JPH04254416A - 金属酸化物フィルムの製造方法 - Google Patents
金属酸化物フィルムの製造方法Info
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- JPH04254416A JPH04254416A JP3133019A JP13301991A JPH04254416A JP H04254416 A JPH04254416 A JP H04254416A JP 3133019 A JP3133019 A JP 3133019A JP 13301991 A JP13301991 A JP 13301991A JP H04254416 A JPH04254416 A JP H04254416A
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- C23C18/1279—Process of deposition of the inorganic material performed under reactive atmosphere, e.g. oxidising or reducing atmospheres
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- H10N15/15—Thermoelectric active materials
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】本発明は、例えば「金属有機付着（ＭＯＤ
）：非真空、スピンオン、液体ベース、薄フィルム方法
［Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
（ＭＯＤ）：Ａ Ｎｏｎｖａｃｃｕｍ、Ｓｐｉｎ−ｏ
ｎ、Ｌｉｑｕｉｄ−Ｂａｓｅｄ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ
Ｍｅｔｈｏｄ］」、マンテーゼ（Ｍａｎｔｅｓｅ）
等、マテリアルス リサーチ ソシエティ ブレ
チン（ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃ
ｉｅｔｙ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）／１９８９年１０月、
４８〜５３頁に開示されているような、請求項１の前文
に明確に述べた金属付着方法による薄金属酸化物フィル
ムの形成に関する。
）：非真空、スピンオン、液体ベース、薄フィルム方法
［Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
（ＭＯＤ）：Ａ Ｎｏｎｖａｃｃｕｍ、Ｓｐｉｎ−ｏ
ｎ、Ｌｉｑｕｉｄ−Ｂａｓｅｄ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ
Ｍｅｔｈｏｄ］」、マンテーゼ（Ｍａｎｔｅｓｅ）
等、マテリアルス リサーチ ソシエティ ブレ
チン（ＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ Ｓｏｃ
ｉｅｔｙ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）／１９８９年１０月、
４８〜５３頁に開示されているような、請求項１の前文
に明確に述べた金属付着方法による薄金属酸化物フィル
ムの形成に関する。
【０００２】サーマルイメージング系は夜間目視監視（
ｎｉｇｈｔ−ｖｉｓｉｏｎ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃ
ｅ）のための信頼できる補助手段として軍隊によって長
い間用いられている。サーマルイメージャー（ｔｈｅｒ
ｍａｌ ｉｍａｇｅｒ）は夜間視力強化用に非常にし
ばしば用いられており、このような系は霧、曇り、雨及
び雪の中でも用いられる。それ故、サーマルーイメージ
ング系を含む視力強化系が多様な運転状況下で有効な運
転補助手段として自動車用途に非常に有用になることは
予見される。しかし、軍隊によって用いられている視力
強化系は自動車用途には極端に高価である。
ｎｉｇｈｔ−ｖｉｓｉｏｎ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃ
ｅ）のための信頼できる補助手段として軍隊によって長
い間用いられている。サーマルイメージャー（ｔｈｅｒ
ｍａｌ ｉｍａｇｅｒ）は夜間視力強化用に非常にし
ばしば用いられており、このような系は霧、曇り、雨及
び雪の中でも用いられる。それ故、サーマルーイメージ
ング系を含む視力強化系が多様な運転状況下で有効な運
転補助手段として自動車用途に非常に有用になることは
予見される。しかし、軍隊によって用いられている視力
強化系は自動車用途には極端に高価である。
【０００３】現在の技術の現状での軍隊用イメージング
装置は種々なセンサー物質と検出器（ｄｅｔｅｃｔｏｒ
）形状を用いている。さらに有望な物質の若干例には、
Ｈｇ１−ｘＣｄｘＴｅ、Ｐｂ２Ｓｅ及びＰｔＳｉショッ
トキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ダイオードがある。これら
の物質とテクノロジーに基づくサーマルーイメージング
系は実証されており、この系の製造可能性も証明されて
いる。
装置は種々なセンサー物質と検出器（ｄｅｔｅｃｔｏｒ
）形状を用いている。さらに有望な物質の若干例には、
Ｈｇ１−ｘＣｄｘＴｅ、Ｐｂ２Ｓｅ及びＰｔＳｉショッ
トキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ダイオードがある。これら
の物質とテクノロジーに基づくサーマルーイメージング
系は実証されており、この系の製造可能性も証明されて
いる。
【０００４】しかし、これらの視力強化系の低コスト製
造の主な障害は複雑な赤外（ＩＲ）走査系と、感知要素
（ｓｅｎｓｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）をそれらの操作
温度にまで冷却するために要する、費用のかかる多段階
冷却系である。
造の主な障害は複雑な赤外（ＩＲ）走査系と、感知要素
（ｓｅｎｓｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）をそれらの操作
温度にまで冷却するために要する、費用のかかる多段階
冷却系である。
【０００５】それ故、好ましくは３〜５μｍまたは８〜
１２μｍの波長範囲の赤外線を検出するために、走査系
ではなくスターリング（ｓｔａｒｉｎｇ）系に非冷却セ
ンサー列を用いる、代替えの費用効果的な検出機構を形
成することが望ましい。赤外線の検出に基づく非冷却視
力強化系は以前には、主として３種類の物質：すなわち
、ニオブ酸タンタルカリウム、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３
（ＫＴＮ）；チタン酸ストロンチウムバリウム、Ｂａ１
