JPH0449721B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0449721B2
JPH0449721B2 JP59056467A JP5646784A JPH0449721B2 JP H0449721 B2 JPH0449721 B2 JP H0449721B2 JP 59056467 A JP59056467 A JP 59056467A JP 5646784 A JP5646784 A JP 5646784A JP H0449721 B2 JPH0449721 B2 JP H0449721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dielectric
compound
thin film
temperature
precursor 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 - Lifetime
Application number
JP59056467A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60200403A (en
Inventor
Hitoo Yoshihara
Ichiro Kikuchi
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.)
Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda 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 Nippon Soda Co Ltd filed Critical Nippon Soda Co Ltd
Priority to JP59056467A priority Critical patent/JPS60200403A/en
Publication of JPS60200403A publication Critical patent/JPS60200403A/en
Publication of JPH0449721B2 publication Critical patent/JPH0449721B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野: 本発明は、基板上に第3成分を添加固溶してな
るチタンジルコン酸鉛(以下、「3成分系PZT」
と称する)またはランタン含有チタンジルコン酸
鉛(以下、「PLZT」と称する)のいずれかの薄
膜を形成した薄膜誘電体の製造方法に関する。 従来技術: 従来、薄膜状の誘電体は粉粒体状の無機金属化
合物の混合物を加圧成形し高温度下に焼結して誘
電体磁器を製造し、ついで、所望の厚さにまで研
磨して製造している。 該方法においては、優れた誘電体素子の条件で
ある厚さが百ミクロン以下と薄く、かつ、高比誘
電率を有する薄膜誘電体を製造することは、極め
て困難である。特に、高硬度の結晶性の高い誘電
体磁器を所望の厚さにまで研磨することは、結晶
粒の欠損やクラツクの発生が生じ易く、特殊な装
置を必要とする。また、焼結温度が高いため、電
極として特殊な高価な金属材料を使用する必要が
ある。スパツタリング法、真空蒸着法、気相反応
法等により、優れた誘電体素子として利用可能な
な薄膜誘電体を製造する方法が検討されている
が、これらの方法においては、各組成成分の蒸気
圧が異り、鉛含有誘電体の場合特に酸化鉛の蒸気
圧が大きく揮散し易いため、ストメツキオメトリ
制御が困難であり、目的とする誘電体特性を得る
ことが極めて難しく、また、導通が避けにくく実
用化に至つていない。 特開昭56−28408号公報には、有機金属化合物
を含有する溶液をガラス基板上に滴下法またはデ
イツピング法により塗布し、常温の空気中で30分
間、さらに、110℃の恒温槽中で30分間乾燥して
加水分解応を終了させた後、電気炉中において、
強制的に水蒸気を送込しながら200℃〜300℃の温
度に加熱して焼成する膜誘電体の製造方法が提案
されている。しかしながら、該方法において例示
される有機金属化合物の溶液は、極めて不安定で
あり大気中の水分を吸収して容易に加水分解さる
ため、均質な塗膜を得ることが困難である。さら
に、加水分解時および焼成時における雰囲気、特
に水蒸気分圧の制御が困難である。また、加水分
解工程を経由することにより、焼成時に水酸基の
分解離脱が困難なため、導通を生じ実用的な薄薄
膜膜誘電体を製造することができない。該方法
は、誘電体の薄膜をガラス基板上に形成し得るこ
とを示唆するが、該該公報には、得られた薄膜の
具体的な誘電特性が示されておらず、誘電体素子
として利用可能な薄膜誘電体が製造できたことは
確認されていない。本発明の出願人の既出願であ
る特開昭58−41723号および特願昭57−152739号
にも誘電体の前駆体溶液を用いて、基板上に薄膜
誘電体の薄膜を製造する記載があるが、具体的に
薄膜誘電体としての誘電体特性を示す記載はな
い。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、基板上に誘電体を膜膜状に形成した
が、高誘電特性を有する誘電体素子として利用可
能な薄膜誘電体の製造方法を提供すること、その
目的とする。 問題点を解決するための手段 本発明は、基板上に、下記(a)、または(b)、の1
種の誘電体組成物の薄膜を、2層以上積層してな
る薄膜誘電体の製造方法である。 (a) 組成式(1) Pb(TixZrys(M′1/3M″2/3tO3 ……(1) (ここに、M′は2価のMg,Co,Fe,Cr,
Zn,Mn,NiまたはCd M″はNbまたはTaを表し、 Xは0.3〜0.75であり、かつ、 Yは0.7〜0.25 x+y=1 s+t=1かつ、t≦0.6である。) で表される第3成分を含有するチタンジルコン酸
鉛(3成分系PZT) (b) 組成式(2) Pb1-zLbzM1-z/4O3 ……(2) ここに、MはTiおよびZrを表し、z≦0.2であ
る。) で表されるランタン含有チタンジルコン酸鉛
(PLZT)さらに詳しくは、β−ジケトン類、ケ
トン類、ケトエステル類、オキシ酸類、オキシ酸
エステル類およびオキシケトン類よりなる群から
選ばれた1種又は2種以上を主成分とする有機溶
媒に、マグネシウム化合物、コバルト化合物、鉄
化合物、クロム化合物、亜鉛化合物、マンガン化
合物、ニツケル化合物およびカドミウム化合物よ
りなる群から選ばれる1種、タンタル化合物また
はニオブ化合物、有機チタニウム化合物、有機ジ
ルコニウム化合物および鉛化合物の混合物または
反応生成物もしくは有機チタニウム化合物、有機
ジルコニウム化合物、ランタン化合物および鉛化
合物の混合物または反応生成物よりなる群から選
ばれる1種の誘電体形成前駆体を溶解した誘電体
形成前駆体溶液を、基板上に塗布、乾燥して誘電
体形成前駆体の塗膜を形成した後、塗膜中の有機
物の分解温度以上、誘電体の結晶化温度以下の温
度で仮焼し、さらに、誘電体形成前駆体溶液の塗
布、乾燥および仮焼を繰り返し、ついで、誘電体
の結晶化温度以上の温度で本焼成して誘電体の薄
膜を形成するか、もしくは、基板上への誘電体形
成前駆体溶液の塗布、乾燥および誘電体の結晶化
温度以上の温度での本焼成を繰り返して誘電体の
薄膜を形成することを特徴する薄膜誘電体の製造
方法であある。 本発明の薄膜誘電体において、基板は、ガラス
板、セラミツク板、電極として使用可能な導電膜
たとえば金、白金パラジジウム、銀、銅、クロ
ム、アルムニウム、タンタル、ニニツケル−クロ
ム等の金属また、は合金の薄膜、スズまた、はア
ンチモン等をドープした酸化インジウム膜、アン
チモン、砒素等をドープした酸化スズ膜などを被
着したガラス板およびセラミツク板、金属板また
は金属箔たとえば金、白金、銀、銅、ニツケル、
ニツケル−クロム等および白金族の金属の薄膜を
被着したニツケル、ニツケル−クロムなどの耐熱
性基板である。 本発明の薄膜誘電体は、誘電体としてよく知ら
れた、前記一般式または組成式で表される3成分
系PZT、またはPLZTの薄膜を、前記基板上に2
層以上積層して所望の膜厚に形成したものであ
る。3成分系PZTとして組成式(3)中のM′がMg,
M″がNbであるPZT−PMN,M′がNi,M″がNb
であるPZT−PNN等を例示できる。 本発明の薄膜誘電体の製造方法において、誘電
体形成前駆体溶液は、アセチルアセトン、ベンゾ
イルアセトン等のβ−ジケトン類、アセト酢酸、
プロピオニル酪酸、ベンゾイル蟻酸等のケトン酸
類、ケトン酸のメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル等の低級アルキルエステル類、乳酸、グリコー
