、まずジルコニウムテトラアセチルアセトナートを含有する溶液Aと、金属酸化物膜の結晶状態を変化させる酸D(例えば硝酸)とを用意する。次いで、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材1に対して、スプレー装置2を用い、最初は溶液Aを噴霧し、次に溶液Aに対する酸Dの流量を徐々に増加させて噴霧することによって、基材1上に金属酸化物膜を形成する方法である。この方法を用いることにより、積層方向に結晶状態が連続的に変化した金属酸化物膜を得ることができる。   Moreover, FIG. 2 is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. In the method for producing a metal oxide film shown in FIG. 2, first, a solution A containing zirconium tetraacetylacetonate and an acid D (for example, nitric acid) that changes the crystal state of the metal oxide film are prepared. Next, the substrate 1 heated to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature is sprayed with the solution A at first, and then the flow rate of the acid D with respect to the solution A is gradually increased. In this method, a metal oxide film is formed on the substrate 1 by spraying. By using this method, a metal oxide film whose crystal state continuously changes in the stacking direction can be obtained.

また、本発明において、「金属酸化物膜形成温度」とは、金属源に含まれる金属元素が酸素と結合し、基材上に金属酸化物膜を形成することが可能な温度をいい、金属塩、有機金属化合物といった金属源の種類、溶媒等の金属酸化物膜形成用溶液の組成によって大きく異なるものである。本発明において、このような「金属酸化物膜形成温度」は、以下の方法により測定することができる。すなわち、実際に所望の金属源を含有する金属酸化物膜形成用溶液を用意し、基材の加熱温度を変化させて接触させることにより、金属酸化物膜を形成することができる最低の基材加熱温度を測定する。この最低の基材加熱温度を本発明における「金属酸化物膜形成温度」とすることができる。この際、金属酸化物膜が形成したか否かは、通常、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)より得られた結果から判断し、結晶性のないアモルファス膜の場合は、光電子分光分析装置(V.G.Scientific社製、ESCALAB 200i−XL)より得られた結果から判断するものとする。   In the present invention, the “metal oxide film formation temperature” refers to a temperature at which a metal element contained in a metal source can combine with oxygen and form a metal oxide film on a substrate. It varies greatly depending on the type of metal source such as salt and organometallic compound and the composition of the metal oxide film forming solution such as solvent. In the present invention, such “metal oxide film formation temperature” can be measured by the following method. That is, the lowest base material on which a metal oxide film can be formed by preparing a solution for forming a metal oxide film that actually contains a desired metal source and changing the heating temperature of the base material to make contact Measure the heating temperature. This minimum substrate heating temperature can be set as the “metal oxide film forming temperature” in the present invention. At this time, whether or not the metal oxide film is formed is usually judged from the result obtained from an X-ray diffraction apparatus (Rigaku, RINT-1500). In the case of an amorphous film having no crystallinity, photoelectron spectroscopy is performed. It shall judge from the result obtained from the analyzer (the product made by VG Scientific, ESCALAB 200i-XL).

金属酸化物膜形成温度は、上述したように、用いられる金属源等の種類により異なるものであるが、通常200〜600℃の範囲内である。また、本発明において、基材の加熱温度は、金属酸化物膜形成温度以上の温度であれば特に限定されるものではないが、例えば、金属酸化物膜形成温度+300℃以下、中でも金属酸化物膜形成温度+200℃以下、特に金属酸化物膜形成温度+100℃以下であることが好ましい。基材の加熱温度は、通常300〜600℃の範囲内である。
以下、本発明の金属酸化物膜の製造方法について、各構成毎に詳細に説明する。
As described above, the metal oxide film formation temperature varies depending on the type of the metal source used, but is usually in the range of 200 to 600 ° C. In the present invention, the heating temperature of the substrate is not particularly limited as long as the temperature is higher than the metal oxide film formation temperature. For example, the metal oxide film formation temperature + 300 ° C. It is preferable that the film formation temperature + 200 ° C. or lower, particularly the metal oxide film formation temperature + 100 ° C. or lower. The heating temperature of the substrate is usually in the range of 300 to 600 ° C.
Hereafter, the manufacturing method of the metal oxide film of this invention is demonstrated in detail for every structure.

1.金属酸化物膜形成用溶液
まず、本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液について説明する。本発明においては、金属源として金属塩または有機金属化合物が溶解し、かつ、金属酸化物膜の結晶状態を変化させる酸の濃度が異なる金属酸化物膜形成用溶液が用いられる。
1. Metal Oxide Film Forming Solution First, the metal oxide film forming solution used in the present invention will be described. In the present invention, a metal oxide film-forming solution in which a metal salt or an organometallic compound is dissolved as a metal source and the concentration of acid for changing the crystal state of the metal oxide film is different is used.

金属酸化物膜の結晶状態を段階的に変化させる場合、用いられる金属酸化物膜形成用溶液は、通常、2種類以上であり、中でも2種類または3種類であることが好ましい。本発明においては、金属源および酸を含有する金属酸化物膜形成用溶液を少なくとも1種類用いれば良い。そのため、酸を含有しない金属酸化物膜形成用溶液と、酸を含有する金属酸化物膜形成用溶液とを組み合わせて用いても良い。   When the crystal state of the metal oxide film is changed stepwise, the metal oxide film forming solution to be used is usually two or more types, and preferably two or three types. In the present invention, at least one metal oxide film-forming solution containing a metal source and an acid may be used. Therefore, a metal oxide film forming solution containing no acid may be used in combination with a metal oxide film forming solution containing an acid.

一方、金属酸化物膜の結晶状態を連続的に変化させる場合、用いられる金属酸化物膜形成用溶液は、通常1種類である。この場合、金属酸化物膜形成用溶液に対して、徐々に、酸を添加することにより、結晶状態が連続的に変化した金属酸化物膜が得られる。
以下、まず金属酸化物膜形成用溶液に含まれる金属源について説明し、次いで、酸、溶媒および添加剤について説明する。
On the other hand, when the crystal state of the metal oxide film is continuously changed, the metal oxide film forming solution used is usually one kind. In this case, by gradually adding an acid to the metal oxide film forming solution, a metal oxide film whose crystal state is continuously changed can be obtained.
Hereinafter, the metal source contained in the metal oxide film forming solution will be described first, and then the acid, solvent, and additive will be described.

(1)金属源
まず、本発明に用いられる金属源について説明する。本発明に用いられる金属源は、通常、金属塩または有機金属化合物である。本発明においては、2種類以上の金属源を併用しても良い。
(1) Metal source First, the metal source used in the present invention will be described. The metal source used in the present invention is usually a metal salt or an organometallic compound. In the present invention, two or more kinds of metal sources may be used in combination.

本発明においては、上記金属源が、単独で膜を形成可能な単独膜形成可能金属源であることが好ましい。ここで、「単独膜形成可能金属源」とは、以下に示す試験において所定の基準を満たす金属酸化物膜を与える金属源をいう。すなわち、対象となる1種類の金属源、および溶媒(例えばエタノール、トルエンまたはアセチルアセトンを用いることが好ましい。)からなる金属酸化物膜形成用溶液(濃度0.1mol/l)を用意し、この金属酸化物膜形成用溶液を、超音波ネプライザ等を用いて粒径0.5〜20μm程度の液滴とし、金属酸化物膜形成温度から金属酸化物膜形成温度+100℃の範囲内で加熱した基材と1時間接触させることにより、基材上に金属酸化物膜を形成し、その後、得られた金属酸化物膜を常温まで冷却し、1cm程度の金属酸化物膜の領域を圧力0.2Pa程度でウエス等を用いて拭う試験を行う。その結果、剥離を生じない強度を有する金属酸化物膜を与える金属源を、本発明における「単独膜形成可能金属源」とする。なお、基材としては、実際に金属酸化物膜を形成する際に用いられるものを使用する。また、得られる金属酸化物膜が粉体である場合等は、ウエス等で拭った際に容易に剥離するため、単独膜形成可能金属源には該当しない。 In the present invention, the metal source is preferably a metal source capable of forming a single film by itself. Here, the “metal source capable of forming a single film” refers to a metal source that provides a metal oxide film that satisfies a predetermined standard in the following test. That is, a metal oxide film forming solution (concentration: 0.1 mol / l) comprising one target metal source and a solvent (for example, ethanol, toluene, or acetylacetone is preferably used) is prepared. The oxide film forming solution was made into droplets having a particle size of about 0.5 to 20 μm using an ultrasonic neplyzer or the like, and heated within the range of the metal oxide film forming temperature to the metal oxide film forming temperature + 100 ° C. A metal oxide film is formed on the substrate by contacting with the material for 1 hour, and then the obtained metal oxide film is cooled to room temperature, and the region of the metal oxide film of about 1 cm 2 is subjected to a pressure of 0. A test of wiping with a waste cloth at about 2 Pa is performed. As a result, a metal source that provides a metal oxide film having a strength that does not cause peeling is referred to as a “metal source capable of forming a single film” in the present invention. In addition, as a base material, what is used when forming a metal oxide film actually is used. In addition, when the obtained metal oxide film is a powder, the metal oxide film does not correspond to a metal source capable of forming a single film because it easily peels off when wiped with a waste cloth or the like.