−ｘＳｒｘＴｉＯ３（ＢＳＴ）；及びランタンドープト
レッドジルコネートチタネート、ＰｂＺｒ１−ｘＴｉｘ
Ｏ３（ＰＺＴ）から形成されている。これらの物質は等
しく、ペロブスキー結晶構造と、これらを赤外線検出器
として有用にする、大きなパイロ電気係数（ｐｙｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）との両方
を特徴とする。
１２μｍの波長範囲の赤外線を検出するために、走査系
ではなくスターリング（ｓｔａｒｉｎｇ）系に非冷却セ
ンサー列を用いる、代替えの費用効果的な検出機構を形
成することが望ましい。赤外線の検出に基づく非冷却視
力強化系は以前には、主として３種類の物質：すなわち
、ニオブ酸タンタルカリウム、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３
（ＫＴＮ）；チタン酸ストロンチウムバリウム、Ｂａ１
−ｘＳｒｘＴｉＯ３（ＢＳＴ）；及びランタンドープト
レッドジルコネートチタネート、ＰｂＺｒ１−ｘＴｉｘ
Ｏ３（ＰＺＴ）から形成されている。これらの物質は等
しく、ペロブスキー結晶構造と、これらを赤外線検出器
として有用にする、大きなパイロ電気係数（ｐｙｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）との両方
を特徴とする。
【０００６】ＫＴＮとＢＳＴ物質の両方はそれらの化学
成分の割合を適当に変えることによって変えられるキュ
ーリー（Ｃｕｒｉｅ）温度を有する。この性質のために
、ＫＴＮ又はＢＳＴの最大赤外線反応をほぼ周囲温度の
温度に合わせて調節することができ、このことが高容量
の、非冷却式赤外線検出のためにこれらを特に魅力的に
する。これらのパイロ電気係数、放射率（ｅｍｉｓｓｉ
ｖｉｔｙ）、体積比熱、その他のパラメーターに基づく
理論的計算は、ＫＴＮフィルムの感受性がＢＳＴフィル
ムよりも赤外線に対して約４大きい感受性係数であるこ
とを示唆する。それ故、比較的費用のかからない、高容
量の非冷却式赤外線検出器の形成のためにＫＴＮフィル
ムの使用が好ましい材料であるように思われる。
成分の割合を適当に変えることによって変えられるキュ
ーリー（Ｃｕｒｉｅ）温度を有する。この性質のために
、ＫＴＮ又はＢＳＴの最大赤外線反応をほぼ周囲温度の
温度に合わせて調節することができ、このことが高容量
の、非冷却式赤外線検出のためにこれらを特に魅力的に
する。これらのパイロ電気係数、放射率（ｅｍｉｓｓｉ
ｖｉｔｙ）、体積比熱、その他のパラメーターに基づく
理論的計算は、ＫＴＮフィルムの感受性がＢＳＴフィル
ムよりも赤外線に対して約４大きい感受性係数であるこ
とを示唆する。それ故、比較的費用のかからない、高容
量の非冷却式赤外線検出器の形成のためにＫＴＮフィル
ムの使用が好ましい材料であるように思われる。
【０００７】ＫＴＮから形成された、典型的なスターリ
ング式赤外線検出器は約５μｍ厚さフィルムから形成さ
れた、サイズ約５０μｍのピクセルアレイ（ｐｉｘｅｌ
ａｒｒａｙ）から成ることが好ましいと考えられる
。 理想的には、最大検出器反応のために各ピクセルは単結
晶から形成される。または、粒度（ｇｒａｉｎ ｓｉ
ｚｅ）が充分に大きく、粒子のパイロ電気係数が単結晶
のパイロ電気係数に実質的に等しいならば、多結晶フィ
ルムを用いることもできる。しかし、多結晶フィルムを
用いる場合には、個々のピクセル内のキューリー温度の
変化を生じないように、検出器アレイの全範囲にわたる
化学的不均一性を最小にすべきである。
ング式赤外線検出器は約５μｍ厚さフィルムから形成さ
れた、サイズ約５０μｍのピクセルアレイ（ｐｉｘｅｌ
ａｒｒａｙ）から成ることが好ましいと考えられる
。 理想的には、最大検出器反応のために各ピクセルは単結
晶から形成される。または、粒度（ｇｒａｉｎ ｓｉ
ｚｅ）が充分に大きく、粒子のパイロ電気係数が単結晶
のパイロ電気係数に実質的に等しいならば、多結晶フィ
ルムを用いることもできる。しかし、多結晶フィルムを
用いる場合には、個々のピクセル内のキューリー温度の
変化を生じないように、検出器アレイの全範囲にわたる
化学的不均一性を最小にすべきである。
【０００８】それ故、好ましい赤外線パイロ電気検出器
アレイはＫＴＮ物質から形成された網状の５μｍ厚さの
単結晶ピクセルから成るが、これは（１）充分な直径の
ＫＴＮの化学的に均質な単結晶の成長；（２）結晶の５
μｍ厚さへのスライシングと薄片化；及び（３）ピクセ
ルを形成するための網状化における問題点のために、大
量生産の目的には非実用的である。従って、最大反応を
示す非冷却式赤外線検出器の経済的製造のためには、（
１）ＫＴＮ物質の約５μｍ厚さの薄フィルムを付着させ
ることができ、（２）検出器アレイの全範囲にわたって
フィルムの化学的、物理的及び寸法的安定性をうること
ができ、（３）単結晶物質の性質を非常に密接に模倣で
きるように最大粒度のフィルムを付着させることができ
ることが重要である。しかし、これらの特性を有するＫ
ＴＮフィルムを付着させる今までの試みは、例えばスパ
ッター付着（ｓｐｕｔｔｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）又は化学的蒸着方法のように、不成功に終わっている
。
アレイはＫＴＮ物質から形成された網状の５μｍ厚さの
単結晶ピクセルから成るが、これは（１）充分な直径の
ＫＴＮの化学的に均質な単結晶の成長；（２）結晶の５
μｍ厚さへのスライシングと薄片化；及び（３）ピクセ
ルを形成するための網状化における問題点のために、大
量生産の目的には非実用的である。従って、最大反応を
示す非冷却式赤外線検出器の経済的製造のためには、（
１）ＫＴＮ物質の約５μｍ厚さの薄フィルムを付着させ
ることができ、（２）検出器アレイの全範囲にわたって
フィルムの化学的、物理的及び寸法的安定性をうること
ができ、（３）単結晶物質の性質を非常に密接に模倣で
きるように最大粒度のフィルムを付着させることができ
ることが重要である。しかし、これらの特性を有するＫ
ＴＮフィルムを付着させる今までの試みは、例えばスパ
ッター付着（ｓｐｕｔｔｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
）又は化学的蒸着方法のように、不成功に終わっている
。
【０００９】必要なのは最大粒度と均一な性質を有し、
赤外線検出器への使用に適すると考えられるＫＴＮ薄フ
ィルムの付着方法であることは明白である。
赤外線検出器への使用に適すると考えられるＫＴＮ薄フ
ィルムの付着方法であることは明白である。
【００１０】本発明による金属酸化物フィルムの製造方
法は請求項１の特性表示部分に記載された特徴を特徴と
する。
法は請求項１の特性表示部分に記載された特徴を特徴と
する。
【００１１】赤外線検出器への使用に適したＫＴＮ物質
の薄フィルムを提供することが本発明の目的である。
の薄フィルムを提供することが本発明の目的である。
【００１２】このようなフィルムの製造方法を提供する
ことが本発明の他の目的である。
ことが本発明の他の目的である。