ル酸、α−オキシ酪酸、サリチル酸等のオキシ酸
類、オキシ酸の低級アルキルエステル類およびジ
アセトン、アルコール、アセトイン等のオキシケ
トン類よりなる群から選ばれた1種の単独溶媒ま
たは2種以上の混合溶媒を主成分とする有機溶媒
を使用する。 これらの有機溶媒に、誘電体形成前駆体溶液の
粘度調整その他を目的として、アルコール系溶
媒、芳香族炭化水素系溶媒を添加使用することが
できる。 本発明の薄膜誘電体の製造方法において、誘電
体形成前駆体溶液に用いる有機チタニウム化合物
および有機ジルコニウム化合物は、前記有機溶媒
に可溶性の化合物であればよく、たとえば、下記
一般式(3) M(OR)4 ………(3) (ここに、MはTiまたはZr Rは1価の炭水素基の異種同種を表す。) で表されるアルコキシド類、その加水分解により
生成する、下記一般式(4) (ここに、MおよびRは、前記と同じ意味を表
す。) を繰り返しの単位とする重合度2ないし20の重合
体類、アルコキシドまたはその重合体のアルコキ
シ基の一部または全部を2個の官能基を有するキ
レート化剤の残基で置換した化合物類などを例示
することができる。有機チタニウム化合物により
具体例を示すと、テトラメトキシチタン、テトラ
エトキシタチタン、テトライソプロポキシチタ
ン、テトラエトキシチタン、ジジメトキシジイソ
プロポキキシチタン、ジエトキシジイソプロポキ
シチタン、ジエトキシジブトキシチタン等の異種
同種の置換換基をゆうするチタニウムアルコキシ
ド類、チタニウムアルコキシドの加水分解により
生成する重合体類、これらのアルコキシドまたは
その重合体のアルコキシ基の一部または全部を、
アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン等のβ−
ジケトン類、アセト酢酸、プロピオニル酪酸、ベ
ンゾイル蟻酸等のケトン酸類、ケトン酸のメチ
ル、エチル、プロピル等の低級アルキルエステル
類、乳酸、グリコール酸、α−オキシ酪酸、サリ
チル酸等のオキシ酸類、オキシ酸の低級アルキル
エステル類、ジアセトンアルコール、アセトイン
等のオキシケトン類、グリシン、アラニン等のα
−アミノ酸類、アミノエチルアルコール等のアミ
ノアルコール類などの2個の官能基を有するキレ
ートト化剤の残基で置換した化合物類が挙げられ
る。また、有機ジルコニウム化合物として、前記
例示した有機チタニウム化合物と同様の置換基を
有するジルコニウムアルコキシド類、その重合体
類、およびジルコニウムアルコキシドまたはその
重合体のアルコキシ基の一部または全部を前記し
た2個の官能基を有するキレート化剤の残基で置
換した化合物類などを例示できる。Ta化合物お
よびNb化合物についても、前記した有機チタン
化合物と同様の置換基を有するアルコキシド類、
およびアルコキシドのアルコキシ基の一部または
全部を前記した2個の官能基を有するキレート化
剤の残基で置換した化合物類などを使用する。ま
た、マグネシウム化合物、コバルト化合物、鉄化
合物、クロム化合物、亜鉛化合物、マンガン化合
物、ニツケル化合物、カドミウム化合物、ランタ
ン化合物および鉛化合物として、当該金属の酸化
物、水酸化物、硝酸塩等の無機塩類、酢酸塩、プ
ロピオン酸塩、酪酸塩等のカルボン酸塩およびア
ルコシ類などを使用する。 本発明の薄膜誘電体の製造方法において、誘電
体形成前駆体溶液は、前記した有機溶媒に、前記
した金属化合物の2種以上の混合物または反応生
成物を、金属の複合酸化物に換算して5ないし20
重量%弐の濃度に溶解した溶液である。 本発明の薄膜誘電体の製造方法において、前記
した誘電体形成前駆体溶液の基板への塗布、乾燥
および仮焼または本焼成の繰り返しの回数は、少
なくとも2回、好ましくは、3回以上である。 本発明の薄膜誘電体の製造方法において、仮焼
温度は金属化合物の種類、使用した有機溶媒の種
類等により異なるが、およそ200〜500℃であり、
また、本焼成温度は誘電体の種類により異なる
が、通常、450℃以上である。 作 用: 本発明の薄膜誘電体は、基板上に誘電体の薄膜
を2層以上積層して形成した、その合計膜厚が
0.1ないし100μmの極めて薄い透光性の誘電体で
あり、当該誘電体の誘電体磁器と同等またはそれ
以上の極めて優れた誘電特性を有する。誘電体の
合計膜厚が0.1μm未満では、導通が避けにくく、
たとえ導通がない場合でも、誘電体としての耐久
性が劣り好ましくない。また、100μmを越える
場合には、特に問題はないが、好ましい膜厚範囲
は、0.5〜50μmである。誘電体の薄膜の積層数
は、それを増加することにより、各層に存在する
ピンホール、結晶粒界に添つて起こるクラツク等
の薄膜欠陥が互いに相殺され補修された導通のな
い薄膜誘電体となる。したがつて、誘電体の薄膜
の積相層数は、好ましくは、3層以上、さらに好
ましくは、、5層以上である。 本発明の薄膜誘電体は、本発明の製造方法のい
ずれによつても製造することができる。すなわ
ち、前記基板のいずれかに、前記した誘電体形成
前駆体溶液の1種を塗布、乾燥して該前駆体の均
一な厚さの塗膜を形成し、ついで、酸素含有気流
中において、塗膜中の有機物の分解温度以上、誘
電体の結晶化温度以下の温度に加熱保持して仮焼
し、さらに、この前駆体溶液の塗布、乾燥および
仮焼を繰り返すて、所望の膜厚の薄膜を形成した
後、誘電体の結晶化温度以上の温度に加熱保持し
て本焼成する方法、もしくは、前駆体溶液の塗
布、乾燥および本焼成を繰り返す方法により、所
望の膜厚の薄膜誘電体を製造することができる。
好ましくは、ピンホール、クラツク等の薄膜欠陥
の発生しにくい前者を採用する。 誘電体形成前駆体溶液の基板への塗布法は、均
一な膜厚の塗膜が得られ方法であればよく、デイ
ツピング法、スプレー法、スピンナー法、ロール
コート法、刷毛塗り法等を採用できる。特に、簡
単な操作で均一な膜厚の塗膜が得られ易く、大量
処理が容易なデイツピング法が好ましく採用され
る。さらに好ましくは、均質で、かつ、均一な膜
厚の塗膜が得られる、前駆体溶液を40ないし95℃
の温度に加温して基板のデイツピングを行うホツ
トデイツピング法を採用する。誘電体形成前駆体
溶液の基板への塗布、乾燥および仮焼または本焼
成の繰り返し回数は、形成される薄膜のピンホー
ル、クラツク等の欠陥または結晶粒界を通しての
導通を解消するために、少なくとも2回以上、好
ましくは、3回以上、さらに好ましくは5回以上
である。 繰り返し回数が少な過ぎる場合には、導通を解
消できないことがあり好ましくない。 誘電体形成前駆体溶液は、溶媒として前記した
有機溶媒の単独またはそれらを主成分とする混合
溶媒を使用するが、これらの有機溶媒は、誘電体
形成前駆体の溶解度が大きく高濃度の前駆体溶液
とすることができ、該前駆体溶液中の金属原子と
キレート環を形成して金属化合物類を均一に分散
させるばかりでなく、該前駆体溶液を安定化し、
加水分解により沈澱物が生成するのを防止する。
また、これらの有機溶媒類を溶媒とする前駆体溶
液は、基板、特に、金属基板への誘電体の薄膜の
形成性が、著しく優れており、さらに、焼成にあ
たり、水酸基が残留することなく分解するため、
水酸基の残留に起因する導通を防止する。有機溶
媒として、β−ジケトン類、特に、入手が容易で
安価なアセチルアセトンが好ましく使用される。 誘電体形成前駆体溶液の濃度が低すぎると、1
回の塗布、乾燥および焼成で形成する誘電体の薄
膜の厚さが薄くなりすぎ、所望の膜厚の薄膜誘電
体を得るための塗布、乾燥および焼成の繰り返し
回数が多くなりすぎるので好ましくない。また、
濃度が高すぎると、1回の塗布で形成される塗膜
が厚くなりすぎ、焼成に際し、ピンホールやクラ
ツク等の薄膜欠陥を生じ易いので好ましくない。 誘電体形成前駆体溶液の好ましい濃度範囲は、
採用する塗布法によつても異なるが、前駆体溶液
に含有する金属の複合酸化物に換算して、5ない
し20重量%である。 以下に、各々の誘電体組成の薄膜誘電体の製造
方法について、さらに詳細に説明する。 3成分系PZT薄膜誘電体: 前記PZT誘電体形成前駆体溶液に、さらに、
マグネシウム化合物、コバルト化合物、鉄クロム
化合物、亜鉛化合物、マンガン化合物、ニツケル
化合物およびカドミウム化合物よりなる群から選
ばれた1種とタンタル化合物またはニオブ化合物
とを添加混合した溶液または添加反応させた溶
液、好ましくは、反応溶液、さらに好ましくは、
前記した特願昭57−152739号において本出願人が
開示した、下記組成式(5) Pb Ms(M′1-3M″2/3tO2 (OR)j(OCOR゜)k ……(5) (ここに、M,M′,M″,R,R′,s,t、お
よびj+kは、前記と同じ意味を表す。) で表される反応生成物のアセチルアセトン溶液を