金属源を構成する金属元素としては、金属酸化物膜を形成可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、Mg、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Ag、In、Sn、Ce、Sm、Pb、La、Hf、Sc、Gd、Ca、Cr、Ga、Sr、Nb、Mo、Pd、Sb、Te、Ba、WおよびTa等を挙げることができ、中でもAl、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、In、Sn、Ce、Laが好ましい。   The metal element constituting the metal source is not particularly limited as long as it can form a metal oxide film. For example, Mg, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni Cu, Zn, Y, Zr, Ag, In, Sn, Ce, Sm, Pb, La, Hf, Sc, Gd, Ca, Cr, Ga, Sr, Nb, Mo, Pd, Sb, Te, Ba, W In particular, Al, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, In, Sn, Ce, and La are preferable.

上記金属塩としては、金属酸化物膜を形成可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、上記金属元素を含む塩化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、リン酸塩、臭素酸塩等を挙げることができる。中でも、本発明においては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩を使用することが好ましい。これらの化合物は汎用品として入手が容易だからである。さらに、上記金属塩としては、具体的には、塩化マグネシウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化カルシウム、酢酸スカンジウム、四塩化チタン、オキソ硫酸バナジウム、クロム酸アンモニウム、塩化クロム、二クロム酸アンモニウム、酢酸クロム、硝酸クロム、硫酸クロム、酢酸マンガン、硝酸マンガン、硫酸マンガン、塩化鉄(I)、塩化鉄(III)、酢酸鉄(II)、硝酸鉄(III)、硫酸鉄(II)、硫酸アンモニウム鉄(III)、塩化コバルト、硝酸コバルト、酢酸コバルト、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、塩化銅、硝酸銅、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸イットリウム、塩化イットリウム、塩化酸化ジルコニウム、硝酸酸化ジルコニウム、四塩化ジルコニウム、塩化銀、酢酸銀、塩化インジウム、酢酸インジウム、塩化スズ、酢酸スズ、硫酸スズ、塩化セリウム、酢酸セリウム、硝酸セリウム、シュウ酸セリウム、硝酸二アンモニウムセリウム、硫酸セリウム、塩化サマリウム、硝酸サマリウム、塩化鉛、酢酸鉛、硝酸鉛、ヨウ化鉛、リン酸鉛、硫酸鉛、塩化ランタン、酢酸ランタン、硝酸ランタン、硝酸ガドリニウム、塩化ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、五塩化ニオブ、りん酸モリブデン酸アンモニウム、硫化モリブデン、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、五塩化アンチモン、三塩化アンチモン、三フッ化アンチモン、テルル酸、亜硫酸バリウム、塩化バリウム、塩素酸バリウム、過塩素酸バリウム、酢酸バリウム、硝酸バリウム、タングステン酸、タングステン酸アンモニウム、六塩化タングステン、五塩化タンタル、塩化ハフニウム、硫酸ハフニウム等を挙げることができる。   The metal salt is not particularly limited as long as it can form a metal oxide film. For example, chlorides, nitrates, sulfates, perchlorates, acetates containing the above metal elements, A phosphate, a bromate, etc. can be mentioned. Among these, in the present invention, it is preferable to use chloride, nitrate, and acetate. This is because these compounds are easily available as general-purpose products. Specific examples of the metal salt include magnesium chloride, aluminum nitrate, aluminum chloride, calcium chloride, scandium acetate, titanium tetrachloride, vanadium oxosulfate, ammonium chromate, chromium chloride, ammonium dichromate, and chromium acetate. , Chromium nitrate, chromium sulfate, manganese acetate, manganese nitrate, manganese sulfate, iron chloride (I), iron chloride (III), iron acetate (II), iron nitrate (III), iron sulfate (II), ammonium iron sulfate (III ), Cobalt chloride, cobalt nitrate, cobalt acetate, nickel chloride, nickel nitrate, nickel acetate, copper chloride, copper nitrate, zinc chloride, zinc acetate, zinc chloride, yttrium nitrate, yttrium chloride, zirconium chloride oxide, zirconium nitrate oxide, four Zirconium chloride, silver chloride, silver acetate, indium chloride, indetic acetate Um, tin chloride, tin acetate, tin sulfate, cerium chloride, cerium acetate, cerium nitrate, cerium oxalate, diammonium cerium nitrate, cerium sulfate, samarium chloride, samarium nitrate, lead chloride, lead acetate, lead nitrate, lead iodide , Lead phosphate, lead sulfate, lanthanum chloride, lanthanum acetate, lanthanum nitrate, gadolinium nitrate, strontium chloride, strontium acetate, strontium nitrate, niobium pentachloride, ammonium molybdate phosphate, molybdenum sulfide, palladium chloride, palladium acetate, palladium nitrate , Antimony pentachloride, antimony trichloride, antimony trifluoride, telluric acid, barium sulfite, barium chloride, barium chlorate, barium perchlorate, barium acetate, barium nitrate, tungstic acid, ammonium tungstate, tongue hexachloride Ten, tantalum pentachloride, hafnium chloride, mention may be made of sulfuric acid such as hafnium.

上記有機金属化合物としては、金属酸化物膜を形成可能なものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、アセチルアセトナート系錯体を挙げることができる。上記アセチルアセトナート系錯体としては、例えば、アルミニウムアセチルアセトナート、鉄(III)アセチルアセトナート、ニッケル(II)アセチルアセトナート二水和物、銅(II)アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムモノアセチルアセトナート、トリス(アセチルアセトナト)インジウム(III)、クロム(III)アセチルアセトナート、コバルトアセチルアセトナート、セリウムアセチルアセトナート、ランタンアセチルアセトナート、チタンアセチルアセトナート、カルシウムアセチルアセトナート、モリブデニルアセチルアセトナート、パラジウムアセチルアセトナート等を挙げることができる。   The organometallic compound is not particularly limited as long as it can form a metal oxide film, and specific examples include acetylacetonate complexes. Examples of the acetylacetonate-based complex include aluminum acetylacetonate, iron (III) acetylacetonate, nickel (II) acetylacetonate dihydrate, copper (II) acetylacetonate, zinc acetylacetonate, zirconium Tetraacetylacetonate, zirconium monoacetylacetonate, tris (acetylacetonato) indium (III), chromium (III) acetylacetonate, cobalt acetylacetonate, cerium acetylacetonate, lanthanum acetylacetonate, titanium acetylacetonate, Examples thereof include calcium acetylacetonate, molybdenyl acetylacetonate, and palladium acetylacetonate.

アセチルアセトナート系錯体以外の有機金属化合物としては、例えば、マグネシウムジエトキシド、カルシウムジ(メトキシエトキシド)、グルコン酸カルシウム一水和物、クエン酸カルシウム四水和物、サリチル酸カルシウム二水和物、チタンラクテート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、ブチルチタネートダイマー、チタニウムビス(エチルヘキソキシ)ビス(2−エチル−3−ヒドロキシヘキソキシド)、ジイソプロポキシチタンビス(トリエタノールアミネート)、ジヒドロキシビス(アンモニウムラクテート)チタニウム、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、チタンペロキソクエン酸アンモニウム四水和物、ジシクロペンタジエニル鉄(II)、乳酸鉄(II)三水和物、銅(II)ジピバロイルメタナート、エチルアセト酢酸銅(II)、乳酸亜鉛三水和物、サリチル酸亜鉛三水和物、ステアリン酸亜鉛、ストロンチウムジピバロイルメタナート、イットリウムジピバロイルメタナート、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウム(IV)エトキシド、ジルコニウムノルマルプロピレート、ジルコニウムノルマルブチレート、ジルコニウムアセチルアセトナートビスエチルアセトアセテート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムモノステアレート、ペンタ−n−ブトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタイソプロポキシニオブ、2−エチルヘキサン酸インジウム(III)、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、トリシクロヘキシルすず(IV)ヒドロキシド、トリ(メトキシエトキシ)ランタン、ペンタイソプロポキシタンタル、ペンタエトキシタンタル、タンタル(V)エトキシド、クエン酸鉛(II)三水和物、シクロヘキサン酪酸鉛、トリフルオロメタンスルホン酸ガリウム(III)、ストロンチウムジピバロイルメタナート等を挙げることができる。   Examples of organometallic compounds other than acetylacetonate complexes include magnesium diethoxide, calcium di (methoxyethoxide), calcium gluconate monohydrate, calcium citrate tetrahydrate, and calcium salicylate dihydrate. , Titanium lactate, tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, tetra (2-ethylhexyl) titanate, butyl titanate dimer, titanium bis (ethylhexoxy) bis (2-ethyl-3-hydroxyhexoxide), diisopropoxy titanium bis (tri Ethanolaminate), dihydroxybis (ammonium lactate) titanium, diisopropoxytitanium bis (ethylacetoacetate), ammonium peroxocitrate tetrahydrate, dicyclopentadi Nyl iron (II), iron (II) lactate trihydrate, copper (II) dipivaloylmethanate, copper (II) ethyl acetoacetate, zinc lactate trihydrate, zinc salicylate trihydrate, stearic acid Zinc, strontium dipivaloylmethanate, yttrium dipivaloylmethanate, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium (IV) ethoxide, zirconium normal propylate, zirconium normal butyrate, zirconium acetylacetonate bisethylacetoacetate, Zirconium acetate, zirconium monostearate, penta-n-butoxy niobium, pentaethoxy niobium, pentaisopropoxy niobium, indium (III) 2-ethylhexanoate, tetraethyl tin, dibutyl tin oxide (IV), tricyclohexyl tin (IV) Hydroxide, Li (methoxyethoxy) lanthanum, pentaisopropoxytantalum, pentaethoxytantalum, tantalum (V) ethoxide, lead (II) citrate trihydrate, lead cyclohexanebutyrate, gallium (III) trifluoromethanesulfonate, strontium dipivalo Ilmethanate and the like can be mentioned.