【００１３】本発明の好ましい実施態様によると、上記
その他の目的及び利点は次のように達成される。
その他の目的及び利点は次のように達成される。
【００１４】本発明者は初めてニオブ酸タンタルカリウ
ム、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３又はＫＴＮ物質の薄フィル
ムを金属有機付着の非真空方法によって付着させた。最
初に、溶液中に溶解した適当な金属有機先駆体、好まし
くは、キシレン中のカリウム、タンタル及びニオブのカ
ルボン酸塩をフォトレジストのような支持体上に分散さ
せる。好ましくは白金から形成された支持体を数千回転
／分で回転させて、過剰な流体を除去し、キシレン溶媒
を駆逐して、支持体表面に数μｍ厚さの金属有機フィル
ムを均一に塗布する。他の適当な支持体物質は白金のみ
ではなく、白金被覆イットリア、Ｙ２Ｏ３及びおそらく
は白金被覆ＣａＦ２、ＢａＦ２及びＥｒ２Ｏ３をも含む
。軟質の金属有機フィルムを次に空気雰囲気中で熱分解
して、金属有機先駆体をそれらの成分の酸化物に転化さ
せ、続いてアニールして、フィルム全体にペロブスキー
結晶構造を形成する。
ム、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３又はＫＴＮ物質の薄フィル
ムを金属有機付着の非真空方法によって付着させた。最
初に、溶液中に溶解した適当な金属有機先駆体、好まし
くは、キシレン中のカリウム、タンタル及びニオブのカ
ルボン酸塩をフォトレジストのような支持体上に分散さ
せる。好ましくは白金から形成された支持体を数千回転
／分で回転させて、過剰な流体を除去し、キシレン溶媒
を駆逐して、支持体表面に数μｍ厚さの金属有機フィル
ムを均一に塗布する。他の適当な支持体物質は白金のみ
ではなく、白金被覆イットリア、Ｙ２Ｏ３及びおそらく
は白金被覆ＣａＦ２、ＢａＦ２及びＥｒ２Ｏ３をも含む
。軟質の金属有機フィルムを次に空気雰囲気中で熱分解
して、金属有機先駆体をそれらの成分の酸化物に転化さ
せ、続いてアニールして、フィルム全体にペロブスキー
結晶構造を形成する。
【００１５】本発明の創意に富む特徴は、金属有機先駆
体溶液が化学量論量に比べてカリウム不足である時に本
発明の金属有機付着方法を用いて良好なフィルムを形成
し、次にこのフィルムをカリウム富化雰囲気中で熱分解
後にアニールして、化学量論量の金属酸化物フィルムを
形成することが確認されることにある。生ずるフィルム
は均質、高品質の物理的、化学的及び電気的性質を全体
的に有する。
体溶液が化学量論量に比べてカリウム不足である時に本
発明の金属有機付着方法を用いて良好なフィルムを形成
し、次にこのフィルムをカリウム富化雰囲気中で熱分解
後にアニールして、化学量論量の金属酸化物フィルムを
形成することが確認されることにある。生ずるフィルム
は均質、高品質の物理的、化学的及び電気的性質を全体
的に有する。
【００１６】このようにして形成されたＫＴＮフィルム
は約９℃のキューリー温度において約７８００〜約１１
０００の範囲内のピーク誘電率を有し、対応パイロ電気
係数ＰＦは約１．２２ｘ１０−８Ｃ／ｃｍ２−℃〜約５
．０ｘ１０−８Ｃ／ｃｍ２−℃に等しい。Ｘ線回析分析
はフィルム中のＫＴＮペロブスキー結晶構造の存在を確
認する。走査電子顕微鏡検査はフィルムの粒度が約１〜
１０μｍのオーダーであることを明らかにする。このよ
うにして形成されたＫＴＮフィルムは最大反応特性を有
する非冷却式赤外線検出器の経済的製造に適する。
は約９℃のキューリー温度において約７８００〜約１１
０００の範囲内のピーク誘電率を有し、対応パイロ電気
係数ＰＦは約１．２２ｘ１０−８Ｃ／ｃｍ２−℃〜約５
．０ｘ１０−８Ｃ／ｃｍ２−℃に等しい。Ｘ線回析分析
はフィルム中のＫＴＮペロブスキー結晶構造の存在を確
認する。走査電子顕微鏡検査はフィルムの粒度が約１〜
１０μｍのオーダーであることを明らかにする。このよ
うにして形成されたＫＴＮフィルムは最大反応特性を有
する非冷却式赤外線検出器の経済的製造に適する。
【００１７】本発明の他の目的と利点は以下の詳細な説
明によってさらに理解されるであろう。
明によってさらに理解されるであろう。
【００１８】ＫＴＮの薄フィルムを金属有機付着方法に
よって、白金ホイル支持体上に形成した。この方法は一
般的に次の工程：（１）例えば白金支持体のような適当
な支持体の表面にキシレン中に溶解した金属カルボン酸
塩をフルッドさせる（ｆｌｏｏｄ）工程；（２）支持体
を高速でスピンさせ、白金支持体に有機溶液を均一に塗
布し、キシレンを駆逐する工程；（３）残留有機物質を
熱分解して、カルボン酸塩をそれらの金属酸化物に転化
させる工程；及び（４）フィルムをアニールして、本質
的にフィルム全体にペロブスキー結晶を形成する工程を
含む。
よって、白金ホイル支持体上に形成した。この方法は一
般的に次の工程：（１）例えば白金支持体のような適当
な支持体の表面にキシレン中に溶解した金属カルボン酸
塩をフルッドさせる（ｆｌｏｏｄ）工程；（２）支持体
を高速でスピンさせ、白金支持体に有機溶液を均一に塗
布し、キシレンを駆逐する工程；（３）残留有機物質を
熱分解して、カルボン酸塩をそれらの金属酸化物に転化
させる工程；及び（４）フィルムをアニールして、本質
的にフィルム全体にペロブスキー結晶を形成する工程を
含む。
【００１９】好ましいニオブ酸タンタルカリウムＫＴａ
１−ｘＮｂｘＯ３又はＫＴＮフィルムは、最初に、金属
のカルボン酸塩から適当な金属有機先駆体を合成するこ
とによって製造した。カルボン酸塩は金属イオンのカル
ボン酸への結合によって形成される金属有機先駆体を意
味する。カルボン酸塩は良好なフィルムを形成するので
好ましいが、他の金属有機化合物を用いることもできる
。特に、タンタルとニオブ化合物はこれらのエトキシド
をネオデカン酸と反応させて、対応する式：Ｔａ（Ｃ１
０Ｈ１９Ｏ２）３（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２及びＮｂ（Ｃ１０Ｈ
１９Ｏ２）３（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２を有するジエトキシドト
リネオデカノエートを形成することによって製造した。 カリウム化合物はメタノール中の水酸化カリウムをネオ
デカン酸と反応させてネオデカン酸カリウムを形成する
ことによって製造した（ＫＣ１０Ｈ１９Ｏ２）。これら
の金属有機化合物をキシレン中に、化合物約１ｇに対し
て溶媒約１ｍＬの好ましい比で、溶解して好ましいＫＴ
Ｎ金属有機溶液を形成した。
１−ｘＮｂｘＯ３又はＫＴＮフィルムは、最初に、金属
のカルボン酸塩から適当な金属有機先駆体を合成するこ
とによって製造した。カルボン酸塩は金属イオンのカル
ボン酸への結合によって形成される金属有機先駆体を意
味する。カルボン酸塩は良好なフィルムを形成するので
好ましいが、他の金属有機化合物を用いることもできる
。特に、タンタルとニオブ化合物はこれらのエトキシド
をネオデカン酸と反応させて、対応する式：Ｔａ（Ｃ１