誘電体形成前駆体溶液として用い、該前駆体溶液
を40〜95℃、好ましくは、40〜50℃の温度に保持
した中に、該前駆体溶液とほぼ同温度に加温した
基板を浸漬した後、一定の速度で引き上げ乾燥し
て誘電体形成前駆体の被膜を形成する。ついで、
該基板を、大気中、200〜500℃、好ましくは、
400〜500℃の温度に加熱保持して仮焼して薄膜を
形成する。さらに、前駆体溶液の塗布、乾燥およ
び仮焼を繰り返して所望の膜厚の薄膜を形形成し
た後、650℃以上、好ましくは、600〜800℃の温
度に加熱保持し本焼成することにより、基板上に
所望の膜厚の3成分系PZTの薄膜が形成され、
3成分系PZT薄膜誘電体を製造することができ
る。 PXZT薄膜誘電体: 有機チタンニウム化合物、有機ジルコニウム化
合物、ランタン化合物および鉛化合物の混合物ま
たは反応生成物の前記有機溶媒溶液、好ましく
は、反応生成物のβ−ジケトン溶液、さらに好ま
しくは、前記した特願昭57−152739号において本
出願人が開示した。下記組成式(6) Pb1-zLazM1-z/4O2(OR)j (OCOR′)k …(6) (ここに、M′R,R′,z,およびj+kは、
前記と同じ意味を表す。) で表される反応生成物のアセチルアセトン溶液を
誘電体形成前駆体溶液として用い、前記、3成分
系PZT薄膜誘電体の場合と同様の方法により、
PLZT薄膜誘電体を製造することができる。
PLZT誘電体の場合の仮焼温度は、200〜500℃、
好ましくは、400〜500℃であり、本焼成温度は、
その金属原子比により異なるが、600℃以上、好
ましくは、600〜800℃の範囲である。 実施例: 以下に、本発明のより好ましい態様を、実施例
および比較例によりさらに詳細に説明する。ただ
し、本発明の範囲は、下記実施例により、何等限
定されるものではない。 実施例 1 PLZT薄膜誘電体およびその製造 温度計、還流冷却器および撹拌機付の200ml四
口フラスコに、純度99.1wt%の酢酸鉛:Pb
(CH3COO)214.85g(45.3mmol)、純度95.6wt%の
酢酸ランタン:La(CH3COO)31.57g(4.8mmol)、
純度86.9wt%テトラブトキシジルコニウム:Zr
(OC4H9414.40g(32.5mmol)、純度99wt%テトラ
ブトキシチタン:Ti(OC4H946.02g(17.5mmol)
およびキシレン37gを仕込み、窒素雰囲気下に撹
拌しながら昇温した。反応温度約130℃からブタ
ノールおよびブチルアセテートが留出し始め、反
応液は当初の白濁した状態から黄褐色の均一透明
な溶液に変化した。減圧下にキシレン約25gを留
去した。ついでアセチルアセトン約100gを加え
て加熱還流し、 Pb0.905La0.095(Zr0.65Ti0.35)O3に換算した濃度が
10wt%の飴色のPLZT誘電体形成前駆体溶液を調
整した。 60〜70℃に保持した、前記調整したPLZT誘電
体形成前駆体溶液に、30mm×50mm×0.2mmの白金
基板を60℃に加温して浸漬し、47cm/minの速度
で引き上げ該前駆体の被膜を形成した。ついで、
500℃の温度に加熱した電気炉中に30分間保持し
仮焼成した。前駆体溶液へのデイツピングおよび
仮焼成を繰り返した後、さらに750℃に加熱した
電気炉中に30分間保持して本焼成し形成された薄
膜の結晶化を行つた。 得られた薄膜のX線回折の結果、PLZTの薄膜
であることが確認された。 得られたPLZT薄膜誘電体表面に、1cm×1cm
の金薄膜をスパツタリング法により形成し、その
上に銀ペーストを塗り電極とした。この電極と金
薄膜との間に、0.1kHzの交流電流を印加し、誘電
特性を測定した。 得られたPLZT化合物誘電体の誘電特性を、第
1表に示す。
Industrial application field: The present invention is directed to lead titanium zirconate (hereinafter referred to as "three-component PZT"), which is formed by adding a third component as a solid solution on a substrate.
The present invention relates to a method for producing a thin film dielectric in which a thin film of either lanthanum-containing lead titanium zirconate (hereinafter referred to as "PLZT") is formed. Conventional technology: Thin film dielectrics have traditionally been produced by press-molding a mixture of inorganic metal compounds in the form of powder and sintering at high temperatures to produce dielectric porcelain, which is then polished to the desired thickness. Manufactured using In this method, it is extremely difficult to produce a thin film dielectric that is as thin as 100 microns or less and has a high dielectric constant, which is a condition for an excellent dielectric element. In particular, polishing a highly hard, highly crystalline dielectric ceramic to a desired thickness tends to cause loss of crystal grains and cracks, and requires special equipment. Furthermore, since the sintering temperature is high, it is necessary to use special and expensive metal materials for the electrodes. Methods for manufacturing thin film dielectrics that can be used as excellent dielectric elements are being investigated by sputtering, vacuum evaporation, gas phase reaction, etc., but these methods require In the case of lead-containing dielectrics, the vapor pressure of lead oxide in particular is high and it easily volatilizes, making it difficult to control the stometchiometry, making it extremely difficult to obtain the desired dielectric properties, and preventing conduction. However, it has not yet been put into practical use. JP-A No. 56-28408 discloses that a solution containing an organometallic compound is applied onto a glass substrate by a dropping method or a dipping method, and the solution is coated in air at room temperature for 30 minutes, and then in a constant temperature bath at 110°C for 30 minutes. After drying for a minute to complete the hydrolysis reaction, place it in an electric furnace.