また、本発明においては、上記金属源が、ジルコニウム元素を含有するジルコニウム含有金属源であることが好ましい。結晶状態が段階的または連続的に変化した酸化ジルコニウム膜を得ることができるからである。上記ジルコニウム含有金属源としては、ジルコニウム元素を含有するものであれば特に限定されるものではなく、上述したように、ジルコニウム元素を含有する金属塩であっても良く、ジルコニウム元素を含有する有機金属化合物であっても良いが、中でも、ジルコニウム元素を含有する有機金属化合物であることが好ましい。特に本発明においては、ジルコニウム含有金属源がジルコニウムアセチルアセトネートであることが好ましい。   In the present invention, the metal source is preferably a zirconium-containing metal source containing a zirconium element. This is because a zirconium oxide film whose crystal state is changed stepwise or continuously can be obtained. The zirconium-containing metal source is not particularly limited as long as it contains a zirconium element. As described above, a metal salt containing a zirconium element may be used, and an organic metal containing a zirconium element. A compound may be used, but among them, an organometallic compound containing a zirconium element is preferable. Particularly in the present invention, the zirconium-containing metal source is preferably zirconium acetylacetonate.

金属酸化物膜形成用溶液における金属源の濃度としては、特に限定されるものではないが、例えば0.001〜1mol/lの範囲内、中でも0.01〜0.5mol/lの範囲内であることが好ましい。濃度が上記範囲内にあれば、比較的短時間で金属酸化物膜を形成することができるからである。   The concentration of the metal source in the metal oxide film forming solution is not particularly limited, but for example, within the range of 0.001 to 1 mol / l, particularly within the range of 0.01 to 0.5 mol / l. Preferably there is. This is because if the concentration is within the above range, the metal oxide film can be formed in a relatively short time.

また、本発明においては、金属酸化物膜のドーピングを目的としたドーピング金属源を添加することも可能である。ドーピング金属源を用いることにより、機能性酸化物膜を得ることができる。   In the present invention, it is also possible to add a doping metal source for the purpose of doping the metal oxide film. A functional oxide film can be obtained by using a doping metal source.

上記ドーピング金属源の種類は、目的とする金属酸化物膜の種類に応じて適宜選択することが好ましい。例えば固体酸化物型燃料電池の電解質として有用なイットリア安定化ジルコニア膜(YSZ膜)を得る場合は、ジルコニウム元素を有する金属源の他に、ドーピング金属源としてイットリウム元素を有する金属源を用いる。イットリウム元素を有する金属源としては、具体的には、硝酸イットリウム・六水和物等を挙げることができる。すなわち、本発明においては、上記金属源が、ジルコニウム元素を含有するジルコニウム含有金属源と、イットリウム元素を含有するイットリウム含有金属源との組み合わせであることが好ましい。結晶状態が段階的または連続的に変化したYSZ膜を得ることができるからである。なお、ジルコニウム含有金属については、上記の内容と同様である。上記イットリウム含有金属源としては、イットリウム元素を含有するものであれば特に限定されるものではなく、上述したように、イットリウム元素を含有する金属塩であっても良く、イットリウム元素を含有する有機金属化合物であっても良いが、中でも、イットリウム元素を含有する金属塩であることが好ましい。特に本発明においては、イットリウム含有金属源が硝酸イットリウムであることが好ましい。金属酸化物膜形成用溶液に含まれる、ジルコニウム含有金属源およびイットリウム含有金属源の割合は、所望のYSZを得ることができれば特に限定されるものではないが、例えば、ジルコニウム含有金属源を100とした場合に、モル換算で、イットリウム含有金属源が、3〜30の範囲内、中でも5〜20の範囲内であることが好ましい。   The kind of the doping metal source is preferably selected as appropriate according to the kind of the target metal oxide film. For example, when obtaining a yttria-stabilized zirconia film (YSZ film) useful as an electrolyte of a solid oxide fuel cell, a metal source having a yttrium element is used as a doping metal source in addition to a metal source having a zirconium element. Specific examples of the metal source having an yttrium element include yttrium nitrate hexahydrate. That is, in the present invention, the metal source is preferably a combination of a zirconium-containing metal source containing a zirconium element and an yttrium-containing metal source containing an yttrium element. This is because it is possible to obtain a YSZ film whose crystal state is changed stepwise or continuously. In addition, about a zirconium containing metal, it is the same as that of said content. The yttrium-containing metal source is not particularly limited as long as it contains an yttrium element. As described above, it may be a metal salt containing an yttrium element, or an organic metal containing an yttrium element. A compound may be used, but among them, a metal salt containing an yttrium element is preferable. Particularly in the present invention, the yttrium-containing metal source is preferably yttrium nitrate. The ratio of the zirconium-containing metal source and the yttrium-containing metal source contained in the metal oxide film forming solution is not particularly limited as long as a desired YSZ can be obtained. In this case, the yttrium-containing metal source is preferably in the range of 3 to 30, more preferably in the range of 5 to 20, in terms of mole.

また、本発明においては、上記金属源が、インジウム元素を含有するインジウム含有金属源と、スズ元素を含有するスズ含有金属源との組み合わせであることが好ましい。結晶状態が段階的または連続的に変化したITO膜を得ることができるからである。なお、上記インジウム含有金属源としては、インジウム元素を含有するものであれば特に限定されるものではなく、上述したように、インジウム元素を含有する金属塩であっても良く、インジウム元素を含有する有機金属化合物であっても良いが、中でも、インジウム元素を含有する金属塩であることが好ましい。特に本発明においては、インジウム含有金属源が塩化インジウムであることが好ましい。一方、上記スズ含有金属源としては、スズ元素を含有するものであれば特に限定されるものではなく、上述したように、スズ元素を含有する金属塩であっても良く、スズ元素を含有する有機金属化合物であっても良いが、中でも、スズ元素を含有する金属塩であることが好ましい。特に本発明においては、スズ含有金属源が塩化スズであることが好ましい。   In the present invention, the metal source is preferably a combination of an indium-containing metal source containing an indium element and a tin-containing metal source containing a tin element. This is because an ITO film whose crystal state is changed stepwise or continuously can be obtained. The indium-containing metal source is not particularly limited as long as it contains an indium element. As described above, the indium-containing metal source may be a metal salt containing an indium element, and contains an indium element. An organic metal compound may be used, but among them, a metal salt containing an indium element is preferable. Particularly in the present invention, the indium-containing metal source is preferably indium chloride. On the other hand, the tin-containing metal source is not particularly limited as long as it contains a tin element, and as described above, it may be a metal salt containing a tin element, and contains a tin element. An organic metal compound may be used, but among them, a metal salt containing a tin element is preferable. In particular, in the present invention, the tin-containing metal source is preferably tin chloride.

金属酸化物膜形成用溶液におけるドーピング金属源の濃度としては、特に限定されるものではないが、例えば0.001〜0.5mol/lの範囲内、中でも0.01〜0.1mol/lの範囲内であることが好ましい。   The concentration of the doping metal source in the metal oxide film forming solution is not particularly limited. For example, the concentration is within the range of 0.001 to 0.5 mol / l, particularly 0.01 to 0.1 mol / l. It is preferable to be within the range.

(2)酸
次に、本発明に用いられる酸について説明する。本発明に用いられる酸は、得られる金属酸化物膜の結晶状態を変化させるものである。
(2) Acid Next, the acid used in the present invention will be described. The acid used in the present invention changes the crystal state of the resulting metal oxide film.

上記酸の種類としては、金属酸化物膜の結晶状態を変化させることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、HF、HCl、HBr、HNO、HNO、HSOおよびHPO等を挙げることができ、中でも、HClおよびHNOが好ましい。本発明においては、2種類以上の酸を併用しても良い。 The type of the acid is not particularly limited as long as the crystal state of the metal oxide film can be changed. For example, HF, HCl, HBr, HNO 2 , HNO 3 , H 2 SO 4 and H 3 PO 4 and the like. Among them, HCl and HNO 3 are preferable. In the present invention, two or more kinds of acids may be used in combination.

金属酸化物膜形成用溶液に含まれる酸の濃度としては、例えば0.001mol/l以上、中でも0.01〜1mol/lの範囲内、特に0.05〜0.5mol/lの範囲内であることが好ましい。濃度が上記範囲に満たない場合は、金属酸化物膜の結晶状態が変化しない可能性があり、濃度が上記範囲を超える場合は、金属源等と反応し、所望の金属酸化物膜が得られない可能性があるからである。   The concentration of the acid contained in the metal oxide film forming solution is, for example, 0.001 mol / l or more, particularly 0.01 to 1 mol / l, particularly 0.05 to 0.5 mol / l. Preferably there is. When the concentration is less than the above range, the crystal state of the metal oxide film may not change. When the concentration exceeds the above range, it reacts with a metal source or the like to obtain a desired metal oxide film. Because there is no possibility.

本発明においては、金属酸化物膜形成用溶液を塗布する直前に、酸を添加することが好ましい。金属源および酸の副反応を抑制することができるからである。   In the present invention, it is preferable to add an acid immediately before applying the metal oxide film forming solution. It is because the side reaction of a metal source and an acid can be suppressed.