０Ｈ１９Ｏ２）３（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２及びＮｂ（Ｃ１０Ｈ
１９Ｏ２）３（Ｃ２Ｈ５Ｏ）２を有するジエトキシドト
リネオデカノエートを形成することによって製造した。 カリウム化合物はメタノール中の水酸化カリウムをネオ
デカン酸と反応させてネオデカン酸カリウムを形成する
ことによって製造した（ＫＣ１０Ｈ１９Ｏ２）。これら
の金属有機化合物をキシレン中に、化合物約１ｇに対し
て溶媒約１ｍＬの好ましい比で、溶解して好ましいＫＴ
Ｎ金属有機溶液を形成した。
【００２０】金属有機溶液の組成を調節して、室温に近
いキューリー温度を有するフィルムを製造した。キュー
リー温度は、強誘電性相と非強誘電性相との間の転移が
生じる温度である。ＫＴＮ物質では、タンタル（Ｔａ）
対ニオブ（Ｎｂ）の比を調節することによってキューリ
ー温度が変化する。ＫＴＮでは、誘電率とパイロ電気係
数とはキューリー温度においてピークに達し、このこと
はＫＴＮをＩＲ検出に特に有用にする。室温に近いキュ
ーリー温度を有する、好ましいＫＴＮネオデカノエート
溶液の組成を下記に示す： タンタルジエトキシドトリネオデカノエート＝２５ｇニ
オブジエトキシドトリネオデカノエート ＝１０ｇカ
リウムネオデカノエート
＝２２ｇ溶解用キシレン
＝約５７ｍＬ金属有機溶
液を白金支持体上で約２０００回転／分において約２０
秒間スピンさせ、次に約６００℃にプレセットされた空
気雰囲気炉中に白金支持体を非常に迅速に入れることに
よって熱分解した。他の適当な支持体には、白金支持体
のみではなく、白金被覆Ｙ２Ｏ３及びおそらくは白金被
覆ＣａＦ２、ＢａＦ２及びＥｒ２Ｏ３をも含む。この温
度における持続時間は、金属有機化合物のそれらの各金
属酸化物への完全な熱分解を保証するために、約１〜２
分間である。熱分解後のフィルム厚さは約０．２μｍ／
スピンサイクルである。１回のみのスピンー熱分解工程
後に製造された、約０．２μｍのフィルム厚さを有する
サンプルは過度の亀裂と斑な表面とを示した。それ故、
約５〜８μｍの厚さのフィルムを形成することが好まし
い。これはスピンー熱分解工程を約４０回まで繰り返す
ことによって達成される。
いキューリー温度を有するフィルムを製造した。キュー
リー温度は、強誘電性相と非強誘電性相との間の転移が
生じる温度である。ＫＴＮ物質では、タンタル（Ｔａ）
対ニオブ（Ｎｂ）の比を調節することによってキューリ
ー温度が変化する。ＫＴＮでは、誘電率とパイロ電気係
数とはキューリー温度においてピークに達し、このこと
はＫＴＮをＩＲ検出に特に有用にする。室温に近いキュ
ーリー温度を有する、好ましいＫＴＮネオデカノエート
溶液の組成を下記に示す： タンタルジエトキシドトリネオデカノエート＝２５ｇニ
オブジエトキシドトリネオデカノエート ＝１０ｇカ
リウムネオデカノエート
＝２２ｇ溶解用キシレン
＝約５７ｍＬ金属有機溶
液を白金支持体上で約２０００回転／分において約２０
秒間スピンさせ、次に約６００℃にプレセットされた空
気雰囲気炉中に白金支持体を非常に迅速に入れることに
よって熱分解した。他の適当な支持体には、白金支持体
のみではなく、白金被覆Ｙ２Ｏ３及びおそらくは白金被
覆ＣａＦ２、ＢａＦ２及びＥｒ２Ｏ３をも含む。この温
度における持続時間は、金属有機化合物のそれらの各金
属酸化物への完全な熱分解を保証するために、約１〜２
分間である。熱分解後のフィルム厚さは約０．２μｍ／
スピンサイクルである。１回のみのスピンー熱分解工程
後に製造された、約０．２μｍのフィルム厚さを有する
サンプルは過度の亀裂と斑な表面とを示した。それ故、
約５〜８μｍの厚さのフィルムを形成することが好まし
い。これはスピンー熱分解工程を約４０回まで繰り返す
ことによって達成される。
【００２１】本発明の創意に富んだ特徴はＫＴＮ金属有
機溶液中のカリウム（Ｋ）量が化学量論量よりも好まし
くは約２０％少ないことである。本発明者は、このカリ
ウム不足金属有機溶液が化学量論レベルで製造された溶
液よりも良好なフィルムを形成することを確認した。一
般に、金属有機溶液のカリウム含量を化学量論量近くに
セットする場合には、フィルムは熱分解後に不透明で不
規則な外観である。金属有機溶液中のカリウムが不充分
である場合には、フィルムは熱分解後に均質で、ガラス
状の外観である。しかし、白金被覆Ｙ２Ｏ３支持体上に
付着したフィルムでは、熱分解温度が約７〜１０分間維
持されるように熱分解速度を変えることによって、カリ
ウム含量がほぼ化学量論量である場合にも適当なフィル
ムが形成される。カリウム不足フィルムの高度な集結度
（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）と均質性は走査電子顕微鏡検査
によって確認された。
機溶液中のカリウム（Ｋ）量が化学量論量よりも好まし
くは約２０％少ないことである。本発明者は、このカリ
ウム不足金属有機溶液が化学量論レベルで製造された溶
液よりも良好なフィルムを形成することを確認した。一
般に、金属有機溶液のカリウム含量を化学量論量近くに
セットする場合には、フィルムは熱分解後に不透明で不
規則な外観である。金属有機溶液中のカリウムが不充分
である場合には、フィルムは熱分解後に均質で、ガラス
状の外観である。しかし、白金被覆Ｙ２Ｏ３支持体上に
付着したフィルムでは、熱分解温度が約７〜１０分間維
持されるように熱分解速度を変えることによって、カリ
ウム含量がほぼ化学量論量である場合にも適当なフィル
ムが形成される。カリウム不足フィルムの高度な集結度
（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）と均質性は走査電子顕微鏡検査
によって確認された。
【００２２】熱分解後に、フィルムはＸ線分析によって
確認される非晶質パターンを特徴とする。この時点での
フィルム中のカリウム不足のために、Ｘ線分析は無数の
他のピークと共にＫＴＮピークを示す。
確認される非晶質パターンを特徴とする。この時点での
フィルム中のカリウム不足のために、Ｘ線分析は無数の
他のピークと共にＫＴＮピークを示す。
【００２３】熱分解後に、カリウム不足フィルムの誘電
測定は約９℃のキューリー温度において約５００の誘電
率と共に 幅広いキューリー温度ピークを示す。フィル
ムの誘電性は、理論的計算に基づくと、粒度依存性であ
り、約５μｍ以上の粒度を有する連続ＫＴＮフィルムが
好ましいことが実験分析によって確認されている。この
好ましい粒度まで粒子成長させるために、フィルムをカ
リウム雰囲気中で、約１１５０℃〜約１２５０℃の範囲
の温度において約１０分間〜１時間の期間アニールした
。
測定は約９℃のキューリー温度において約５００の誘電
率と共に 幅広いキューリー温度ピークを示す。フィル
ムの誘電性は、理論的計算に基づくと、粒度依存性であ
り、約５μｍ以上の粒度を有する連続ＫＴＮフィルムが
好ましいことが実験分析によって確認されている。この
好ましい粒度まで粒子成長させるために、フィルムをカ
リウム雰囲気中で、約１１５０℃〜約１２５０℃の範囲
の温度において約１０分間〜１時間の期間アニールした