A method of manufacturing a dielectric film has been proposed in which the film is heated and fired at a temperature of 200°C to 300°C while forcing water vapor into the film. However, the solution of the organometallic compound exemplified in this method is extremely unstable and easily hydrolyzed by absorbing moisture in the atmosphere, making it difficult to obtain a homogeneous coating film. Furthermore, it is difficult to control the atmosphere during hydrolysis and calcination, especially the water vapor partial pressure. Furthermore, since it is difficult to decompose and release hydroxyl groups during firing due to the hydrolysis step, conduction occurs and it is impossible to manufacture a practical thin film dielectric. Although this method suggests that a dielectric thin film can be formed on a glass substrate, the publication does not indicate the specific dielectric properties of the obtained thin film, making it difficult to use it as a dielectric element. It has not been confirmed that a possible thin film dielectric could be produced. Japanese Patent Laid-Open No. 58-41723 and Japanese Patent Application No. 57-152739, filed by the applicant of the present invention, also contain a description of manufacturing a thin dielectric thin film on a substrate using a dielectric precursor solution. However, there is no description specifically indicating dielectric properties as a thin film dielectric. Problems to be Solved by the Invention The present invention provides a method for manufacturing a thin film dielectric that can be used as a dielectric element having high dielectric properties, in which a dielectric is formed in the form of a film on a substrate. purpose. Means for Solving the Problems The present invention provides one of the following (a) or (b) on a substrate.
This is a method for manufacturing a thin film dielectric formed by laminating two or more thin films of different dielectric compositions. (a) Compositional formula (1) Pb(Ti x Zr y ) s (M′ 1/3 M″ 2/3 ) t O 3 …(1) (Here, M′ is divalent Mg, Co, Fe, Cr,
Zn, Mn, Ni or Cd M'' represents Nb or Ta, X is 0.3 to 0.75, and Y is 0.7 to 0.25 x+y=1 s+t=1 and t≦0.6) Lead titanium zirconate containing the third component (ternary PZT) (b) Compositional formula (2) Pb 1-z Lb z M 1-z/4 O 3 ...(2) Here, M is Ti and Lanthanum-containing lead titanium zirconate (PLZT), represented by Zr and z≦0.2. An organic solvent mainly consisting of one or more selected from the group consisting of a magnesium compound, a cobalt compound, an iron compound, a chromium compound, a zinc compound, a manganese compound, a nickel compound, and a cadmium compound. 1, a mixture or reaction product of a tantalum compound or a niobium compound, an organic titanium compound, an organic zirconium compound and a lead compound; or a mixture or reaction product of an organic titanium compound, an organic zirconium compound, a lanthanum compound and a lead compound; A dielectric-forming precursor solution in which one type of dielectric-forming precursor is dissolved is applied onto a substrate and dried to form a coating film of the dielectric-forming precursor. , calcining at a temperature below the crystallization temperature of the dielectric, repeating coating, drying, and calcination of a dielectric forming precursor solution, and then main baking at a temperature above the crystallization temperature of the dielectric to form a dielectric. Alternatively, a dielectric thin film can be formed by repeatedly applying a dielectric forming precursor solution onto a substrate, drying, and firing at a temperature higher than the crystallization temperature of the dielectric. In the thin film dielectric of the present invention, the substrate may include a glass plate, a ceramic plate, a conductive film usable as an electrode, such as gold, platinum palladium, silver, copper, chromium, aluminum, Glass plates and ceramic plates coated with thin films of metals or alloys such as tantalum and nickel-chromium, indium oxide films doped with tin or antimony, tin oxide films doped with antimony, arsenic, etc., and metals. Plate or metal foil such as gold, platinum, silver, copper, nickel,
It is a heat-resistant substrate made of nickel, nickel-chromium, etc., coated with a thin film of nickel-chromium or a platinum group metal. The thin film dielectric of the present invention is a thin film of 3-component PZT or PLZT, which is well known as a dielectric and is expressed by the general formula or compositional formula above, on the substrate.
It is formed by laminating more than one layer to a desired thickness. As a three-component PZT, M′ in the composition formula (3) is Mg,
PZT−PMN where M″ is Nb, M′ is Ni, M″ is Nb
An example of this is PZT-PNN. In the method for producing a thin film dielectric of the present invention, the dielectric forming precursor solution includes β-diketones such as acetylacetone and benzoylacetone, acetoacetic acid,
Ketone acids such as propionylbutyric acid and benzoylformic acid, lower alkyl esters of ketonic acids such as methyl, ethyl, propyl, and butyl, oxyacids such as lactic acid, glycolic acid, α-oxybutyric acid, and salicylic acid, and lower alkyl esters of oxyacids. An organic solvent whose main component is one kind of single solvent or a mixed solvent of two or more kinds selected from the group consisting of oxyketones such as diacetone, alcohol, and acetoin is used. Alcohol solvents and aromatic hydrocarbon solvents can be added to these organic solvents for the purpose of adjusting the viscosity of the dielectric forming precursor solution and other purposes. In the method for producing a thin film dielectric of the present invention, the organic titanium compound and organic zirconium compound used in the dielectric forming precursor solution may be any compound that is soluble in the organic solvent, for example, the following general formula (3) M ( OR) 4 ......(3) (Here, M is Ti or Zr, and R represents the same type of monovalent hydrocarbon group.) The alkoxides represented by the following general formula are produced by their hydrolysis. (Four) (Here, M and R represent the same meanings as above.) Polymers with a degree of polymerization of 2 to 20 having repeating units, alkoxides, or a part or all of the alkoxy groups of the polymers are replaced by two Examples include compounds substituted with the residue of a chelating agent having a functional group. Specific examples of organic titanium compounds include tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetraethoxytitanium, didimethoxydiisopropoxytitanium, diethoxydiisopropoxytitanium, diethoxydibutoxytitanium, etc. Titanium alkoxides containing different and similar substituents, polymers produced by hydrolysis of titanium alkoxide, and some or all of the alkoxy groups of these alkoxides or polymers thereof,
β- such as acetylacetone, benzoylacetone, etc.
Diketones, ketonic acids such as acetoacetic acid, propionylbutyric acid, and benzoylformic acid; lower alkyl esters of ketonic acids such as methyl, ethyl, and propyl; oxyacids such as lactic acid, glycolic acid, α-oxybutyric acid, and salicylic acid; Lower alkyl esters, diacetone alcohol, oxyketones such as acetoin, α of glycine, alanine, etc.