(3)溶媒
次に、本発明に用いられる溶媒について説明する。本発明に用いられる溶媒は、上述した金属源等を溶解することができるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロパノール、ブタノール等の総炭素数が5以下の低級アルコール;トルエン;アセチルアセトン、ジアセチル、ベンゾイルアセトン等のジケトン類;アセト酢酸エチル、ピルビン酸エチル、ベンゾイル酢酸エチル、ベンゾイル蟻酸エチル等のケトエステル類;およびこれらの混合溶媒等を挙げることができる。なお、原料(金属源)との相性によっては、例えば、メタノールのみを用いた方が成膜速度が速い場合や、アセチルアセトンを混合した方が成膜速度が速い場合がある。そのため、より好ましくは水、メタノール、エタノール、アセトン、トルエン、アセチルアセトンまたはこれらの混合溶媒が好ましい。また、溶媒の全部または一部として、上記ジケトン類および上記ケトエステル類の少なくとも一方を用いることが好ましい。成膜性が向上するからである。
(3) Solvent Next, the solvent used in the present invention will be described. The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the above-described metal source and the like, for example, water; total carbon such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propanol, butanol and the like. Lower alcohols having 5 or less; toluene; diketones such as acetylacetone, diacetyl, benzoylacetone; ketoesters such as ethyl acetoacetate, ethyl pyruvate, ethyl benzoylacetate, ethyl benzoylformate; and mixed solvents thereof Can do. Depending on the compatibility with the raw material (metal source), for example, the film formation rate may be faster when only methanol is used, or the film formation rate may be higher when acetylacetone is mixed. For this reason, water, methanol, ethanol, acetone, toluene, acetylacetone or a mixed solvent thereof is more preferable. Moreover, it is preferable to use at least one of the above diketones and the above ketoesters as all or part of the solvent. This is because the film forming property is improved.

(4)添加剤
また、本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液は、セラミックス微粒子および界面活性剤等の添加剤を含有していても良い。
(4) Additive The metal oxide film forming solution used in the present invention may contain additives such as ceramic fine particles and a surfactant.

上記セラミックス微粒子を用いることにより、上記セラミックス微粒子を取り囲むように金属酸化物膜が形成され、異種セラミックスの混合膜を得ることや金属酸化物膜の体積増加を図ることができる。なお、上記セラミックス微粒子の含有量は、使用する部材の特徴に合わせて適宜選択されることが好ましい。   By using the ceramic fine particles, a metal oxide film is formed so as to surround the ceramic fine particles, so that a mixed film of different ceramics can be obtained and the volume of the metal oxide film can be increased. In addition, it is preferable that the content of the ceramic fine particles is appropriately selected according to the characteristics of the member to be used.

上記セラミックス微粒子の種類としては、例えばITO、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、珪素酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、セリウム酸化物、カルシウム酸化物、マンガン酸化物、マグネシウム酸化物、チタン酸バリウム等を挙げることができる。   Examples of the ceramic fine particles include ITO, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon oxide, titanium oxide, tin oxide, cerium oxide, calcium oxide, manganese oxide, magnesium oxide, and barium titanate. Etc.

また、上記界面活性剤は、上記金属酸化物膜形成用溶液と上記基材表面との界面に作用するものである。上記界面活性剤を用いることにより、金属酸化物膜形成用溶液と基材表面との接触面積を向上させることができ、均一な金属酸化物膜を得ることができる。特に、金属酸化物膜形成用溶液を噴霧により接触させる場合、上記界面活性剤の効果により、金属酸化物膜形成用溶液の液滴と基材表面とを充分に接触させることができるため、好適に使用される。なお、上記界面活性剤の使用量は、使用する金属源等に合わせて適宜選択して使用することが好ましい。   The surfactant acts on the interface between the metal oxide film forming solution and the substrate surface. By using the surfactant, the contact area between the metal oxide film forming solution and the substrate surface can be improved, and a uniform metal oxide film can be obtained. Particularly, when the metal oxide film forming solution is contacted by spraying, the droplets of the metal oxide film forming solution can be sufficiently brought into contact with the substrate surface due to the effect of the surfactant. Used for. In addition, it is preferable to select and use the usage-amount of the said surfactant suitably according to the metal source etc. to be used.

上記界面活性剤の種類としては、例えば、サーフィノール485、サーフィノールSE、サーフィノールSE−F、サーフィノール504、サーフィノールGA、サーフィノール104A、サーフィノール104BC、サーフィノール104PPM、サーフィノール104E、サーフィノール104PA等のサーフィノールシリーズ(以上、全て日信化学工業(株)社製)、NIKKOL AM301、NIKKOL AM313ON(以上、全て日光ケミカル社製)等を挙げることができる。   Examples of the surfactant include Surfinol 485, Surfinol SE, Surfinol SE-F, Surfinol 504, Surfinol GA, Surfinol 104A, Surfinol 104BC, Surfinol 104PPM, Surfinol 104E, Surfinol. Examples include Surfinol series such as Nord 104PA (all manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), NIKKOL AM301, NIKKOL AM313ON (all manufactured by Nikko Chemical Co., Ltd.), and the like.

2.基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、上記金属酸化物膜を保持するものである。上記基材の材料としては、充分な耐熱性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばガラス、SUS、金属板、セラミック基材、耐熱性プラスチック等を挙げることができ、中でもガラス、SUS、金属板、セラミック基材を使用することが好ましい。汎用性に優れているからである。
2. Next, the substrate used in the present invention will be described. The base material used in the present invention holds the metal oxide film. The material of the base material is not particularly limited as long as it has sufficient heat resistance, and examples thereof include glass, SUS, metal plate, ceramic base material, heat resistant plastic, and the like. It is preferable to use glass, SUS, a metal plate, or a ceramic substrate. It is because it is excellent in versatility.

また、本発明に用いられる基材は、例えば、平滑な表面を有するもの、微細構造部を有するもの、穴が開いているもの、溝が刻まれているもの、多孔質であるもの、多孔質膜を備えたものであっても良い。中でも、平滑な表面を有するもの、微細構造部を有するもの、溝が刻まれているもの、多孔質であるもの、多孔質膜を備えたものが好適に使用される。   The base material used in the present invention is, for example, one having a smooth surface, one having a fine structure, one having a hole, one having a groove, one porous, one porous It may be provided with a film. Of these, those having a smooth surface, those having a fine structure, those having grooves, those which are porous, and those having a porous film are preferably used.

3.酸の濃度を変化させる方法
次に、酸の濃度を変化させつつ、金属酸化物膜形成用溶液を、加熱した基材に接触させる方法について説明する。本発明において、上記酸の濃度を変化させる方法としては、結晶状態が変化した金属酸化物膜を得ることができれば特に限定されるものではないが、例えば、上述した図1のように、酸の濃度を段階的に変化させた複数の金属酸化物膜形成用溶液を用いる方法、および上述した図2のように、酸の濃度を連続的に変化させた金属酸化物膜形成用溶液を用いる方法等を挙げることができる。
3. Method for Changing Acid Concentration Next, a method for bringing the metal oxide film forming solution into contact with the heated substrate while changing the acid concentration will be described. In the present invention, the method for changing the acid concentration is not particularly limited as long as a metal oxide film having a changed crystal state can be obtained. For example, as shown in FIG. A method using a plurality of metal oxide film forming solutions whose concentration is changed stepwise, and a method using a metal oxide film forming solution whose acid concentration is continuously changed as shown in FIG. Etc.

上記酸の濃度を段階的に変化させた複数の金属酸化物膜形成用溶液を用いる方法により、結晶状態が段階的に変化した金属酸化物膜を得ることができる。ここで、この方法の具体例について、金属源のみを含有する金属酸化物膜形成用溶液A(溶液Aと略す。)と、金属源および酸を含有する金属酸化物膜形成用溶液B(溶液Bと略す。)と、溶液Bよりも酸の濃度が高い金属酸化物膜形成用溶液C(溶液Cと略す。)と、を用いて幾つか例示する。   By the method using a plurality of metal oxide film forming solutions in which the acid concentration is changed stepwise, a metal oxide film whose crystal state is changed stepwise can be obtained. Here, for a specific example of this method, a metal oxide film forming solution A containing only a metal source (abbreviated as solution A) and a metal oxide film forming solution B containing a metal source and an acid (solution) And a metal oxide film forming solution C (abbreviated as solution C) having a higher acid concentration than that of the solution B.

例えば、図1に示した装置を用いて、最初に溶液Aを噴霧し、次に溶液Bを噴霧し、最後に溶液Cを噴霧する方法、および最初に溶液Cを噴霧し、次に溶液Bを噴霧し、最後に溶液Aを噴霧する方法等を挙げることができる。   For example, using the apparatus shown in FIG. 1, a method of spraying solution A first, then spraying solution B, and finally spraying solution C, and first spraying solution C and then solution B And a method of spraying the solution A at the end.

一方、上記酸の濃度を段階的に変化させた金属酸化物膜形成用溶液を用いる方法により、結晶状態が連続的に変化した金属酸化物膜を得ることができる。ここで、この方法の具体例について、上述した溶液Aと、金属酸化物膜の結晶状態を変化させる酸Dと、を用いて幾つか例示する。   On the other hand, a metal oxide film whose crystal state is continuously changed can be obtained by a method using the metal oxide film forming solution in which the acid concentration is changed stepwise. Here, some specific examples of this method will be illustrated using the above-described solution A and the acid D that changes the crystal state of the metal oxide film.

例えば、図2に示した装置を用いて、最初に溶液Aを噴霧し、次に溶液Aに対する酸Dの流量を徐々に増加させて噴霧する方法、最初に溶液Aおよび酸Dの混合溶液を噴霧し、次に溶液Aに対する酸Dの流量を徐々に増加または減少させて噴霧する方法等を挙げることができる。   For example, the apparatus shown in FIG. 2 is used to spray the solution A first, then gradually increase the flow rate of the acid D with respect to the solution A and spray the mixed solution of the solution A and the acid D first. Examples of the method include spraying and then spraying while gradually increasing or decreasing the flow rate of the acid D with respect to the solution A.