。
【００２４】カリウム不足フィルムから明確なＫＴＮ
Ｘ線パターンを有するフィルムを得るために、追加の
カリウムをフィルムに加えなければならないことが判明
した。これはカリウム不足フィルムをジルコニア セ
ッター（ｚｉｒｃｏｎｉａ ｓｅｔｔｅｒ）上に置か
れた密閉白金るつぼ内で約１時間まで、好ましくは約１
２〜１８分間、カリウム富化雰囲気中、約９００℃〜約
１２５０℃において 、好ましくは約１１５０℃におい
て焼成することによって実施された。るつぼはカリウム
とアルミナとから、好ましくは酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）
１モルと酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）約１１モルと
から成る化合物によって、接触されずに、囲まれた。カ
リウム不足フィルムを空気中で、約１２〜１８分間、約
１１５０℃においてこのカリウムーアルミネート化合物
と共に焼成した後に、Ｘ線分析は明確なＫＴＮピークを
示し、付加的な相が存在しないことを示した。
Ｘ線パターンを有するフィルムを得るために、追加の
カリウムをフィルムに加えなければならないことが判明
した。これはカリウム不足フィルムをジルコニア セ
ッター（ｚｉｒｃｏｎｉａ ｓｅｔｔｅｒ）上に置か
れた密閉白金るつぼ内で約１時間まで、好ましくは約１
２〜１８分間、カリウム富化雰囲気中、約９００℃〜約
１２５０℃において 、好ましくは約１１５０℃におい
て焼成することによって実施された。るつぼはカリウム
とアルミナとから、好ましくは酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）
１モルと酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）約１１モルと
から成る化合物によって、接触されずに、囲まれた。カ
リウム不足フィルムを空気中で、約１２〜１８分間、約
１１５０℃においてこのカリウムーアルミネート化合物
と共に焼成した後に、Ｘ線分析は明確なＫＴＮピークを
示し、付加的な相が存在しないことを示した。
【００２５】フィルムへのカリウム添加後に実施された
誘電測定は、キューリー温度における誘電率が焼成条件
に依存して約２０００〜７８００であることを示す。し
かし、これらのフィルムはその表面に沿って不連続性を
有しがちであった。これらのフィルムの表面に置かれた
金−クロム電極はこの不連続性によって短絡した（ｓｈ
ｏｒｔｅｄ）。これらのフィルムが金−クロム電極の付
着前に但しアニーリング工程後に、フィルム内の空隙を
満たすためにさらに１０層の金属有機ＫＴＮ溶液をスピ
ン塗布され、次にカリウム富化雰囲気中で約１１００℃
〜１１５０℃において、約１時間まで好ましくは約１２
〜１８分間再焼成された後に、約７８００の誘電率が得
られることが判明した。しかし、これらの付加的層はア
ニーリングパラメーターに依存して、必ずしも必要とは
限らない。フィルムを約１１５０℃の好ましい温度にお
いて約１２〜１８分間アニールした場合に、初期層は連
続的であり、電極の付着に適していた。さらに、これら
の付加的被覆層（ｃｏａｔ）はフィルムの空隙及びピン
ホールを満たすことによって、これらのフィルムの集結
度を強化した。それ故、一般にフィルム上の追加の（ｅ
ｘｔｒａ）１０被覆層、約２０被覆層までの付着によっ
て、フィルム上に電極を有利に付着させることが可能で
あった。低い温度又は短い焼成時間では、フィルムは連
続的であったが、約２０００〜４０００の低い誘電率を
特徴とすることを認識すべきである。誘電率（ｋ）は、
種々なタンタル／ニオブ比を有し、種々な条件下で処理
されたＫＴＮフィルムに対する温度の関数である。タン
タル／ニオブ比が増加すると、これが一般に低いキュー
リー温度（Ｔｃ）を有する物質を生じることが判明して
いる。さらに、アニーリング温度が上昇すると、フィル
ム内の粒度が増大し、同時に薄フィルム物質のキューリ
ー温度と誘電率も上昇した。実用性の理由から、タンタ
ル／ニオブの好ましい比は約２．２９〜約１．４３の範
囲内であり、−５０℃から約５０℃までの約１００℃の
キューリー温度の対応シフトが生じる。
誘電測定は、キューリー温度における誘電率が焼成条件
に依存して約２０００〜７８００であることを示す。し
かし、これらのフィルムはその表面に沿って不連続性を
有しがちであった。これらのフィルムの表面に置かれた
金−クロム電極はこの不連続性によって短絡した（ｓｈ
ｏｒｔｅｄ）。これらのフィルムが金−クロム電極の付
着前に但しアニーリング工程後に、フィルム内の空隙を
満たすためにさらに１０層の金属有機ＫＴＮ溶液をスピ
ン塗布され、次にカリウム富化雰囲気中で約１１００℃
〜１１５０℃において、約１時間まで好ましくは約１２
〜１８分間再焼成された後に、約７８００の誘電率が得
られることが判明した。しかし、これらの付加的層はア
ニーリングパラメーターに依存して、必ずしも必要とは
限らない。フィルムを約１１５０℃の好ましい温度にお
いて約１２〜１８分間アニールした場合に、初期層は連
続的であり、電極の付着に適していた。さらに、これら
の付加的被覆層（ｃｏａｔ）はフィルムの空隙及びピン
ホールを満たすことによって、これらのフィルムの集結
度を強化した。それ故、一般にフィルム上の追加の（ｅ
ｘｔｒａ）１０被覆層、約２０被覆層までの付着によっ
て、フィルム上に電極を有利に付着させることが可能で
あった。低い温度又は短い焼成時間では、フィルムは連
続的であったが、約２０００〜４０００の低い誘電率を
特徴とすることを認識すべきである。誘電率（ｋ）は、
種々なタンタル／ニオブ比を有し、種々な条件下で処理
されたＫＴＮフィルムに対する温度の関数である。タン
タル／ニオブ比が増加すると、これが一般に低いキュー
リー温度（Ｔｃ）を有する物質を生じることが判明して
いる。さらに、アニーリング温度が上昇すると、フィル
ム内の粒度が増大し、同時に薄フィルム物質のキューリ
ー温度と誘電率も上昇した。実用性の理由から、タンタ
ル／ニオブの好ましい比は約２．２９〜約１．４３の範
囲内であり、−５０℃から約５０℃までの約１００℃の
キューリー温度の対応シフトが生じる。
【００２６】タンタル／ニオブ比の選択が特定のキュー
リー温度を得るために選択される唯一つのパラメーター
ではない。タンタル／ニオブ比が約１．７７である場合
に、アニーリング温度が約９５０℃から約１２５０℃ま
で変化すると、キューリー温度は約３５℃シフトする。 キューリー温度が上昇すると、誘電率ｋは約３０００か
ら７８００まで上昇する。この方法を用いると、タンタ
ル／ニオブ比が約１．７７である薄フィルムＫＴＮ物質
では約９℃のキューリー温度が得られた。これらの結果
はバルク（ｂｕｌｋ）単結晶ＫＴＮ物質に対してなされ
た以前の研究に一致する。
リー温度を得るために選択される唯一つのパラメーター
ではない。タンタル／ニオブ比が約１．７７である場合
に、アニーリング温度が約９５０℃から約１２５０℃ま