- Compounds substituted with the residue of a chelating agent having two functional groups, such as amino acids and amino alcohols such as aminoethyl alcohol, can be mentioned. In addition, as the organic zirconium compound, zirconium alkoxides having the same substituents as the organic titanium compounds exemplified above, polymers thereof, and a part or all of the alkoxy groups of the zirconium alkoxide or the polymer thereof may be used. Examples include compounds substituted with the residue of a chelating agent having a functional group. Regarding Ta compounds and Nb compounds, alkoxides having the same substituents as the organic titanium compounds described above,
Also used are compounds in which part or all of the alkoxy groups of alkoxides are substituted with the residues of the above-mentioned chelating agents having two functional groups. In addition, as magnesium compounds, cobalt compounds, iron compounds, chromium compounds, zinc compounds, manganese compounds, nickel compounds, cadmium compounds, lanthanum compounds and lead compounds, inorganic salts such as oxides, hydroxides and nitrates of the metals, acetic acid Salts, carboxylates such as propionates, butyrates, and alkoxy compounds are used. In the method for producing a thin film dielectric of the present invention, the dielectric forming precursor solution is prepared by adding a mixture or a reaction product of two or more of the metal compounds described above to the organic solvent described above in terms of a metal complex oxide. 5 to 20
It is a solution dissolved at a concentration of 2% by weight. In the method for producing a thin film dielectric of the present invention, the number of repetitions of applying the dielectric forming precursor solution to the substrate, drying, and calcination or main firing is at least 2 times, preferably 3 times or more. . In the method for producing a thin film dielectric of the present invention, the calcination temperature varies depending on the type of metal compound, the type of organic solvent used, etc., but is approximately 200 to 500 °C,
Further, the main firing temperature varies depending on the type of dielectric material, but is usually 450° C. or higher. Function: The thin film dielectric of the present invention is formed by laminating two or more dielectric thin films on a substrate, and the total film thickness is
It is an extremely thin translucent dielectric material with a thickness of 0.1 to 100 μm, and has extremely excellent dielectric properties that are equal to or better than those of dielectric ceramics. If the total thickness of the dielectric is less than 0.1 μm, conduction will be difficult to avoid.
Even if there is no conduction, the durability as a dielectric is poor, which is not preferable. Further, if the thickness exceeds 100 μm, there is no particular problem, but the preferable film thickness range is 0.5 to 50 μm. By increasing the number of laminated layers of dielectric thin films, thin film defects such as pinholes existing in each layer and cracks that occur along grain boundaries are canceled out and repaired, resulting in a non-conductive thin film dielectric. . Therefore, the number of laminated layers of the dielectric thin film is preferably three or more layers, more preferably five or more layers. The thin film dielectric of the present invention can be manufactured by any of the manufacturing methods of the present invention. That is, one of the dielectric forming precursor solutions described above is applied to one of the substrates, dried to form a coating film of a uniform thickness of the precursor, and then coated in an oxygen-containing air stream. Calcination is performed by heating and holding at a temperature above the decomposition temperature of the organic matter in the film and below the crystallization temperature of the dielectric material, and then repeating coating, drying, and calcination of this precursor solution to form a thin film with the desired thickness. After forming the dielectric, a thin film dielectric with a desired thickness is formed by heating and holding at a temperature higher than the crystallization temperature of the dielectric for main firing, or by repeating application of a precursor solution, drying, and main firing. can be manufactured.
Preferably, the former is used because thin film defects such as pinholes and cracks are less likely to occur. The method for applying the dielectric forming precursor solution to the substrate may be any method that can provide a coating film with a uniform thickness, and the dipping method, spray method, spinner method, roll coating method, brush coating method, etc. can be adopted. . In particular, the dipping method is preferably employed because it is easy to obtain a coating film with a uniform thickness with a simple operation and it is easy to process in large quantities. More preferably, the precursor solution is heated at 40 to 95°C so that a coating film with a homogeneous and uniform thickness can be obtained.
The hot-dipping method is used to dip the substrate by heating it to a temperature of . The number of repetitions of applying the dielectric forming precursor solution to the substrate, drying, and calcination or main sintering should be at least as long as possible to eliminate defects such as pinholes and cracks in the formed thin film or conduction through grain boundaries. 2 or more times, preferably 3 or more times, more preferably 5 or more times. If the number of repetitions is too small, conduction may not be resolved, which is not preferable. The dielectric forming precursor solution uses the above-mentioned organic solvents alone or a mixed solvent containing them as main components as a solvent. It not only forms a chelate ring with the metal atoms in the precursor solution to uniformly disperse the metal compounds, but also stabilizes the precursor solution,
Prevents the formation of precipitates due to hydrolysis.
In addition, precursor solutions using these organic solvents have excellent ability to form dielectric thin films on substrates, especially metal substrates, and furthermore, they decompose during firing without leaving any hydroxyl groups. In order to
Prevents conduction caused by residual hydroxyl groups. As the organic solvent, β-diketones, particularly acetylacetone, which is easily available and inexpensive, is preferably used. If the concentration of the dielectric forming precursor solution is too low, 1
This is not preferable because the thickness of the dielectric thin film formed by multiple coating, drying and firing becomes too thin, and the number of repetitions of coating, drying and firing to obtain a thin film dielectric of the desired thickness becomes too large. Also,
If the concentration is too high, the coating film formed by one application becomes too thick, and thin film defects such as pinholes and cracks are likely to occur during baking, which is undesirable. The preferred concentration range of the dielectric forming precursor solution is:
Although it varies depending on the coating method employed, it is 5 to 20% by weight in terms of the metal complex oxide contained in the precursor solution. Below, a method for manufacturing a thin film dielectric having each dielectric composition will be described in more detail. Three-component PZT thin film dielectric: In the PZT dielectric forming precursor solution, further,
A solution obtained by adding and reacting one compound selected from the group consisting of a magnesium compound, a cobalt compound, an iron chromium compound, a zinc compound, a manganese compound, a nickel compound, and a cadmium compound and a tantalum compound or a niobium compound, preferably is a reaction solution, more preferably,
The following compositional formula (5) Pb M s (M′ 1-3 M″ 2/3 ) t O 2 (OR) j (OCOR゜) k disclosed by the applicant in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 152739/1982 ...(5) (Here, M, M', M'', R, R', s, t, and j+k represent the same meanings as above.) An acetylacetone solution of the reaction product represented by is dielectrically After immersing the substrate heated to approximately the same temperature as the precursor solution in the precursor solution maintained at a temperature of 40 to 95°C, preferably 40 to 50°C. , and is pulled up and dried at a constant speed to form a film of the dielectric forming precursor. Then,
The substrate is heated in the atmosphere at 200 to 500°C, preferably
A thin film is formed by heating and holding at a temperature of 400 to 500°C and calcining. Furthermore, after forming a thin film with a desired thickness by repeating application of the precursor solution, drying and calcination, main firing is performed by heating and holding at a temperature of 650°C or higher, preferably 600 to 800°C. A thin film of three-component PZT with a desired thickness is formed on the substrate,
Three-component PZT thin film dielectrics can be produced. PXZT thin film dielectric: A solution of an organic titanium compound, an organic zirconium compound, a lanthanum compound and a lead compound or a reaction product in the above organic solvent, preferably a β-diketone solution of the reaction product, more preferably a β-diketone solution of the reaction product, more preferably a The present applicant disclosed this in Application No. 152739/1983. The following compositional formula (6) Pb 1-z La z M 1-z/4 O 2 (OR) j (OCOR′) k …(6) (Here, M′R, R′, z, and j+k are
It has the same meaning as above. ) Using an acetylacetone solution of the reaction product represented by as a dielectric formation precursor solution, the method was similar to that of the three-component PZT thin film dielectric described above.
PLZT thin film dielectrics can be manufactured.