4.基材と金属酸化物膜形成用溶液との接触方法
次に、本発明における基材と金属酸化物膜形成用溶液との接触方法について説明する。上記接触方法としては、上述した基材と上述した金属酸化物膜形成用溶液とを接触させる方法であれば特に限定されるものではないが、金属酸化物膜形成用溶液および基材を接触させた際に、基材の温度を低下させない方法であることが好ましい。基材の温度が低下すると成膜反応が起こらず所望の金属酸化物膜を得ることができない可能性があるからである。このような基材の温度を低下させない方法としては、例えば、金属酸化物膜形成用溶液を液滴として基材に接触させる方法等が挙げられ、中でも上記液滴の径が小さいことが好ましい。上記液滴の径が小さければ、金属酸化物膜形成用溶液の溶媒が瞬時に蒸発し、基材温度の低下をより抑制することができ、さらに液滴の径が小さいことで、均一な膜厚の金属酸化物膜を得ることができるからである。
4). Next, a contact method between the substrate and the metal oxide film forming solution in the present invention will be described. The contact method is not particularly limited as long as it is a method in which the above-described base material and the above-described metal oxide film forming solution are brought into contact with each other, but the metal oxide film-forming solution and the base material are brought into contact with each other. It is preferable that the method does not lower the temperature of the substrate. This is because if the temperature of the substrate is lowered, the film formation reaction does not occur and a desired metal oxide film may not be obtained. As a method for preventing the temperature of the base material from being lowered, for example, a method of bringing the metal oxide film forming solution into contact with the base material as droplets, and the like are preferable. If the diameter of the droplet is small, the solvent of the metal oxide film forming solution is instantly evaporated, and the decrease in the substrate temperature can be further suppressed. Further, since the droplet diameter is small, a uniform film can be obtained. This is because a thick metal oxide film can be obtained.

このような径が小さい金属酸化物膜形成用溶液の液滴を基材に接触させる方法は、特に限定されるものではないが、具体的には、金属酸化物膜形成用溶液を噴霧することにより基材に接触させる方法、金属酸化物膜形成用溶液をミスト状にした空間の中に基材を通過させる方法等が挙げられる。   The method for bringing the droplet of the metal oxide film forming solution having such a small diameter into contact with the substrate is not particularly limited. Specifically, the metal oxide film forming solution is sprayed. The method of making it contact with a base material by this, the method of passing a base material in the space which made the metal oxide film formation solution mist-like, etc. are mentioned.

上記金属酸化物膜形成用溶液を噴霧することにより基材に接触させる方法は、例えばスプレー装置等を用いて噴霧する方法等が挙げられる。上記スプレー装置等を用いて噴霧する場合、液滴の径は、通常0.1〜1000μmの範囲内、中でも0.5〜300μmの範囲内であることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、基材温度の低下を抑制することができ、均一な金属酸化物膜を得ることができるからである。   Examples of the method of bringing the metal oxide film forming solution into contact with the substrate by spraying include a spraying method using a spray device or the like. In the case of spraying using the above spray device or the like, the diameter of the droplets is preferably within a range of 0.1 to 1000 μm, and more preferably within a range of 0.5 to 300 μm. This is because if the droplet diameter is within the above range, the substrate temperature can be prevented from decreasing, and a uniform metal oxide film can be obtained.

また、上記スプレー装置の噴射ガスとしては、金属酸化物膜の形成を阻害しない限り特に限定されるものではないが、例えば、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、酸素等を挙げることができ、中でも不活性な気体である窒素、アルゴン、ヘリウムが好ましい。また、上記噴射ガスの噴射量としては、例えば、0.1〜50l/minの範囲内、中でも1〜20l/minの範囲内であることが好ましい。また、上記スプレー装置は固定されていているもの、可動式のもの、回転によって上記溶液を噴射させるもの、圧力によって上記溶液のみを噴射させるもの等であっても良い。このようなスプレー装置としては、一般的に用いられるスプレー装置を用いることができ、例えばハンドスプレー(スプレーガンNo.8012、アズワン社製)、超音波ネプライザー(NE−U17、オムロン社製)等を用いることができる。   The spray gas of the spray device is not particularly limited as long as it does not inhibit the formation of the metal oxide film, and examples thereof include air, nitrogen, argon, helium, oxygen and the like. Active gases such as nitrogen, argon and helium are preferred. In addition, the injection amount of the injection gas is, for example, preferably in the range of 0.1 to 50 l / min, and more preferably in the range of 1 to 20 l / min. The spray device may be a fixed device, a movable device, a device that ejects the solution by rotation, a device that ejects only the solution by pressure, or the like. As such a spray device, a commonly used spray device can be used, for example, hand spray (spray gun No. 8012, manufactured by ASONE), ultrasonic nepriser (NE-U17, manufactured by OMRON), etc. Can be used.

また、金属酸化物膜形成用溶液をミスト状にした空間の中に基材を通過させる方法においては、液滴の径は、通常0.1〜300μmの範囲内、中でも1〜100μmの範囲内であることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、基材温度の低下を抑制することができ、均一な金属酸化物膜を得ることができるからである。   Moreover, in the method of allowing the substrate to pass through the space in which the metal oxide film forming solution is made into a mist, the diameter of the droplets is usually within the range of 0.1 to 300 μm, particularly within the range of 1 to 100 μm. It is preferable that This is because if the droplet diameter is within the above range, the substrate temperature can be prevented from decreasing, and a uniform metal oxide film can be obtained.

また、基材の加熱方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ホットプレート、オーブン、焼成炉、赤外線ランプ、熱風送風機等の加熱方法を挙げることができ、中でも基材温度を上記温度に保持しながら上記金属酸化物膜形成用溶液に接触できる方法が好ましく、具体的にはホットプレート等を使用することが好ましい。   Further, the heating method of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a heating method such as a hot plate, an oven, a firing furnace, an infrared lamp, a hot air blower, etc. A method in which the metal oxide film forming solution can be contacted while maintaining the temperature is preferable, and specifically, a hot plate or the like is preferably used.

次に、本発明における基材と金属酸化物膜形成用溶液との接触方法について、図面を用いて具体的に説明する。上述した金属酸化物膜形成用溶液を噴霧することにより基材に接触させる方法としては、例えば、ローラーによって基材を連続的に移動させ噴霧する方法、固定された基材上に噴霧する方法、パイプのような流路に噴霧する方法等が挙げられる。   Next, the contact method between the substrate and the metal oxide film forming solution in the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Examples of the method of bringing the metal oxide film forming solution into contact with the substrate by spraying the above-described method include, for example, a method of continuously moving and spraying the substrate with a roller, a method of spraying on a fixed substrate, The method etc. which spray on the flow path like a pipe are mentioned.

上記ローラーによって基材を連続的に移動させ噴霧する方法としては、例えば、図3に示すように、上述した溶液Aおよび酸Dを用意し、ローラー3〜5を用いて、基材1を金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱しながら連続的に移動させ、スプレー装置2を用いて最初は溶液Aのみを噴霧し、次に溶液Aに対する酸Dの流量を徐々に増加させて噴霧することにより、金属酸化物膜を形成する方法等が挙げられる。この方法により、金属酸化物膜の積層方向と直交する方向(基材の移動方向)に結晶状態が変化した金属酸化物膜を得ることができる。   As a method of continuously moving and spraying the substrate with the roller, for example, as shown in FIG. 3, the solution A and the acid D described above are prepared, and the substrate 1 is made of metal using the rollers 3 to 5. It is continuously moved while being heated to a temperature equal to or higher than the oxide film formation temperature, and only the solution A is first sprayed using the spray device 2, and then the flow rate of the acid D to the solution A is gradually increased and sprayed. Thus, a method of forming a metal oxide film can be used. By this method, it is possible to obtain a metal oxide film whose crystal state has changed in a direction (moving direction of the base material) orthogonal to the stacking direction of the metal oxide film.

また、上記固定された基材上に噴霧する方法は、例えば、図1または図2に示すように、ホットプレート等を用いて基材1を金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱し、スプレー装置2を用いて金属酸化物膜形成用溶液を噴霧することにより、金属酸化物膜を形成する方法等が挙げられる。この方法により、金属酸化物膜の積層方向に結晶状態が変化した金属酸化物膜を得ることができる。   Moreover, the method of spraying on the fixed base material, for example, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, heats the base material 1 to a temperature equal to or higher than the metal oxide film formation temperature using a hot plate or the like, Examples thereof include a method of forming a metal oxide film by spraying the metal oxide film forming solution using the spray device 2. By this method, a metal oxide film whose crystal state is changed in the stacking direction of the metal oxide film can be obtained.

また、上述した金属酸化物膜形成用溶液をミスト状にした空間の中に基材を通過させる方法としては、例えば、図4に示すように、ホットプレート等を用いて基材1を金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱し、溶液Aをミスト状にした空間を通過させ、次に、溶液Bをミスト状にした空間を通過させることにより、金属酸化物膜を形成する方法等が挙げられる。この方法により、金属酸化物膜の積層方向において結晶状態が変化した金属酸化物膜を得ることができる。   In addition, as a method of passing the base material through the space in which the above-described solution for forming a metal oxide film is made into a mist, for example, as shown in FIG. A method of forming a metal oxide film by heating to a temperature equal to or higher than a material film forming temperature, passing the solution A through a mist-like space, and then passing the solution B through a mist-like space. Can be mentioned. By this method, a metal oxide film whose crystal state has changed in the stacking direction of the metal oxide film can be obtained.