で変化すると、キューリー温度は約３５℃シフトする。 キューリー温度が上昇すると、誘電率ｋは約３０００か
ら７８００まで上昇する。この方法を用いると、タンタ
ル／ニオブ比が約１．７７である薄フィルムＫＴＮ物質
では約９℃のキューリー温度が得られた。これらの結果
はバルク（ｂｕｌｋ）単結晶ＫＴＮ物質に対してなされ
た以前の研究に一致する。
【００２７】走査顕微鏡写真は、約１１８０℃及び約１
２５０℃においてアニールされた、両方の場合にタンタ
ル／ニオブ比が約１．７７であるフィルムの粒度がそれ
ぞれ約１〜２μｍと約５〜１０μｍであることを示した
。大きい粒度は単結晶フィルムにより類似した性質を特
徴とするので、好ましく、従って、約１２５０℃におけ
るアニーリングが好ましい。タンタル／ニオブ比が約１
．７７である場合に、約１２５０℃よりも非常に高温に
おいて物質をアニールすると、液相が生じることがある
。溶融は多相物質を生じがちであるので、サンプルのい
ずれも約１２５０℃より高温にアニールしなかった。
２５０℃においてアニールされた、両方の場合にタンタ
ル／ニオブ比が約１．７７であるフィルムの粒度がそれ
ぞれ約１〜２μｍと約５〜１０μｍであることを示した
。大きい粒度は単結晶フィルムにより類似した性質を特
徴とするので、好ましく、従って、約１２５０℃におけ
るアニーリングが好ましい。タンタル／ニオブ比が約１
．７７である場合に、約１２５０℃よりも非常に高温に
おいて物質をアニールすると、液相が生じることがある
。溶融は多相物質を生じがちであるので、サンプルのい
ずれも約１２５０℃より高温にアニールしなかった。
【００２８】Ｘ線回析は約１２５０℃未満の温度におけ
るカリウム富化雰囲気内でのアニーリング後の単相ＫＴ
Ｎ物質の形成を実証する。タンタル／ニオブ比が約１．
５である粉状単結晶ＫＴＮサンプルのＸ線回析パターン
を、空気中１２００℃においてアニールされ、続いてカ
リウム富化雰囲気内でのアニールされたタンタル／ニオ
ブ比が約１．７７に等しい、白金支持体上のＫＴＮ薄フ
ィルムのＸ線回析パターンに比較した。両Ｘ線回析パタ
ーンに関して、銅Ｋα線を用いた。下方の（ｕｎｄｅｒ
ｌｙｉｎｇ）支持体による幾つかの白金ピークを除いて
、Ｘ線回析分析はＫＴＮ相のみが存在し、これが構造的
に粉状単結晶ＫＴＮ物質に等しいことを実証する。
るカリウム富化雰囲気内でのアニーリング後の単相ＫＴ
Ｎ物質の形成を実証する。タンタル／ニオブ比が約１．
５である粉状単結晶ＫＴＮサンプルのＸ線回析パターン
を、空気中１２００℃においてアニールされ、続いてカ
リウム富化雰囲気内でのアニールされたタンタル／ニオ
ブ比が約１．７７に等しい、白金支持体上のＫＴＮ薄フ
ィルムのＸ線回析パターンに比較した。両Ｘ線回析パタ
ーンに関して、銅Ｋα線を用いた。下方の（ｕｎｄｅｒ
ｌｙｉｎｇ）支持体による幾つかの白金ピークを除いて
、Ｘ線回析分析はＫＴＮ相のみが存在し、これが構造的
に粉状単結晶ＫＴＮ物質に等しいことを実証する。
【００２９】タンタル／ニオブ比が約１．７７に等しく
、誘電率が約７８００に等しい、好ましいＫＴＮフィル
ムのパイロ電気係数は、単結晶物質のこのような値に比
べて低い。キューリー温度近くでは、誘電率ｋは非常に
迅速に変化し、本発明の方法によって製造されたフィル
ムに比べて単結晶物質では非常に大きい値に達する。 約３℃の温度及び約１．０ｋＶ／ｃｍの顕微鏡電界にお
いてバルク単結晶物質のパイロ電気係数が約８．３ｘ１
０−８Ｃ／ｃｍ２−℃に等しいことが判明した。本発明
の方法に従って製造されたフィルムのパイロ電気係数は
、約３７℃の温度及び約２．５ｋＶ／ｃｍの顕微鏡電界
において約５．０ｘ１０−８Ｃ／ｃｍ２−℃までである
。
、誘電率が約７８００に等しい、好ましいＫＴＮフィル
ムのパイロ電気係数は、単結晶物質のこのような値に比
べて低い。キューリー温度近くでは、誘電率ｋは非常に
迅速に変化し、本発明の方法によって製造されたフィル
ムに比べて単結晶物質では非常に大きい値に達する。 約３℃の温度及び約１．０ｋＶ／ｃｍの顕微鏡電界にお
いてバルク単結晶物質のパイロ電気係数が約８．３ｘ１
０−８Ｃ／ｃｍ２−℃に等しいことが判明した。本発明
の方法に従って製造されたフィルムのパイロ電気係数は
、約３７℃の温度及び約２．５ｋＶ／ｃｍの顕微鏡電界
において約５．０ｘ１０−８Ｃ／ｃｍ２−℃までである
。
【００３０】初期の研究は、本発明によって製造された
フィルムの誘電率の抑制が、ＫＴＮフィルムが少なくと
も二層であるという事実によって生じることを示唆する
。二層は約５〜１０μｍ厚さである、高い誘電率（ほぼ
１８，０００に等しいｋ）を有する粗粒状層と、約１〜
２μｍ厚さである、低い誘電率（ほぼ３，０００に等し
いｋ）を有する、上方の微粒状層とから成る。微粒状層
は下方の粗粒状層の高温におけるアニーリング後に付着
された付加的な１０〜２０ＫＴＮ層のために生じる。 フィルム内の空隙とピンホールとを満たすために上方の
（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）１０〜２０層が必要であった。
フィルムの誘電率の抑制が、ＫＴＮフィルムが少なくと
も二層であるという事実によって生じることを示唆する
。二層は約５〜１０μｍ厚さである、高い誘電率（ほぼ
１８，０００に等しいｋ）を有する粗粒状層と、約１〜
２μｍ厚さである、低い誘電率（ほぼ３，０００に等し
いｋ）を有する、上方の微粒状層とから成る。微粒状層
は下方の粗粒状層の高温におけるアニーリング後に付着
された付加的な１０〜２０ＫＴＮ層のために生じる。 フィルム内の空隙とピンホールとを満たすために上方の
（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）１０〜２０層が必要であった。
【００３１】微粒状層の存在は下方の粗粒状層の性質を
低下させると考えられる。この二層構造の微粒状上層は
下方の粗粒状層の誘電率、温度によるその変化率及びパ
イロ電気係数を抑制するように思われる。
低下させると考えられる。この二層構造の微粒状上層は
下方の粗粒状層の誘電率、温度によるその変化率及びパ
イロ電気係数を抑制するように思われる。
【００３２】一般に、本発明の方法によって製造された
、最高品質のＫＴＮ薄フィルムは粒度１〜２μｍ（直径
）を有する約２μｍ厚さの微粒状層とその下方にある、
粒度５〜１０μｍ（直径）を有する約７μｍ厚さの粗粒
状層とを含む二層構造を有する。粗粒状層は１０，００
０以上の誘電率を有することが判明する。粗粒状層の誘
電率の温度による最大変化率は約１６０／℃ であり、
これは微粒状上層の５７／℃又は二層の１１７／℃より
大きい。さらに、同じ供給ｄｃ電界（約２．５ｋＶｃｍ
）に対して、粗粒状層のパイロ電気係数約１．４３ｘ１
０−８Ｃ／ｃｍ２−℃は二層の約１．２２ｘ１０−８Ｃ
／ｃｍ２−℃、又は微粒状層の約０．８４ｘ１０−８Ｃ
／ｃｍ２−℃よりも大きい。粗粒状物質のみから形成さ
れたＫＴＮフィルムは微粒状物質又は二層構造を有する
フィルムのいずれよりも良好なパイロ電気係数を有する
が、粗粒状層は不連続になりがちである。それ故、上方