The calcination temperature for PLZT dielectric is 200~500℃,
Preferably, the temperature is 400 to 500°C, and the main firing temperature is
Although it varies depending on the metal atomic ratio, the temperature is 600°C or higher, preferably in the range of 600 to 800°C. Examples: Hereinafter, more preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited in any way by the following examples. Example 1 PLZT thin film dielectric and its production In a 200 ml four-necked flask equipped with a thermometer, reflux condenser, and stirrer, lead acetate (Pb) with a purity of 99.1 wt% was placed.
(CH 3 COO) 2 14.85 g (45.3 mmol), purity 95.6 wt% lanthanum acetate: La (CH 3 COO) 3 1.57 g (4.8 mmol),
Purity 86.9wt% Tetrabutoxyzirconium: Zr
( OC4H9 ) 4 14.40g (32.5mmol), purity 99wt % tetrabutoxytitanium: Ti( OC4H9 ) 4 6.02g (17.5mmol)
and 37 g of xylene were charged, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen atmosphere. Butanol and butyl acetate began to distill out at a reaction temperature of about 130°C, and the reaction solution changed from its initial cloudy state to a yellow-brown homogeneous transparent solution. Approximately 25 g of xylene was distilled off under reduced pressure. Next, about 100 g of acetylacetone was added and heated under reflux to obtain a concentration of Pb 0.905 La 0.095 (Zr 0.65 Ti 0.35 ) O 3 .
A 10wt% candy-colored PLZT dielectric precursor solution was prepared. A 30 mm x 50 mm x 0.2 mm platinum substrate was heated to 60° C. and immersed in the prepared PLZT dielectric precursor solution maintained at 60 to 70° C., and pulled up at a speed of 47 cm/min to remove the precursor. A film was formed. Then,
It was held in an electric furnace heated to a temperature of 500°C for 30 minutes for temporary firing. After repeating dipping into the precursor solution and pre-baking, it was further held in an electric furnace heated to 750° C. for 30 minutes for main firing, and the formed thin film was crystallized. As a result of X-ray diffraction of the obtained thin film, it was confirmed that it was a PLZT thin film. 1 cm x 1 cm on the surface of the obtained PLZT thin film dielectric.
A thin gold film was formed using a sputtering method, and silver paste was applied on top to form an electrode. A 0.1 kHz alternating current was applied between this electrode and the gold thin film, and the dielectric properties were measured. The dielectric properties of the obtained PLZT compound dielectric are shown in Table 1.

【表】 実施例 2 3成分系PZT薄膜誘電体およびその製造: 実施例1で用いた反応容器と同一の反応容器
に、純度99.1wt%の酢酸鉛:PbCH3COO)216.4g
(50mmol)、純度86.6wt%のテトラブトキシジル
コニウム;Zr(OC4H943.0g(6.8mmol)、純度
99wt%のテトラブトキシチタン:Zr
(OC4H946.3g(18.3mmol)、純度99wt%の酢酸マ
グネシウム:Mg(CH3COO)21.27(8.3mmol)、純
度99.99wt%のペンタブトキシニオブ:Nb
(C4H957.6g(16.7mmol)およびキシレン30gを仕
込み、窒素雰囲気下に撹拌しながら昇温した。反
応温度約130℃からブタノールおよびブチルアセ
テートが留出し始め、反応液は当初の白濁した状
態から黄褐色の均一透明な溶液に変化した。減圧
下にキシレン約10gを留去し、ついで、アセチル
アセトン約100gを加えて加熱還流し、
0.135PbZrO3‥0.365PbTiO3‥0.500Pb(Mg1/3
Nb2/3)O3に換算した濃度が10wt%の3成分系
PZT誘電体形成前駆体溶液を調整した。 60〜70℃に保持した、前記調製した3成分系誘
電体形成前駆体溶液に、30mm×50mm×0.2mmの白
金基板を60℃に加温して浸漬し、48cm/minの速
度で引き上げ該前駆体の被膜を形成した。つい
で、500℃の温度に加熱した電気炉中に30分間保
持して仮焼成した。前駆体溶液へのデイツピング
および仮焼成を繰り返した後、さらに、700℃に
加熱した電気炉中に30分間保持して本焼成し形成
された薄膜の結晶化を行つた。 得られた薄膜のX線回折の結果、0.135PbZrO3
‥0.365PbTiO3‥0.500Pb(Mg1-3Nb2/3)O3の組
成の3成分系PZTの薄膜であることが確認され
た。 実施例1と同様にして測定した、得られた3成
分系PZT薄膜誘電体の誘電特性を、第2表に示
す。
[Table] Example 2 Three-component PZT thin film dielectric and its production: In the same reaction vessel as used in Example 1, 16.4 g of lead acetate with a purity of 99.1 wt%: PbCH 3 COO) 2
(50mmol), purity 86.6wt% tetrabutoxyzirconium; Zr(OC 4 H 9 ) 4 3.0g (6.8mmol), purity
99wt% Tetrabutoxytitanium: Zr
(OC 4 H 9 ) 4 6.3 g (18.3 mmol), 99 wt% purity Magnesium acetate: Mg (CH 3 COO) 2 1.2 7 (8.3 mmol), 99.99 wt % purity pentabutoxyniobium: Nb
7.6 g (16.7 mmol) of (C 4 H 9 ) 5 and 30 g of xylene were charged, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen atmosphere. Butanol and butyl acetate began to distill out at a reaction temperature of about 130°C, and the reaction solution changed from its initial cloudy state to a yellow-brown homogeneous transparent solution. About 10 g of xylene was distilled off under reduced pressure, and then about 100 g of acetylacetone was added and heated to reflux.
0.135PbZrO 3 ‥0.365PbTiO 3 ‥0.500Pb (Mg 1/3
Nb 2/3 ) Three-component system with a concentration of 10wt% converted to O 3
A PZT dielectric forming precursor solution was prepared. A platinum substrate of 30 mm x 50 mm x 0.2 mm was heated to 60°C and immersed in the prepared three-component dielectric precursor solution, which was maintained at 60 to 70°C, and pulled up at a speed of 48 cm/min. A precursor coating was formed. Then, it was held in an electric furnace heated to a temperature of 500°C for 30 minutes for temporary firing. After repeating dipping into the precursor solution and pre-baking, the thin film was further fired by holding it in an electric furnace heated to 700° C. for 30 minutes to crystallize the formed thin film. As a result of X-ray diffraction of the obtained thin film, 0.135PbZrO 3
It was confirmed that it was a three-component PZT thin film with a composition of ‥0.365PbTiO 3 ‥0.500Pb (Mg 1-3 Nb 2/3 )O 3 . The dielectric properties of the obtained three-component PZT thin film dielectric, which were measured in the same manner as in Example 1, are shown in Table 2.

【表】 実施例 3 3成分系PZT薄膜誘電体およびその製造: 実施例1で用いた反応容器と同一の反応容器
に、純度99.1wt%の酢酸鉛:Pb
(CH3COO)216.4g(50mmol)、純度86.6wt%のテ
トラブトキシジルコニウム:Zr(OC4H943.3g
(7.5mol)、純度99wt%のテトラブトキシチタ
ン:Zr(OC4H946.0g(17.5mmol)、純度98.2wt%
の酢酸ニツケル:Ni(CH3COO)23.0g
(16.7mmol)、純度99.99wt%のペンタブトキシニ
オブ:Nb(OC4H9515.2g(33.3mmol)およびキ
シレン30gを仕込み、窒素雰囲気下に撹拌しなが
ら昇温した。反応温度約130℃からブタノールお
よびブチルアセテートが留出し始め、反応液は当
初の白濁した状態から黄褐色の約一透明な溶液に
変化した。反応液にアセチルアセトン約150gを
加えて加熱還流し、0.15PbZrO3‥0.35PbTiO3
0.500Pb(Ni1/3Nb2/3)O3に換算した濃度が10wt%
の3成分系PZT誘電体形成前駆体溶液を調製し
た。 60〜70℃に保持した、前記調製した3成分系誘
電体形成前駆体溶液に、30mm×50mm×0.2mmの白
金基板を60℃に加温して浸漬し、47cm/minの速
度で引き上げ該前駆体の被膜を形成した。つい
で、500℃の温度に加熱した電気炉中に30分間保
持して仮焼成した。前駆体溶液へのデイツピング
および仮焼成を繰り返した後、さらに、700℃に
加熱した電気炉中に30分間保持して本焼成し形成
された薄膜の結晶化を行つた。 得られた薄膜のX線回折の結果、0.15bZrO3
0.35PbTiO3‥0.500Pb(Ni1/3Nb2/3)O3の組成の
3成分系PZTの薄膜であることが確認された。 実施例1と同様にして測定した、得られた3成
分系PZTの薄膜誘電体の誘電特性を、第3表に
示す。
[Table] Example 3 Three-component PZT thin film dielectric and its production: In the same reaction vessel as that used in Example 1, lead acetate (Pb) with a purity of 99.1wt% was added.
( CH3COO ) 2 16.4g (50mmol), purity 86.6wt% Tetrabutoxyzirconium: Zr( OC4H9 ) 4 3.3g
(7.5mol), purity 99wt% Tetrabutoxytitanium: Zr(OC 4 H 9 ) 4 6.0g (17.5mmol), purity 98.2wt%
Nickel acetate: Ni (CH 3 COO) 2 3.0g
(16.7 mmol), 15.2 g (33.3 mmol) of pentabutoxyniobium:Nb(OC 4 H 9 ) 5 with a purity of 99.99 wt%, and 30 g of xylene were charged, and the temperature was raised with stirring under a nitrogen atmosphere. Butanol and butyl acetate began to distill out at a reaction temperature of about 130°C, and the reaction solution changed from its initial cloudy state to a yellow-brown, about 100% transparent solution. Approximately 150 g of acetylacetone was added to the reaction solution and heated to reflux to produce 0.15PbZrO 3 ‥0.35PbTiO 3
0.500Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) Concentration converted to O 3 is 10wt%
A three-component PZT dielectric precursor solution was prepared. A platinum substrate measuring 30 mm x 50 mm x 0.2 mm was heated to 60°C and immersed in the prepared three-component dielectric precursor solution, which was maintained at 60 to 70°C, and pulled up at a speed of 47 cm/min. A precursor coating was formed. Then, it was held in an electric furnace heated to a temperature of 500°C for 30 minutes for temporary firing. After repeating dipping into the precursor solution and pre-baking, the thin film was further fired by holding it in an electric furnace heated to 700° C. for 30 minutes to crystallize the formed thin film. As a result of X-ray diffraction of the obtained thin film, 0.15bZrO 3
It was confirmed that it was a ternary PZT thin film with a composition of 0.35PbTiO 3 ‥0.500Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 . Table 3 shows the dielectric properties of the obtained three-component PZT thin film dielectric, which were measured in the same manner as in Example 1.

【表】 実施例 4 実施例1で調整した誘電体形成前駆体溶液を用
い、Snをドープした酸化インジウム薄膜(ITO
膜)を形成したガラス基板に、実施例1と同様の
条件でPLZTの薄膜を形成し透光性の薄膜誘電体
を製造した。 得られたPLZT薄膜誘電体の誘電特性および
600nmの波長の光の直入透過率を第4表に示す。
[Table] Example 4 Using the dielectric precursor solution prepared in Example 1, a Sn-doped indium oxide thin film (ITO
A thin film of PLZT was formed on the glass substrate on which the film was formed under the same conditions as in Example 1 to produce a light-transmitting thin film dielectric. Dielectric properties of the obtained PLZT thin film dielectric and
Table 4 shows the direct transmittance of light at a wavelength of 600 nm.

【表】 比較例 1〜3 実施例1〜3で用いた誘電体形成前駆体の溶媒
を、アルコール系の溶媒に替えた前駆体溶液を使
用し、以下各実施例に記載の条件と同一の条件で
薄膜誘電体を製造した。 得られた薄膜誘電体の誘電特性を、実施例1に
記載の方法と同一の方法で測定したが、第5表中
に示すごとく、いずれも導通があり薄膜誘電体と
して使用不可能であつた。
[Table] Comparative Examples 1 to 3 Using a precursor solution in which the solvent for the dielectric forming precursor used in Examples 1 to 3 was replaced with an alcohol-based solvent, the following conditions were the same as those described in each Example. Thin film dielectrics were manufactured under the following conditions. The dielectric properties of the obtained thin film dielectrics were measured by the same method as described in Example 1, but as shown in Table 5, all of them had conductivity and could not be used as thin film dielectrics. .

【表】 〓注〓 比較例においては、対照とする実施例と同一
の基板を使用した。
発明の効果: 本発明の薄膜誘電体は、前記実施例に示す如
く、誘電体の膜厚が0.1〜100μmと極めて薄いに
もかかわらず、前記実施例に示す如く、導通がな
く優れた誘電特性を有しており、また、透明であ
る。したがつて、薄膜コンデンサー、圧電体、焦
電体等の誘電体素子としての利用が期待される。 本発明の薄膜誘電体の誘電特性は、その製造方
法に密接に関わつており、その製造に際し溶液性
の化学的に均一な組成の誘電体形成前駆体溶液を
使用することにより、ストイツキオメトリ制御が
容易であり、得られる誘電体薄膜の化学的な組成
が均一であること、誘電体の薄膜を2層以上に形
成することにより、各薄膜層の有するピンホー
ル、クラツク等の薄膜欠陥が補修され導通がなく
なることによるものである。さらに、この高誘電
体特性は、薄膜を形成する誘電体の結結晶軸が一
定方向に配向していることを示唆する。 また、誘電体形成前駆体溶液の溶媒として、前
記有機溶媒類を使用することにより、加水分解に
対して安定な金属化合物類の高濃度の前駆体溶液
となり薄膜誘電体の製造作業容易なものとする。
また、前駆体溶液を塗布した基板の焼成に際し、
有機物が極て容易に分解し、特に、導通の原因と
なる水酸基が薄膜に残留しにくい利点を有する。 本発明は、優れた誘電体特性を有する極めて膜
厚の薄い薄膜誘電体およびその製造方法を提供す
るものであり、その産業的意義は極めて大きい。
[Table] Note: In the comparative example, the same substrate as in the control example was used.
Effects of the invention: As shown in the above examples, the thin film dielectric of the present invention has excellent dielectric properties without conduction, as shown in the above examples, even though the dielectric film thickness is extremely thin at 0.1 to 100 μm. It is also transparent. Therefore, it is expected to be used as dielectric elements such as thin film capacitors, piezoelectric materials, and pyroelectric materials. The dielectric properties of the thin film dielectric of the present invention are closely related to its manufacturing method. It is easy to control, the chemical composition of the obtained dielectric thin film is uniform, and by forming the dielectric thin film in two or more layers, thin film defects such as pinholes and cracks in each thin film layer can be avoided. This is due to the loss of continuity after repair. Furthermore, this high dielectric property suggests that the crystal axes of the dielectric material forming the thin film are oriented in a certain direction. In addition, by using the above-mentioned organic solvents as a solvent for the dielectric forming precursor solution, it becomes a highly concentrated precursor solution of metal compounds that is stable against hydrolysis, which facilitates the production of thin film dielectrics. do.
In addition, when baking the substrate coated with the precursor solution,
It has the advantage that organic substances are very easily decomposed, and in particular, hydroxyl groups, which cause conduction, are difficult to remain in the thin film. The present invention provides an extremely thin thin film dielectric having excellent dielectric properties and a method for manufacturing the same, and has extremely great industrial significance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 β−ジケトン類、ケトン酸類、ケトエステル
類、オキシ酸類、オキシ酸エステル類及びオキシ
ケトン類よりなる群から選ばれる1種または2種
以上を主成分とする有機溶媒に、マグネシウム化
合物、コバルト化合物、鉄化合物、クロム化合
物、亜鉛化合物、マンガン化合物、ニツケル化合
物及びカドミウム化合物よりなる群から選ばれる
1種、タンタル化合物またはニオブ化合物、有機
チタニウム化合物、有機ジルコニウム化合物及び
鉛化合物の混合物または反応生成物もしくはラン
タン化合物、有機チタニウム化合物、有機ジルコ
ニウム化合物及び鉛化合物の混合物または反応生
成物よりなる誘電体形成前駆体を溶解した誘電体
形成前駆体溶液を、基板上に塗布、乾燥して誘電
体形成前駆体の塗膜を形成した後、塗膜中の有機
物の分解温度以上誘電体の結晶化温度以下の温度
で仮焼し、さらに該誘電体形成前駆体溶液の塗
布、乾燥および仮焼を繰り返し、ついで、誘電体
の結晶化温度以上の温度で本焼成して誘電体の薄
膜を形成するか、もしくは、基板上への誘電体形
成前駆体溶液の塗布、乾燥及び誘電体の結晶化温
度以上の温度での本焼成を繰り返して誘電体の薄
膜を形成することを特徴とする薄膜誘電体の製造
方法。
1. An organic solvent containing one or more selected from the group consisting of β-diketones, ketonic acids, ketoesters, oxyacids, oxyacid esters, and oxyketones, and a magnesium compound, a cobalt compound, and iron. compound, one selected from the group consisting of a chromium compound, a zinc compound, a manganese compound, a nickel compound, and a cadmium compound, a tantalum compound or a niobium compound, an organic titanium compound, an organic zirconium compound, and a mixture or reaction product of a lead compound or a lanthanum compound A dielectric-forming precursor solution containing a dielectric-forming precursor made of a mixture or reaction product of an organic titanium compound, an organic zirconium compound, and a lead compound is applied onto the substrate and dried to coat the dielectric-forming precursor. After forming the film, it is calcined at a temperature above the decomposition temperature of the organic matter in the coating film and below the crystallization temperature of the dielectric, and then repeating the coating, drying and calcination of the dielectric forming precursor solution, and then A thin dielectric film is formed by main firing at a temperature higher than the crystallization temperature of the substrate, or a dielectric forming precursor solution is applied onto the substrate, dried, and then heated at a temperature higher than the crystallization temperature of the dielectric. 1. A method for producing a thin film dielectric, comprising repeating main firing to form a thin dielectric film.
JP59056467A 1984-03-24 1984-03-24 Thin film dielectric unit and method of producing same Granted JPS60200403A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59056467A JPS60200403A (en) 1984-03-24 1984-03-24 Thin film dielectric unit and method of producing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59056467A JPS60200403A (en) 1984-03-24 1984-03-24 Thin film dielectric unit and method of producing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60200403A JPS60200403A (en) 1985-10-09
JPH0449721B2 true JPH0449721B2 (en) 1992-08-12

Family

ID=13027906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59056467A Granted JPS60200403A (en) 1984-03-24 1984-03-24 Thin film dielectric unit and method of producing same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60200403A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60236404A (en) * 1984-05-10 1985-11-25 日本曹達株式会社 Method of producing thin film ferrodielectric material
KR100333669B1 (en) * 1999-06-28 2002-04-24 박종섭 Method for forming pnzt solution and method for forming ferroelectric capacitor using the same solution
JP4407103B2 (en) * 2002-08-12 2010-02-03 三菱マテリアル株式会社 Ferroelectric thin film with excellent fatigue resistance and composition for forming the same
JP6102358B2 (en) * 2013-03-08 2017-03-29 三菱マテリアル株式会社 Dielectric thin film forming composition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS549320A (en) * 1977-06-23 1979-01-24 Nippon Denso Co Ltd Apparatus for supplying secondary air
JPS5623948A (en) * 1979-08-06 1981-03-06 Tsuzuki Junichi Electromagnetic sound walk inducing apparatus for blind person
JPS59220913A (en) * 1983-05-31 1984-12-12 日本曹達株式会社 Titanium zirconate lead dielectric thin film and method of producing same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS549320A (en) * 1977-06-23 1979-01-24 Nippon Denso Co Ltd Apparatus for supplying secondary air
JPS5623948A (en) * 1979-08-06 1981-03-06 Tsuzuki Junichi Electromagnetic sound walk inducing apparatus for blind person
JPS59220913A (en) * 1983-05-31 1984-12-12 日本曹達株式会社 Titanium zirconate lead dielectric thin film and method of producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60200403A (en) 1985-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4636908A (en) Thin-film dielectric and process for its production
JPS60236404A (en) Method of producing thin film ferrodielectric material
JPH0845781A (en) Electronic thin film part and its manufacture
KR100432621B1 (en) Composition For Forming Ba1-xSrxTiyO3 Thin Films And Method For Forming Ba1-xSrxTiyO3 Thin Films
JP4329287B2 (en) PLZT or PZT ferroelectric thin film, composition for forming the same and method for forming the same
JP2001261338A (en) Raw material solution for forming titanium-containing metal oxide thin film, method of forming the same, and titanium-containing metal oxide thin film
JP6024502B2 (en) Composition for forming LaNiO3 thin film and method for forming LaNiO3 thin film using this composition
JPH0449721B2 (en)
US6086957A (en) Method of producing solution-derived metal oxide thin films
JP2001233604A (en) Application solution for forming thin oxide film, method for producing the same and method for producing thin oxide film
JP4329289B2 (en) SBT ferroelectric thin film, composition for forming the same, and method for forming the same
JP4329288B2 (en) BLT or BT ferroelectric thin film, composition for forming the same and method for forming the same
EP3041032B1 (en) Lanio3 thin-film-forming composition, and method for forming lanio3 thin-film in which said composition is used
JP3475736B2 (en) Pb-based metal oxide thin film forming solution with excellent stability without change over time
JPH0790594A (en) Coating solution for forming titanium based multiple oxide
JPH0414516B2 (en)
JP2676775B2 (en) Thin film dielectric and method of manufacturing the same
JP3116428B2 (en) Thin film dielectric and manufacturing method thereof
TWI619689B (en) Composition for forming a strong dielectric film and manufacturing method thereof
JPH08183605A (en) Production of metal oxide film by coating
JPS59181413A (en) Tantalum oxide transparent conductor film and method of producing same
JPH0318281B2 (en)
JPH01226727A (en) Production of thin film of lead-containing compound oxide
JP3183309B2 (en) Method of forming manganese cobalt copper oxide thin film
EP4173022A1 (en) Material deposition method