5.その他
また、本発明の金属酸化物膜の製造方法においては、上述した接触方法等により得られた金属酸化物膜の洗浄を行っても良い。上記金属酸化物膜の洗浄は、金属酸化物膜の表面等に存在する不純物を取り除くために行われるものであって、例えば、金属酸化物膜形成用溶液に使用した溶媒を用いて洗浄する方法等を挙げることができる。また、本発明においては、金属酸化物膜の作製中または作製後に、紫外線の照射を行っても良い。紫外線を照射することにより、例えば金属酸化物膜の結晶性を向上させることができる。
5. In addition, in the method for producing a metal oxide film of the present invention, the metal oxide film obtained by the above-described contact method or the like may be washed. The cleaning of the metal oxide film is performed to remove impurities present on the surface of the metal oxide film, for example, a method of cleaning using a solvent used in the metal oxide film forming solution. Etc. In the present invention, ultraviolet irradiation may be performed during or after the production of the metal oxide film. By irradiating with ultraviolet rays, for example, the crystallinity of the metal oxide film can be improved.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

[参考例1]
本参考例においては、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートを含有する金属酸化物膜形成用溶液Aと、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートおよび硝酸を含有する金属酸化物膜形成用溶液Bとを用いて、それぞれ酸化ジルコニウム膜を作製し、得られた酸化ジルコニウム膜の結晶状態(結晶性および結晶構造)を比較した。
[Reference Example 1]
In this reference example, a metal oxide film-forming solution A containing zirconium tetraacetylacetonate and a metal oxide film-forming solution B containing zirconium tetraacetylacetonate and nitric acid were respectively used for zirconium oxide. Films were prepared, and the crystal states (crystallinity and crystal structure) of the obtained zirconium oxide films were compared.

まず、溶媒としてエタノール50重量%、トルエン50重量%の混合溶媒を用意した。この混合溶媒に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート(関東化学社製)を0.1mol/lとなるように溶解させ、100mlの金属酸化物膜形成用溶液Aを得た。一方、上記混合溶媒に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートを0.1mol/l、硝酸(1mol/l水溶液、関東化学社製)を0.005mol/lとなるように溶解させ、金属酸化物膜形成用溶液Bを得た。   First, a mixed solvent of ethanol 50 wt% and toluene 50 wt% was prepared as a solvent. In this mixed solvent, zirconium tetraacetylacetonate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was dissolved to a concentration of 0.1 mol / l to obtain 100 ml of a metal oxide film forming solution A. On the other hand, for the formation of a metal oxide film, zirconium tetraacetylacetonate is dissolved in the above mixed solvent at 0.1 mol / l and nitric acid (1 mol / l aqueous solution, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) at 0.005 mol / l. Solution B was obtained.

次に、基材として、シリコンウェハを用意した。この基材をホットプレート(アズワン社製)で500℃に加熱し、この基材に対し、金属酸化物膜形成用溶液AおよびBをそれぞれ超音波ネプライザ(オムロン社製)にて100mlスプレーし、基材上に2種類の金属酸化物膜を得た。   Next, a silicon wafer was prepared as a base material. This substrate was heated to 500 ° C. with a hot plate (manufactured by ASONE), and 100 ml of the metal oxide film forming solutions A and B were sprayed on the substrate with an ultrasonic nebulizer (manufactured by OMRON). Two types of metal oxide films were obtained on the substrate.

得られた2種類の金属酸化物膜を、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)を用いて測定したところ、金属酸化物膜形成用溶液Aにより形成された酸化ジルコニウム膜の結晶構造は、主に正方晶であることが確認され、金属酸化物膜形成用溶液Bにより形成された酸化ジルコニウム膜の結晶構造は、主に正方晶および単斜晶であることが確認された(図5参照)。その結果、硝酸を添加することにより、得られる金属酸化物膜の結晶構造が、正方晶から、正方晶および単斜晶に変化することを確認した。   When the obtained two types of metal oxide films were measured using an X-ray diffractometer (Rigaku, RINT-1500), the crystal structure of the zirconium oxide film formed by the metal oxide film forming solution A was It was confirmed that the crystal structure was mainly tetragonal, and the crystal structure of the zirconium oxide film formed by the metal oxide film forming solution B was mainly tetragonal and monoclinic (FIG. 5). reference). As a result, it was confirmed that by adding nitric acid, the crystal structure of the obtained metal oxide film changes from tetragonal to tetragonal and monoclinic.

[実施例1−1]
<結晶状態が積層方向に段階的に変化した酸化ジルコニウム膜の作製>
まず、基材として、シリコンウェハを用意した。次に、上述した参考例1で用いた金属酸化物形成用溶液AおよびBを用意した。次に、この基材(シリコンウェハ)をホットプレート(アズワン社製)で500℃に加熱し、この基材に対し、金属酸化物膜形成用溶液Aを超音波ネプライザ(オムロン社製)にて100mlスプレーし、続いて、金属酸化物膜形成用溶液Bを同様に100mlスプレーすることにより、基材上に金属酸化物膜を得た。
[Example 1-1]
<Preparation of zirconium oxide film whose crystal state changed stepwise in the stacking direction>
First, a silicon wafer was prepared as a base material. Next, metal oxide forming solutions A and B used in Reference Example 1 described above were prepared. Next, this base material (silicon wafer) is heated to 500 ° C. with a hot plate (manufactured by ASONE), and the metal oxide film forming solution A is applied to this base material with an ultrasonic nebulizer (manufactured by OMRON). The metal oxide film was obtained by spraying 100 ml and subsequently spraying 100 ml of the metal oxide film forming solution B in the same manner.

得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、積層方向に2段階で結晶状態が変化している様子が確認された。   When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), it was confirmed that the crystal state was changed in two steps in the stacking direction.

[実施例1−2]
<結晶状態が積層方向に連続的に変化した酸化ジルコニウム膜の作製>
まず、基材として、シリコンウェハを用意した。次に、上述した参考例1で用いた金属酸化物形成用溶液Aを用意した。次に、この基材(シリコンウェハ)をホットプレート(アズワン社製)で500℃に加熱し、この基材に対し、金属酸化物膜形成用溶液Aを超音波ネプライザ(オムロン社製)にて300mlスプレーする際、10秒間に0.1mol/lの硝酸を0.01mlずつ添加し、基材上に金属酸化物膜を得た。
[Example 1-2]
<Preparation of zirconium oxide film whose crystal state continuously changed in the stacking direction>
First, a silicon wafer was prepared as a base material. Next, the metal oxide forming solution A used in Reference Example 1 described above was prepared. Next, this base material (silicon wafer) is heated to 500 ° C. with a hot plate (manufactured by ASONE), and the metal oxide film forming solution A is applied to this base material with an ultrasonic nebulizer (manufactured by OMRON). When spraying 300 ml, 0.01 ml of 0.1 mol / l nitric acid was added every 10 seconds to obtain a metal oxide film on the substrate.

得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、基材から連続的に結晶状態が変化している(境界がない)様子が確認された。   When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), the crystal state continuously changed from the base material (there was no boundary). Was confirmed.

[参考例2]
本参考例においては、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートを含有する金属酸化物膜形成用溶液Aと、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートおよび塩酸を含有する金属酸化物膜形成用溶液Bとを用いて、それぞれ酸化ジルコニウム膜を作製し、得られた酸化ジルコニウム膜の結晶状態(結晶性および結晶構造)を比較した。
[Reference Example 2]
In this reference example, a metal oxide film-forming solution A containing zirconium tetraacetylacetonate and a metal oxide film-forming solution B containing zirconium tetraacetylacetonate and hydrochloric acid were respectively used for zirconium oxide. Films were prepared, and the crystal states (crystallinity and crystal structure) of the obtained zirconium oxide films were compared.

まず、溶媒としてエタノール50重量%、トルエン50重量%の混合溶媒を用意した。この混合溶媒に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート(関東化学社製)を0.1mol/lとなるように溶解させ、100mlの金属酸化物膜形成用溶液Aを得た。一方、上記混合溶媒に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートを0.1mol/l、塩酸(1mol/l水溶液、関東化学社製)を0.005mol/lとなるように溶解させ、金属酸化物膜形成用溶液Bを得た。   First, a mixed solvent of ethanol 50 wt% and toluene 50 wt% was prepared as a solvent. In this mixed solvent, zirconium tetraacetylacetonate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was dissolved to a concentration of 0.1 mol / l to obtain 100 ml of a metal oxide film forming solution A. On the other hand, in the above mixed solvent, zirconium tetraacetylacetonate is dissolved at 0.1 mol / l and hydrochloric acid (1 mol / l aqueous solution, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is dissolved at 0.005 mol / l to form a metal oxide film. Solution B was obtained.

次に、基材として、シリコンウェハを用意した。この基材をホットプレート(アズワン社製)で500℃に加熱し、この基材に対し、金属酸化物膜形成用溶液AおよびBをそれぞれ超音波ネプライザ(オムロン社製)にて100mlスプレーし、基材上に2種類の金属酸化物膜を得た。   Next, a silicon wafer was prepared as a base material. This substrate was heated to 500 ° C. with a hot plate (manufactured by ASONE), and 100 ml of the metal oxide film forming solutions A and B were sprayed on the substrate with an ultrasonic nebulizer (manufactured by OMRON). Two types of metal oxide films were obtained on the substrate.