の微粒状層は粗粒状下層内の不連続を満たすように形成
される。本発明の金属有機付着方法によって形成される
二層ＫＴＮフィルムは赤外線検出のために優れた品質の
フィルムである。
、最高品質のＫＴＮ薄フィルムは粒度１〜２μｍ（直径
）を有する約２μｍ厚さの微粒状層とその下方にある、
粒度５〜１０μｍ（直径）を有する約７μｍ厚さの粗粒
状層とを含む二層構造を有する。粗粒状層は１０，００
０以上の誘電率を有することが判明する。粗粒状層の誘
電率の温度による最大変化率は約１６０／℃ であり、
これは微粒状上層の５７／℃又は二層の１１７／℃より
大きい。さらに、同じ供給ｄｃ電界（約２．５ｋＶｃｍ
）に対して、粗粒状層のパイロ電気係数約１．４３ｘ１
０−８Ｃ／ｃｍ２−℃は二層の約１．２２ｘ１０−８Ｃ
／ｃｍ２−℃、又は微粒状層の約０．８４ｘ１０−８Ｃ
／ｃｍ２−℃よりも大きい。粗粒状物質のみから形成さ
れたＫＴＮフィルムは微粒状物質又は二層構造を有する
フィルムのいずれよりも良好なパイロ電気係数を有する
が、粗粒状層は不連続になりがちである。それ故、上方
の微粒状層は粗粒状下層内の不連続を満たすように形成
される。本発明の金属有機付着方法によって形成される
二層ＫＴＮフィルムは赤外線検出のために優れた品質の
フィルムである。
【００３３】本発明は赤外線波長検出のための高品質Ｋ
ＴＮフィルムの形成を容易に助成する。本発明を好まし
い実施態様に関して説明したが、例えば先駆体金属有機
物質又は処理パラメーターの改良によるような、他の形
式が当業者によって採用されうることは明らかである。 従って、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限
定されるものである。
ＴＮフィルムの形成を容易に助成する。本発明を好まし
い実施態様に関して説明したが、例えば先駆体金属有機
物質又は処理パラメーターの改良によるような、他の形
式が当業者によって採用されうることは明らかである。 従って、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限
定されるものである。
Claims (17)
- 【請求項１】 金属カルボン酸塩の溶液を形成し、前
記溶液のフィルムを支持体上に付着させ、前記付着フィ
ルムを熱分解して前記カルボン酸塩をその対応金属酸化
物フィルムに転化させる工程を含む金属酸化物フィルム
の製造方法において、カリウム、タンタル及びニオブの
カルボン酸塩から溶液を形成し、前記溶液の前記フィル
ムを第１温度において前記カルボン酸塩を前記対応金属
酸化物に転化させるために充分であるが前記酸化物を有
意に再結晶するには不充分な時間熱分解する工程；及び
次に前記金属酸化物フィルムを第２温度において前記酸
化物の粒子成長を促進し、前記金属酸化物を本質的に再
結晶するために充分な時間アニール（ａｎｎｅａｌ）し
て、ペロブスキー（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）結晶構造を
有し、赤外線に対して感受性を示すニオブ酸タンタルカ
リウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ−ｔａｎｔａｌｕｍ−ｎｉ
ｏｂａｔｅ）の混合金属酸化物を形成する工程を含むこ
とを特徴にする方法。 - 【請求項２】 前記支持体が白金である請求項１記載
のニオブ酸タンタルカリウムのフィルムの製造方法。 - 【請求項３】 前記支持体が白金被覆イットリア、Ｙ
２Ｏ３である請求項１記載のニオブ酸タンタルカリウム
のフィルムの製造方法。 - 【請求項４】 前記第１熱分解工程が前記金属酸化物
を酸素含有雰囲気中、約６００℃において約６０秒間の
期間加熱することを含む請求項１記載のニオブ酸タンタ
ルカリウムのフィルムの製造方法。 - 【請求項５】 前記第１熱分解工程が前記金属酸化物
を酸素含有雰囲気中、約６００℃において約１０分間ま
での期間加熱することを含む請求項１記載のニオブ酸タ
ンタルカリウムのフィルムの製造方法。 - 【請求項６】 前記アニーリング工程が前記金属酸化
物フィルムを酸素含有雰囲気中で、前記熱分解温度より
高い、前記金属酸化物の再結晶を促進するために充分な
温度において加熱して、前記フィルム中に前記プロブス
キー結晶構造を本質的に形成することを含む請求項１記
載のニオブ酸タンタルカリウムのフィルムの製造方法。 - 【請求項７】 前記アニーリング工程が前記金属酸化
物フィルムをカリウム富化雰囲気中で、前記熱分解温度
より高い、前記金属酸化物の再結晶を促進するために充
分な温度において加熱して、前記フィルム中に前記プロ
ブスキー結晶構造の混合金属酸化物を本質的に形成する
ことを含む請求項１記載のニオブ酸タンタルカリウムの
フィルムの製造方法。 - 【請求項８】 前記アニーリング工程が前記金属酸化
物フィルムをカリウム富化雰囲気中で、約１０５０℃〜
１２５０℃の範囲内の温度において加熱することを含む
請求項１記載のニオブ酸タンタルカリウムのフィルムの
製造方法。 - 【請求項９】 前記アニーリング工程が前記金属酸化
物フィルムをカリウム富化雰囲気中で、約１０５０℃〜
１２５０℃の範囲内の温度において約６０分間までの期
間加熱することを含む請求項１記載のニオブ酸タンタル
カリウムのフィルムの製造方法。 - 【請求項１０】 前記溶液の前記フィルムを酸素含有
雰囲気中で、約６００℃の温度において約６０秒間熱分
解して、カリウム、タンタル及びニオブのカルボン酸塩
を分解してカリウム、タンタル及びニオブの金属酸化物
を含むフィルムを形成する工程；前記付着工程と前記熱
分解工程を必要に応じて繰り返して、望ましい厚さの金
属酸化物フィルムを形成する工程；及び前記金属酸化物
フィルムを約１０５０℃〜１２５０℃の範囲内の温度に
おいて前記金属酸化物の再結晶と粒子成長とを促進する
ために充分な期間アニールして、本質的にペロブスキー
結晶構造から成る混合金属酸化物を形成する工程を含む
請求項１記載のニオブ酸タンタルカリウムの薄フィルム
の製造方法。 - 【請求項１１】 前記アニーリング工程をカリウム富
化雰囲気中、約１０５０℃〜１２５０℃の温度において
約６０分間までの期間実施する請求項１０記載のニオブ
酸タンタルカリウムの薄フィルムの製造方法。 - 【請求項１２】 キシレン溶媒と、カリウム、タンタ
ル及びニオブのカルボン酸塩とを含み、化学量論量に比
べてカリウム不足である金属有機溶液（ｍｅｔａｌｌｏ
ｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を形成する工程；
前記溶液の前記フィルムを白金支持体上に付着させ、白
金支持体に前記金属有機溶液をスピンコーチング（ｓｐ
ｉｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）し、前記金属有機溶液から前記
キシレン溶媒を駆逐して、前記支持体上に金属有機フィ
ルム（ｍｅｔａｌｌｏｒｇａｎｉｃｆｉｌｍ）を残す工
程；前記有機金属フィルムを酸素含有雰囲気中、約６０
０℃の温度において約６０秒間熱分解して、カリウム、
タンタル及びニオブの前記カルボン酸塩をカリウム、タ
ンタル及びニオブの酸化物を含む金属酸化物フィルムに
分解する工程；前記付着工程と前記熱分解工程を必要に
応じて繰り返して、望ましい厚さの金属酸化物フィルム
を形成する工程；及び前記金属酸化物フィルムをカリウ
ム富化雰囲気中で、約１０５０℃〜１２５０℃の範囲内
の温度において前記金属酸化物の再結晶と粒子成長とを
促進するために充分な期間アニールして、本質的にペロ
ブスキー結晶構造から成る金属酸化物を形成する工程を
含む請求項１記載のニオブ酸タンタルカリウムの薄フィ
ルムの製造方法。 - 【請求項１３】 前記アニーリング工程後に、次の付
加的工程：キシレン溶媒と、カリウム、タンタル及びニ
オブのカルボン酸塩とを含む金属有機溶液を形成し、前
記金属有機溶液のフィルムを前記金属酸化物フィルム上
に付着させ、前記金属有機溶液を適当な速度でスピンコ
ーチングして前記金属酸化物フィルムに前記金属有機溶
液を均一に塗布し、前記金属有機溶液から前記キシレン
溶媒を駆逐して、前記金属酸化物フィルム上に金属有機
フィルムを残す工程；前記有機金属フィルムを酸素含有
雰囲気中、約６００℃の温度において約１０分間まで熱
分解して、カリウム、タンタル及びニオブの前記カルボ
ン酸塩をカリウム、タンタル及びニオブの酸化物を含む
第２金属酸化物フィルムに分解する工程；及び前記付着
工程と前記熱分解工程を必要に応じて繰り返して、粗粒
子状ペロブスキー結晶構造を本質的に特徴とする混合金
属酸化物層と前記混合金属酸化物層内及び上の、微粒子
状結晶構造を特徴とする第２金属酸化物層とを有する、
望ましい厚さのフィルムを形成する工程を含む請求項９
記載のニオブ酸タンタルカリウムの薄フィルムの製造方
法。 - 【請求項１４】 次の工程：キシレン溶媒と、カリウ
ム、タンタル及びニオブのカルボン酸塩とを含む金属有
機溶液を形成する工程；前記溶液のフィルムを白金被覆
イットリア支持体上に付着させ、前記支持体に前記金属
有機溶液をスピンコーチングし、前記白金被覆イットリ
ア支持体に前記金属有機溶液を均一に塗布し、前記金属
有機溶液から前記キシレン溶媒を駆逐して、前記支持体
上に金属有機フィルムを残す工程；前記有機金属フィル
ムを酸素含有雰囲気中、約６００℃の温度において約１
０分間まで熱分解して、カリウム、タンタル及びニオブ
の前記カルボン酸塩をカリウム、タンタル及びニオブの
酸化物を含む金属酸化物フィルムに分解する工程；前記
付着工程と前記熱分解工程を必要に応じて繰り返して、
望ましい厚さの金属酸化物フィルムを形成する工程；及
び前記金属酸化物フィルムをカリウム富化雰囲気中で、
約１０５０℃〜１２５０℃の範囲内の温度において前記
金属酸化物の再結晶と粒子成長とを促進するために充分
な期間アニールして、本質的にペロブスキー結晶構造か
ら成る金属酸化物を形成する工程を含む請求項１記載の
ニオブ酸タンタルカリウムの薄フィルムの製造方法。 - 【請求項１５】 炭化水素溶媒中金属カルボン酸塩の
溶液を形成し、金属有機溶液を調製し、前記溶液のフィ
ルムを支持体上に付着させる工程；及び前記付着フィル
ムを熱分解して、前記カルボン酸塩をその対応金属酸化
物のフィルムに転化させる工程を含む金属酸化物フィル
ムの製造方法において、次の工程：ニオブ酸タンタル、
チタン酸ストロンチウムバリウム又はランタンドープト
レッドジルコネートチタネート（ｌａｎｔｈａｎ−ｄｏ
ｐｅｄ ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔ
ａｎａｔｅ）のいずれかを生ずるカルボン酸塩から前記
溶液を形成する工程；前記溶液の前記フィルムを第１温
度において、前記カルボン酸塩をその前記対応金属酸化
物へ転化させるために充分な、しかし前記酸化物を有意
に再結晶するには不充分な期間熱分解する工程；及び次
に前記金属酸化物フィルムを第２温度において、前記金
属酸化物の粒子成長を促進し、前記金属酸化物を本質的
に再結晶するために充分な期間アニールして、ペロブス
キー結晶構造を有し、赤外線に対して感受性を示す混合
金属酸化物を形成する工程を含むことを特徴とする方法
。 - 【請求項１６】 金属有機溶液がカリウムカルボン酸
塩、タンタルカルボン酸塩、ニオブカルボン酸塩及びキ
シレンを含むことを特徴とする請求項１記載の方法の実
施に用いられる金属有機溶液。 - 【請求項１７】 前記カリウムカルボン酸塩量が化学
量論量に比べて不充分である請求項１６記載の金属有機
溶液。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US53321390A | 1990-06-04 | 1990-06-04 | |
| US533213 | 1990-06-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04254416A true JPH04254416A (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=24124982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3133019A Pending JPH04254416A (ja) | 1990-06-04 | 1991-06-04 | 金属酸化物フィルムの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0460726A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04254416A (ja) |
| CA (1) | CA2042083A1 (ja) |
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| GB2469285A (en) | 2009-04-06 | 2010-10-13 | Ntnu Technology Transfer As | Ferroelectric niobate materials formed by spray pyrolysis |
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- 1991-05-08 CA CA002042083A patent/CA2042083A1/en not_active Abandoned
- 1991-05-15 EP EP91201165A patent/EP0460726A1/en not_active Ceased
- 1991-06-04 JP JP3133019A patent/JPH04254416A/ja active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2042083A1 (en) | 1991-12-05 |
| EP0460726A1 (en) | 1991-12-11 |
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