得られた2種類の金属酸化物膜を、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)を用いて測定したところ、金属酸化物膜形成用溶液Aにより形成された酸化ジルコニウム膜の結晶構造は、主に正方晶であることが確認され、金属酸化物膜形成用溶液Bにより形成された酸化ジルコニウム膜の結晶構造は、主に正方晶および単斜晶であることが確認された(図6参照)。その結果、塩酸を添加することにより、得られる金属酸化物膜の結晶構造が、正方晶から、正方晶および単斜晶に変化することを確認した。   When the obtained two types of metal oxide films were measured using an X-ray diffractometer (Rigaku, RINT-1500), the crystal structure of the zirconium oxide film formed by the metal oxide film forming solution A was It was confirmed that the crystal structure was mainly tetragonal, and the crystal structure of the zirconium oxide film formed by the metal oxide film forming solution B was mainly tetragonal and monoclinic (FIG. 6). reference). As a result, it was confirmed that by adding hydrochloric acid, the crystal structure of the resulting metal oxide film changes from tetragonal to tetragonal and monoclinic.

[実施例2−1]
<結晶状態が積層方向に段階的に変化した酸化ジルコニウム膜の作製>
参考例2で使用した金属酸化物膜形成用溶液AおよびBを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして金属酸化物膜を得た。得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、積層方向に2段階で結晶状態が変化している様子が確認された。
[Example 2-1]
<Preparation of zirconium oxide film whose crystal state changed stepwise in the stacking direction>
A metal oxide film was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the metal oxide film forming solutions A and B used in Reference Example 2 were used. When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), it was confirmed that the crystal state was changed in two steps in the stacking direction.

[実施例2−2]
<結晶状態が積層方向に連続的に変化した酸化ジルコニウム膜の作製>
参考例2で使用した金属酸化物膜形成用溶液AおよびBを用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして金属酸化物膜を得た。得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、基材から連続的に結晶状態が変化している(境界がない)様子が確認された。
[Example 2-2]
<Preparation of zirconium oxide film whose crystal state continuously changed in the stacking direction>
A metal oxide film was obtained in the same manner as in Example 1-2 except that the metal oxide film forming solutions A and B used in Reference Example 2 were used. When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), the crystal state continuously changed from the base material (there was no boundary). Was confirmed.

[参考例3]
本参考例においては、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートおよび硝酸イットリウムを含有する金属酸化物膜形成用溶液Aと、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、硝酸イットリウムおよび塩酸を含有する金属酸化物膜形成用溶液Bとを用いて、それぞれYSZ膜を作製し、得られたYSZ膜の結晶状態(結晶性および結晶構造)を比較した。
[Reference Example 3]
In this reference example, a metal oxide film forming solution A containing zirconium tetraacetylacetonate and yttrium nitrate and a metal oxide film forming solution B containing zirconium tetraacetylacetonate, yttrium nitrate and hydrochloric acid were used. The YSZ films were respectively prepared, and the crystal states (crystallinity and crystal structure) of the obtained YSZ films were compared.

まず、溶媒としてエタノールを用意した。この溶媒に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート(関東化学社製)を0.1mol/l、硝酸イットリウム(関東化学社製)を0.02mol/lとなるように溶解させ、100mlの金属酸化物膜形成用溶液Aを得た。一方、上記溶媒に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナートを0.1mol/l、硝酸イットリウムを0.02mol/l、硝酸(1mol/l水溶液、関東化学社製)を0.005mol/lとなるように溶解させ、金属酸化物膜形成用溶液Bを得た。   First, ethanol was prepared as a solvent. In this solvent, zirconium tetraacetylacetonate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) is dissolved at 0.1 mol / l and yttrium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is dissolved at 0.02 mol / l to form a 100 ml metal oxide film. Solution A was obtained. On the other hand, zirconium tetraacetylacetonate is dissolved in the above solvent to 0.1 mol / l, yttrium nitrate is 0.02 mol / l, and nitric acid (1 mol / l aqueous solution, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is dissolved to 0.005 mol / l. Thus, a metal oxide film forming solution B was obtained.

次に、基材として、シリコンウェハを用意した。この基材をホットプレート(アズワン社製)で500℃に加熱し、この基材に対し、金属酸化物膜形成用溶液AおよびBをそれぞれ超音波ネプライザ(オムロン社製)にて100mlスプレーし、基材上に2種類の金属酸化物膜を得た。   Next, a silicon wafer was prepared as a base material. This substrate was heated to 500 ° C. with a hot plate (manufactured by ASONE), and 100 ml of the metal oxide film forming solutions A and B were sprayed on the substrate with an ultrasonic nebulizer (manufactured by OMRON). Two types of metal oxide films were obtained on the substrate.

得られた2種類の金属酸化物膜を、SEM(日立製作所製、S‐4500)を用いて観察したところ、金属酸化物膜形成用溶液Aにより形成された金属酸化物膜は膜厚480nmであり、金属酸化物膜形成用溶液Bにより形成された金属酸化物膜は膜厚520nmであった。また、得られた2種類の金属酸化物膜を、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)を用いて測定したところ、金属酸化物膜形成用溶液Aにより形成されたYSZ膜よりも、金属酸化物膜形成用溶液Bにより形成されたYSZ膜の方が、結晶性が高いことが確認された(図7参照)。その結果から、塩酸を添加することにより、得られる金属酸化物膜の結晶性が向上することを確認した。   When the obtained two types of metal oxide films were observed using SEM (manufactured by Hitachi, S-4500), the metal oxide film formed with the metal oxide film forming solution A had a thickness of 480 nm. The metal oxide film formed with the metal oxide film forming solution B had a thickness of 520 nm. Moreover, when the obtained two types of metal oxide films were measured using an X-ray diffractometer (Rigaku, RINT-1500), the YSZ film formed from the metal oxide film forming solution A was more It was confirmed that the YSZ film formed by the metal oxide film forming solution B has higher crystallinity (see FIG. 7). From the results, it was confirmed that the crystallinity of the obtained metal oxide film was improved by adding hydrochloric acid.

[実施例3−1]
<結晶状態が積層方向に段階的に変化したYSZ膜の作製>
参考例3で使用した金属酸化物膜形成用溶液AおよびBを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして金属酸化物膜を得た。得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、積層方向に2段階で結晶状態が変化している様子が確認された。
[Example 3-1]
<Preparation of YSZ film whose crystal state changed stepwise in the stacking direction>
A metal oxide film was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the metal oxide film forming solutions A and B used in Reference Example 3 were used. When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), it was confirmed that the crystal state was changed in two steps in the stacking direction.

[実施例3−2]
<結晶状態が積層方向に連続的に変化したYSZ膜の作製>
参考例3で使用した金属酸化物膜形成用溶液AおよびBを用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして金属酸化物膜を得た。得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、基材から連続的に結晶状態が変化している(境界がない)様子が確認された。
[Example 3-2]
<Preparation of YSZ film whose crystal state continuously changed in the stacking direction>
A metal oxide film was obtained in the same manner as in Example 1-2 except that the metal oxide film forming solutions A and B used in Reference Example 3 were used. When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), the crystal state continuously changed from the base material (there was no boundary). Was confirmed.

[参考例4]
本参考例においては、塩化インジウムおよび塩化スズを含有する金属酸化物膜形成用溶液Aと、塩化インジウム、塩化スズおよび硝酸を含有する金属酸化物膜形成用溶液Bとを用いて、それぞれITO膜を作製し、得られたITO膜の結晶状態(結晶性および結晶構造)を比較した。
[Reference Example 4]
In this reference example, an ITO film was formed using a metal oxide film forming solution A containing indium chloride and tin chloride and a metal oxide film forming solution B containing indium chloride, tin chloride and nitric acid, respectively. And the crystal states (crystallinity and crystal structure) of the obtained ITO films were compared.

まず、溶媒としてメタノール50重量%、アセト酢酸エチル50重量%の混合溶媒を用意した。この混合溶媒に、塩化インジウム(III)四水和物(関東化学社製)を0.1mol/l、塩化スズ(II)二水和物(関東化学社製)を0.005mol/lとなるように溶解させ、100mlの金属酸化物膜形成用溶液Aを得た。一方、上記混合溶媒に、塩化インジウム(III)四水和物を0.1mol/l、塩化スズ(II)二水和物を0.005mol/l、硝酸(1mol/l水溶液、関東化学社製)を0.01mol/lとなるように溶解させ、金属酸化物膜形成用溶液Bを得た。   First, a mixed solvent of 50 wt% methanol and 50 wt% ethyl acetoacetate was prepared as a solvent. In this mixed solvent, indium (III) chloride tetrahydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) is 0.1 mol / l, and tin (II) chloride dihydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is 0.005 mol / l. Thus, 100 ml of a metal oxide film forming solution A was obtained. On the other hand, in the mixed solvent, indium chloride (III) tetrahydrate 0.1 mol / l, tin chloride (II) dihydrate 0.005 mol / l, nitric acid (1 mol / l aqueous solution, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) ) Was dissolved to 0.01 mol / l to obtain a metal oxide film forming solution B.

次に、基材として、スライドガラスを用意した。この基材をホットプレート(アズワン社製)で500℃に加熱し、この基材に対し、金属酸化物膜形成用溶液AおよびBをそれぞれ超音波ネプライザ(オムロン社製)にて100mlスプレーし、基材上に2種類の金属酸化物膜を得た。   Next, a slide glass was prepared as a base material. This substrate was heated to 500 ° C. with a hot plate (manufactured by ASONE), and 100 ml of the metal oxide film forming solutions A and B were sprayed on the substrate with an ultrasonic nebulizer (manufactured by OMRON). Two types of metal oxide films were obtained on the substrate.

また、得られた2種類の金属酸化物膜を、X線回折装置(リガク製、RINT−1500)を用いて測定したところ、金属酸化物膜形成用溶液Aにより形成されたITO膜の結晶構造は、主に立方晶であることが確認され、金属酸化物膜形成用溶液Bにより形成されたITO膜の結晶構造は、主に六方晶および立方晶であることが確認された(図8参照)。その結果から、硝酸を添加することにより、得られる金属酸化物膜の結晶構造が、立方晶から、六方晶および立方晶に変化することを確認した。   Moreover, when two types of obtained metal oxide films were measured using the X-ray-diffraction apparatus (the Rigaku make, RINT-1500), the crystal structure of the ITO film | membrane formed with the solution A for metal oxide film formation Were confirmed to be mainly cubic crystals, and the crystal structure of the ITO film formed by the metal oxide film forming solution B was confirmed to be mainly hexagonal crystals and cubic crystals (see FIG. 8). ). From the results, it was confirmed that by adding nitric acid, the crystal structure of the obtained metal oxide film was changed from cubic to hexagonal and cubic.

[実施例4−1]
<結晶状態が積層方向に段階的に変化したITO膜の作製>
参考例4で使用した金属酸化物膜形成用溶液AおよびBを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして金属酸化物膜を得た。得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、積層方向に2段階で結晶状態が変化している様子が確認された。
[Example 4-1]
<Preparation of ITO film whose crystal state changed stepwise in the stacking direction>
A metal oxide film was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the metal oxide film forming solutions A and B used in Reference Example 4 were used. When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), it was confirmed that the crystal state was changed in two steps in the stacking direction.

[実施例4−2]
<結晶状態が積層方向に連続的に変化したITO膜の作製>
参考例4で使用した金属酸化物膜形成用溶液AおよびBを用いたこと以外は、実施例1−2と同様にして金属酸化物膜を得た。得られた金属酸化物膜を、透過電子顕微鏡(日立ハイテクサイエンスシステムズ社製、H−9000UHR)を用いて観察したところ、基材から連続的に結晶状態が変化している(境界がない)様子が確認された。
[Example 4-2]
<Preparation of ITO film whose crystal state continuously changed in the stacking direction>
A metal oxide film was obtained in the same manner as in Example 1-2 except that the metal oxide film forming solutions A and B used in Reference Example 4 were used. When the obtained metal oxide film was observed using a transmission electron microscope (H-9000UHR, manufactured by Hitachi High-Tech Science Systems Co., Ltd.), the crystal state continuously changed from the base material (no boundary). Was confirmed.

[参考例5]
本参考例においては、基材として、スライドガラスの代わりに、多孔質酸化チタン基材を用いたこと以外は、参考例4と同様にして2種類の金属酸化物膜(ITO膜)を得た。
得られた2種類の金属酸化物膜を、SEM(日立製作所製、S‐4500)を用いて観察したところ、金属酸化物膜形成用溶液Aにより形成された金属酸化物膜は、柱状結晶が得られ、界面に粒界がはっきりと確認され、金属酸化物膜形成用溶液Bにより形成された金属酸化物膜は、界面に粒界がないことが確認された(図9参照)。その結果から、硝酸を添加することにより、金属酸化物膜の結晶状態が変化することを確認した。
[Reference Example 5]
In this reference example, two types of metal oxide films (ITO films) were obtained in the same manner as in Reference Example 4 except that a porous titanium oxide base material was used instead of the slide glass as the base material. .
When the obtained two types of metal oxide films were observed using an SEM (manufactured by Hitachi, S-4500), the metal oxide film formed by the metal oxide film forming solution A had columnar crystals. As a result, the grain boundary was clearly confirmed at the interface, and the metal oxide film formed by the metal oxide film forming solution B was confirmed to have no grain boundary at the interface (see FIG. 9). From the results, it was confirmed that the crystal state of the metal oxide film was changed by adding nitric acid.

本発明の金属酸化物膜の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. 本発明の金属酸化物膜の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. 本発明の金属酸化物膜の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. 本発明の金属酸化物膜の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the metal oxide film of this invention. 参考例1のX線回折測定の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of Reference Example 1. 参考例2のX線回折測定の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of Reference Example 2. 参考例3のX線回折測定の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of Reference Example 3. 参考例4のX線回折測定の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of Reference Example 4. 参考例5の金属酸化物膜のSEM写真である。10 is a SEM photograph of the metal oxide film of Reference Example 5.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 基材
2 … スプレー装置
3、4、5 … ローラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Spray apparatus 3, 4, 5 ... Roller

Claims (4)

金属源として金属塩または有機金属化合物が溶解し、かつ、金属酸化物膜の結晶状態を変化させる酸の濃度が異なる金属酸化物膜形成用溶液を、前記酸の濃度を変化させつつ、金属酸化物膜形成温度以上の温度まで加熱した基材に接触させることにより、前記基材上に、結晶状態が段階的または連続的に変化した金属酸化物膜を形成する金属酸化物膜の製造方法であって、
前記金属酸化物膜形成用溶液を前記基材に接触させる方法が、前記金属酸化物膜形成用溶液を噴霧することにより前記基材に接触させる方法、または、前記金属酸化物膜形成用溶液をミスト状にした空間の中に前記基材を通過させる方法であることを特徴とする金属酸化物膜の製造方法。
A solution for forming a metal oxide film in which a metal salt or an organometallic compound is dissolved as a metal source and the concentration of the acid for changing the crystal state of the metal oxide film is different. In a method for producing a metal oxide film, a metal oxide film having a crystalline state changed stepwise or continuously on a base material by contacting the base material heated to a temperature equal to or higher than a physical film formation temperature. There,
The method of bringing the metal oxide film forming solution into contact with the base material is a method of bringing the metal oxide film forming solution into contact with the base material by spraying the metal oxide film forming solution, or the metal oxide film forming solution. A method for producing a metal oxide film, characterized in that the substrate is passed through a mist-like space .
前記酸が、HF、HCl、HBr、HNO、HNO、HSOまたはHPOであることを特徴とする請求項1に記載の金属酸化物膜の製造方法。 The method for producing a metal oxide film according to claim 1, wherein the acid is HF, HCl, HBr, HNO 2 , HNO 3 , H 2 SO 4, or H 3 PO 4 . 前記金属酸化物膜形成用溶液が、さらにドーピング金属源を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の金属酸化物膜の製造方法。   The method for producing a metal oxide film according to claim 1, wherein the metal oxide film forming solution further contains a doping metal source. 前記金属源を構成する金属元素が、Mg、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Ag、In、Sn、Ce、Sm、Pb、La、Hf、Sc、Gd、Ca、Cr、Ga、Sr、Nb、Mo、Pd、Sb、Te、Ba、WまたはTaであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の金属酸化物膜の製造方法。   Metal elements constituting the metal source are Mg, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Ag, In, Sn, Ce, Sm, Pb, La, The claim according to any one of claims 1 to 3, wherein Hf, Sc, Gd, Ca, Cr, Ga, Sr, Nb, Mo, Pd, Sb, Te, Ba, W or Ta. The manufacturing method of the metal oxide film as described in 2.
JP2007293260A 2007-11-12 2007-11-12 Method for producing metal oxide film Expired - Fee Related JP5205930B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007293260A JP5205930B2 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Method for producing metal oxide film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007293260A JP5205930B2 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Method for producing metal oxide film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009120410A JP2009120410A (en) 2009-06-04
JP5205930B2 true JP5205930B2 (en) 2013-06-05

Family

ID=40812993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007293260A Expired - Fee Related JP5205930B2 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Method for producing metal oxide film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5205930B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7054850B2 (en) * 2017-03-31 2022-04-15 株式会社Flosfia Method for manufacturing crystalline laminated structure

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2808601B2 (en) * 1988-05-16 1998-10-08 ソニー株式会社 Production method of metal compound thin film
JP2005330174A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Daiichi Kigensokagaku Kogyo Co Ltd Method for manufacturing tetragonal zirconia sol
JP5103990B2 (en) * 2006-03-31 2012-12-19 大日本印刷株式会社 Method for producing metal oxide film
JP5309462B2 (en) * 2006-09-29 2013-10-09 大日本印刷株式会社 Method for producing metal oxide film and laminate

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009120410A (en) 2009-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5055747B2 (en) Method for producing metal oxide film
Pasquarelli et al. Solution processing of transparent conductors: from flask to film
Gandhi et al. Effect of Mn doping on the electrical and optical properties of SnO2 thin films deposited by chemical spray pyrolysis technique
US20080020133A1 (en) Method of Producing Metal Oxide Film
JP5103990B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP5309462B2 (en) Method for producing metal oxide film and laminate
JP5205904B2 (en) Method for producing metal oxide film and laminate
Nwanna et al. Fabrication and synthesis of SnOX thin films: a review
JP4821380B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP5205930B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP4997800B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP4839785B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP5369428B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP4555116B2 (en) Laminated body
JP2009120874A (en) Method for producing metal oxide film
JP5026673B2 (en) Method for producing metal oxide film
JP2009120873A (en) Method for producing metal oxide film
JP5309848B2 (en) Manufacturing method of laminate
JP5228456B2 (en) Method for producing solid oxide fuel cell
JP2010084179A (en) Laminated body having nickel oxide film
JP5205903B2 (en) Method for producing porous metal oxide film
JP4876422B2 (en) Laminated body
JP2010083700A (en) Layered body having cobalt oxide film
JP5277832B2 (en) Manufacturing method of laminate
JP5050814B2 (en) Method for producing laminated body made of crystalline ceramic film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100721

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120321

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130204

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees