JPH0517138A - Amorphous ferroelectric oxide material and its production - Google Patents

Amorphous ferroelectric oxide material and its production

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JPH0517138A
JPH0517138A JP19728991A JP19728991A JPH0517138A JP H0517138 A JPH0517138 A JP H0517138A JP 19728991 A JP19728991 A JP 19728991A JP 19728991 A JP19728991 A JP 19728991A JP H0517138 A JPH0517138 A JP H0517138A
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Japan
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thin film
oxide
composition
amorphous
ferroelectric
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JP19728991A
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Hisataka Fujii
壽崇 藤井
Atsushi Kashima
篤 加島
Kazuhiro Fujii
一宏 藤井
Iwao Okamoto
巌 岡本
Hiroyuki Futai
裕之 二井
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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Abstract

PURPOSE:To provide an amorphous ferroelectric material usable as thin-film capacitor element, ferroelectric memory, electrooptical device, etc., and to provide a process for producing the material. CONSTITUTION:The objective material consists of a ternary oxide having amorphous structure and is composed mainly of a transition metal oxide (M2O3)- antimony oxide (Sb2O3)-LiNbO3 compound (ABO3), wherein M2O3 is at least one kind of oxide selected from the oxides of Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Hf, Ta, W, In and lanthanoid elements and ABO3 is an LiNbO3-type compound exhibiting ferroelectricity, antiferroelectricity or paraelectricity.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜型のコンデンサー
素子、強誘電体メモリー、電気光学デバイス等が構成出
来る非晶質強誘電体酸化物材料及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an amorphous ferroelectric oxide material capable of forming a thin film capacitor element, a ferroelectric memory, an electro-optical device and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその問題点】従来、ペロブスカイト
誘電材料に代表される無機系強誘電体材料に於いては、
その強誘電特性が結晶対称性に於ける一定の規則に基づ
いて発現している。同じく強誘電性が発現することで知
られているLiNbO3 誘電体材料においてもその強誘
電性の発現原因は結晶対称性に於ける一定の規則に起因
している。このために強誘電性を顕著にするためには材
料の結晶性を高めることが重要である。実際に、LiN
bO3 結晶構造を有する材料では結晶性を高めるために
焼成温度の調整、あるいは焼結密度の向上など上述した
事項に関連して多くの努力がなされてきた。一方、この
ような強誘電体を応用したコンデンサー、強誘電体メモ
リー等では材料が多結晶体の場合、粒界の存在によって
耐電圧の低下が生じたり、粒界に添ってリーク電流が発
生し、コンデンサーにおいてはロスの原因となり、また
メモリーにおいては情報の保持性が損なわれるという問
題があった。また、結晶粒界の存在によって各種デバイ
スの微細化が困難となるということも、誘電特性を応用
した種々デバイスが小型化に向かっている今日、大きな
問題となっている。また、誘電体材料を電気光学素子と
して展開する場合にも結晶粒界の存在は光の散乱を招
き、光デバイスを機能させるうえで光信号強度の減少、
ノイズの増大など重大な問題を伴う。これらの問題に対
して、強誘電体材料を薄膜で構成し、マイクロデバイス
化されたコンデンサーや強誘電体メモリー、あるいは電
気光学デバイスを構成しようとする試みがある。薄膜に
於いては、結晶粒界の発生を回避するために、単結晶誘
電体薄膜の作製やアモルファス誘電体薄膜の作製などが
試みられている。単結晶誘電体薄膜ではエピタキシャル
成長を促すために基板にサファイア、MgO、GGGな
どの単結晶基板が薄膜との格子定数の整合性を考慮し使
い分けられる。又、製膜にはスパッタリング法や液相エ
ピタキシャル成長法(LPE法)等の方法が取られる。
しかしながら、何れの方法も基板に高価な単結晶基板を
使用し、エピタキシャル成長のために、種々の条件コン
トロールを厳しく制御しなければならず、また結晶の成
長する結晶軸が単結晶の方位に規制され、さらに単結晶
基板の格子定数と薄膜の格子定数の差があまり大きくな
ると単結晶薄膜の成長が困難になるなど、実際の薄膜作
製は容易なものではない。さらに、これまで述べてきた
ようなエピタキシャル成長法では、薄膜の単結晶化に、
およそ600℃以上の高い熱処理温度を必要とするため
に、膜の熱処理によって膜の表面性が損なわれるという
問題もあり、強誘電体材料のマイクロデバイス化を図る
場合の大きな障壁になっていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an inorganic ferroelectric material represented by a perovskite dielectric material,
The ferroelectric property is expressed based on a certain rule in crystal symmetry. Similarly, in the LiNbO 3 dielectric material, which is also known to exhibit ferroelectricity, the cause of the ferroelectricity is due to a certain rule in crystal symmetry. For this reason, it is important to enhance the crystallinity of the material in order to make the ferroelectricity remarkable. In fact, LiN
In the material having the bO 3 crystal structure, many efforts have been made in relation to the above-mentioned matters such as adjusting the firing temperature or improving the sintering density in order to enhance the crystallinity. On the other hand, in the case of capacitors, ferroelectric memories, etc. to which such ferroelectrics are applied, when the material is polycrystalline, the existence of grain boundaries causes a decrease in withstand voltage, and leakage current occurs along the grain boundaries. However, there is a problem that it causes a loss in the condenser and impairs the retention of information in the memory. In addition, it is difficult to miniaturize various devices due to the existence of crystal grain boundaries, which is a big problem in today's miniaturization of various devices applying dielectric characteristics. Also, when developing a dielectric material as an electro-optical element, the presence of crystal grain boundaries causes light scattering, which reduces the optical signal intensity in order to make the optical device function,
There are serious problems such as increased noise. To solve these problems, there is an attempt to configure a ferroelectric material in a thin film to form a microdevice-shaped capacitor, a ferroelectric memory, or an electro-optical device. In order to avoid the generation of crystal grain boundaries, attempts have been made to produce single crystal dielectric thin films and amorphous dielectric thin films. In the single crystal dielectric thin film, a single crystal substrate of sapphire, MgO, GGG, or the like is used as a substrate in consideration of matching of lattice constants with the thin film in order to promote epitaxial growth. Further, a method such as a sputtering method or a liquid phase epitaxial growth method (LPE method) is used for forming the film.
However, in any of the methods, an expensive single crystal substrate is used as a substrate, various conditions must be controlled strictly for epitaxial growth, and the crystal axis of crystal growth is restricted to the orientation of the single crystal. Further, if the difference between the lattice constant of the single crystal substrate and the lattice constant of the thin film becomes too large, it becomes difficult to grow the single crystal thin film, and thus actual thin film production is not easy. Furthermore, in the epitaxial growth method as described above, for thin film single crystallization,
Since a high heat treatment temperature of approximately 600 ° C. or higher is required, there is also a problem that the heat treatment of the film impairs the surface property of the film, which has been a major barrier in making a ferroelectric material into a microdevice.

【0003】アモルファス薄膜は単結晶薄膜と同様に、
結晶粒界が存在しないため、前述した強誘電体多結晶材
料に於いて発生する種々問題の解決のためにその実用化
が期待されている。しかしながら、従来LiNbO3
の誘電体を使用し、アモルファス強誘電体薄膜を作製し
たという例はない。
Amorphous thin films, like single crystal thin films,
Since there is no crystal grain boundary, it is expected to be put to practical use in order to solve various problems occurring in the above-mentioned ferroelectric polycrystalline material. However, there is no conventional example in which an amorphous ferroelectric thin film is produced using a LiNbO 3 type dielectric.

【0004】[0004]

【発明の目的】本発明における材料はアモルファス構造
を有し、このために結晶粒界や焼結体に見られるような
ポアー等が無く、損失の小さいコンデンサーや情報保持
性の高い強誘電体メモリー、あるいは電気光学デバイス
などに応用できる材料を提供することを目的とする。
The object of the present invention is that the material according to the present invention has an amorphous structure, and for this reason there is no grain boundary or pores found in a sintered body, a capacitor with small loss and a ferroelectric memory with high information retention. , Or a material applicable to an electro-optical device or the like.

【0005】[0005]

【問題点を解決するための手段】本発明は、遷移金属酸
化物(M2 3 )−酸化アンチモン(Sb2 3 )−L
iNbO3 型化合物(ABO3 )を主成分とした三元酸
化物を、真空蒸着、スパッタリング法などの非晶質膜形
成手段を用いて基板上に、基板温度を300℃以下に保
持しながら非晶質の薄膜として作製し、これに熱処理な
どを施すことなく、作製したそのままの状態で強誘電体
酸化物材料を得る方法を採用することにより、上記問題
の解決を図ったものである。即ち、本発明は、遷移金属
酸化物(M2 3 )−酸化アンチモン(Sb23 )−
LiNbO3 型化合物(ABO3 )を主成分とした三元
酸化物からなり、かつ該三元酸化物がアモルファス構造
を有することを特徴とするアモルファス強誘電体材料
(ただし、M2 3 はSc、Ti、V、Cr、Mn、F
e、Co、Ni、Y、Zr、Nb、Mo、Pd、Hf、
Ta、W、Inおよびランタン系列元素の酸化物からな
る群から選ばれる少なくとも一種であり、ABO3 強誘
電性を示すLiNbO3 型化合物である。)を提供する
ものである。さらに、本発明は、上記三元酸化物を製膜
手段を用いて基板上に、基板温度を300℃以下に保持
しながら非晶質の薄膜として作製し、作製したそのまま
の状態で強誘電体酸化物材料を得ることを特徴とするア
モルファス強誘電体酸化物材料の製造法を提供するもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a transition metal oxide (M 2 O 3 ) -antimony oxide (Sb 2 O 3 ) -L.
A ternary oxide containing an iNbO 3 type compound (ABO 3 ) as a main component is deposited on a substrate by using an amorphous film forming means such as vacuum deposition or sputtering while maintaining the substrate temperature at 300 ° C. or lower. The above problem is solved by adopting a method in which a ferroelectric thin film is produced as it is without being subjected to heat treatment or the like, which is produced as a crystalline thin film. That is, the present invention is a transition metal oxide (M 2 O 3 ) -antimony oxide (Sb 2 O 3 )-
Amorphous ferroelectric material (provided that M 2 O 3 is Sc in terms of M 2 O 3 is composed of a ternary oxide containing a LiNbO 3 type compound (ABO 3 ) as a main component, and the ternary oxide has an amorphous structure. , Ti, V, Cr, Mn, F
e, Co, Ni, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Hf,
It is at least one selected from the group consisting of oxides of Ta, W, In and lanthanum series elements, and is a LiNbO 3 type compound exhibiting ABO 3 ferroelectricity. ) Is provided. Further, according to the present invention, the above ternary oxide is formed as an amorphous thin film on a substrate by using a film forming means while keeping the substrate temperature at 300 ° C. or lower, and the ferroelectric film is produced as it is. The present invention provides a method for producing an amorphous ferroelectric oxide material, which is characterized by obtaining an oxide material.

【0006】本発明のアモルファス強誘電体酸化物材料
は、遷移金属酸化物(M2 3 )−酸化アンチモン(S
2 3 )−LiNbO3 型化合物(ABO3 )を主成
分とした三元酸化物からなる。ここに、M2 3 はS
c、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Y、Z
r、Nb、Mo、Pd、Hf、Ta、W、In、及びL
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb及びLuのランタン系列元
素の酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種であ
り、ABO3 は強誘電性を示すLiNbO3 型化合物で
ある。本発明のアモルファス強誘電体酸化物材料は、上
記三元酸化物をアモルファス構造の形態に形成してな
る。前記薄膜がアモルファス構造を取りながら、強誘電
性を示す組成を図1に示す。同組成域は図1中において
α、β、γ、δ、ε、φで囲まれた領域である。ここに
於いて、直線αβはaM2 3 −(1−a)Sb2 3
で表される直線であり、直線βγは0.90Sb2 3
−0.10(bM2 3 −(1−b)ABO3 )で表さ
れる直線であり、直線γδはcSb2 3 −(1−c)
ABO3 で表される直線であり、直線δεは0.20
(dSb2 3 −(1−d)M2 3 )−0.80AB
3 で表される直線であり、直線εφはeABO3
(1−e)M2 3 で表される直線であり、直線φαは
0.90M2 3 −0.10(fABO3 −(1−f)
Sb2 3 )で表される直線であり、夫々の組成線にお
いて0.10≦a≦0.90かつ0.00≦b≦1.0
0かつ0.20≦c≦0.90かつ0.00≦d≦1.
00かつ0.20≦e≦0.90かつ0.00≦f≦
1.00なる範囲に規定された組成線である。同図中に
おいてABO3 はLiNbO3 型の種々誘電材料(Li
TaO3 、LiNbO3 等の強誘電体材料)を表す。図
1中、並びに後出の三角組成図に於いて、三辺の刻みは
1目盛0.1(mol比)を表す。この図から解かるよ
うにLiNbO3 型の誘電材料の濃度の高い領域ではア
モルファス膜は作製できていない。しかしながら、これ
にM2 3 あるいはSb2 3 を過剰に添加することに
より、材料がアモルファス化し、しかも強誘電性を呈す
るようになる。
The amorphous ferroelectric oxide material of the present invention is a transition metal oxide (M 2 O 3 ) -antimony oxide (S).
b 2 O 3 ) -LiNbO 3 type compound (ABO 3 ) as a main component. Where M 2 O 3 is S
c, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Z
r, Nb, Mo, Pd, Hf, Ta, W, In, and L
a, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, D
It is at least one selected from the group consisting of oxides of lanthanum series elements of y, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, and ABO 3 is a LiNbO 3 type compound exhibiting ferroelectricity. The amorphous ferroelectric oxide material of the present invention is formed by forming the ternary oxide in the form of an amorphous structure. FIG. 1 shows a composition showing ferroelectricity while the thin film has an amorphous structure. The composition region is a region surrounded by α, β, γ, δ, ε, φ in FIG. Here, the straight line αβ is aM 2 O 3 − (1-a) Sb 2 O 3
The straight line βγ is 0.90Sb 2 O 3
Is a straight line represented by -0.10 (bM 2 O 3- (1-b) ABO 3 ), and the straight line γδ is cSb 2 O 3- (1-c).
It is a straight line represented by ABO 3 , and the straight line δε is 0.20.
(DSb 2 O 3 - (1 -d) M 2 O 3) -0.80AB
A straight line represented by O 3 , and the straight line εφ is eABO 3
(1-e) is a straight line represented by M 2 O 3 , and the straight line φα is 0.90 M 2 O 3 -0.10 (fABO 3- (1-f)
Sb 2 O 3 ), each of which has a composition line of 0.10 ≦ a ≦ 0.90 and 0.00 ≦ b ≦ 1.0.
0 and 0.20≤c≤0.90 and 0.00≤d≤1.
00 and 0.20 ≦ e ≦ 0.90 and 0.00 ≦ f ≦
It is a composition line defined in the range of 1.00. In the figure, ABO 3 represents various LiNbO 3 type dielectric materials (Li
Ferroelectric materials such as TaO 3 and LiNbO 3 ). In FIG. 1 and in the triangular composition diagram described later, the division of the three sides represents one scale of 0.1 (mol ratio). As can be seen from this figure, an amorphous film cannot be formed in a region where the concentration of the LiNbO 3 type dielectric material is high. However, if M 2 O 3 or Sb 2 O 3 is excessively added to this, the material becomes amorphous and exhibits ferroelectricity.

【0007】本発明のアモルファス強誘電体薄膜の作製
方法によれば、上記三元酸化物を製膜手段を用いて基板
上に、基板温度を300℃以下に保持しながら非晶質の
薄膜として作製することにより、作製したそのままの状
態で強誘電体酸化物材料が得られる。製膜手段として
は、真空蒸着法、スパッタリング法など一般に用いられ
ている薄膜形成プロセスが用いられる。製膜中、基板温
度をアモルファス複合酸化物の結晶化温度(500〜6
00℃)以下、好ましくは300℃以下の基板温度に於
いて酸素雰囲気中で製膜することにより、強誘電性を有
するアモルファス酸化物薄膜が得られる。本発明に於い
ては、製膜時に単結晶基板などを用いて行なうエピタキ
シャル成長や製膜後、薄膜結晶化のための熱処理を施す
ことなく簡単に強誘電特性を呈する薄膜が得られる。こ
のために強誘電性薄膜作製に掛かる手間を大幅に軽減す
ると共に、非常に表面性のよい結晶粒界のない膜が作製
できるため強誘電体材料を応用した高密度強誘電体メモ
リー、超微細コンデンサーなどのマイクロデバイス、電
気光学デバイス等への展開が期待される。
According to the method for producing an amorphous ferroelectric thin film of the present invention, the above ternary oxide is formed as an amorphous thin film on a substrate using a film forming means while maintaining the substrate temperature at 300 ° C. or lower. By manufacturing, a ferroelectric oxide material can be obtained as it is. As the film forming means, a generally used thin film forming process such as a vacuum vapor deposition method and a sputtering method is used. During film formation, the substrate temperature was set to the crystallization temperature (500 to 6) of the amorphous composite oxide.
By forming a film in an oxygen atmosphere at a substrate temperature of 00 ° C.) or lower, preferably 300 ° C. or lower, an amorphous oxide thin film having ferroelectricity can be obtained. According to the present invention, a thin film exhibiting ferroelectric properties can be easily obtained without performing heat treatment for crystallizing a thin film after epitaxial growth or film formation using a single crystal substrate or the like at the time of film formation. For this reason, it is possible to significantly reduce the time and effort required to produce a ferroelectric thin film, and to produce a film with very good surface properties and without grain boundaries. It is expected to be applied to micro devices such as capacitors and electro-optical devices.

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

実施例1 薄膜作製にはRFマグネトロンスパッタリング装置を用
い、カソード板上に直径76mm、深さ4mmのステン
レス製シャーレを置き、その中に、Sb2 3 、Fe2
3 、LiTaO3 の混合粉末を充填したものをターゲ
ットとして用いた。Sb2 3 、Fe2 3 、LiTa
3 の各粉末はステンレス製のシャーレに充填するに先
立ち、各酸化物材料の粉末を調合したものをエタノール
を溶媒として30分間ペイントシェーカーにより、湿式
混合を行なった。その後、さらに、脱媒、乾燥後、ステ
ンレス製シャーレに充填し、スパッタリングターゲット
として使用した。スパッタガスはAr:O2 =7:3の
混合ガスで、Ar、O2 それぞれのガスの純度は99.
995%以上のものを使用した。基板には(111)方
位のSiウエハーを使用した。Siウエハーはn型であ
り、抵抗率はおよそ1(Ωcm)の物を使用した。Si
ウエハー上には予め酸化処理により、膜厚200nmの
SiO2 層を設けている。この層を設けた目的は主とし
て誘電性の評価時における電気絶縁性の確保のためであ
る。製膜に先だって基板温度を200℃まで上昇させ、
主に基板表面に吸着している水分の脱離処理を行なっ
た。さらに、製膜前に約30分ほどプリスパッタリング
を行ない、ターゲット表面の清浄化を図り、スパッタリ
ング製膜時における膜質と薄膜組成の安定化を図った。
スパッタリングガス導入前、真空度が2x10-7Tor
r以下に到達していることを確認した。スパッタ製膜
中、全ガス圧は25mTorrと一定にした。スパッタ
リング中は基板を固定している銅製のアノードを水冷
し、製膜中の基板温度を20〜25℃に維持した。高周
波投入電力は110Wとし、30〜60分のスパッタリ
ング製膜を行なった。このようにして得られた薄膜はタ
ーゲットの組成によりスパッタリング速度が変動するた
めに膜厚に変動が見られたが、およそ夫々の薄膜におい
て500〜1000nmの膜厚を示した。
Example 1 An RF magnetron sputtering apparatus was used to prepare a thin film, and a stainless petri dish having a diameter of 76 mm and a depth of 4 mm was placed on a cathode plate, and Sb 2 O 3 and Fe 2 were placed therein.
What was filled with a mixed powder of O 3 and LiTaO 3 was used as a target. Sb 2 O 3 , Fe 2 O 3 , LiTa
Each powder of O 3 was wet-mixed for 30 minutes with a paint shaker using ethanol as a solvent, which was prepared by mixing powders of oxide materials, before being filled in a petri dish made of stainless steel. Thereafter, the solvent was removed and dried, and then the stainless dish was filled and used as a sputtering target. The sputtering gas is a mixed gas of Ar: O 2 = 7: 3, and the purity of each gas of Ar and O 2 is 99.
The thing of 995% or more was used. A (111) oriented Si wafer was used as the substrate. The Si wafer was an n-type and had a resistivity of about 1 (Ωcm). Si
An SiO 2 layer having a film thickness of 200 nm is previously provided on the wafer by oxidation. The purpose of providing this layer is mainly to secure electrical insulation at the time of evaluation of dielectric properties. Prior to film formation, raise the substrate temperature to 200 ℃,
The desorption treatment of the water adsorbed on the substrate surface was mainly performed. Furthermore, pre-sputtering was performed for about 30 minutes before film formation to clean the target surface and stabilize the film quality and thin film composition during sputtering film formation.
The degree of vacuum is 2 × 10 -7 Tor before introducing the sputtering gas.
It was confirmed that the value was below r. During the sputtering film formation, the total gas pressure was kept constant at 25 mTorr. During sputtering, the copper anode fixing the substrate was water-cooled and the substrate temperature during film formation was maintained at 20 to 25 ° C. The high frequency input power was 110 W, and the sputtering film formation was performed for 30 to 60 minutes. The thin films obtained in this manner showed a change in film thickness due to a change in the sputtering rate depending on the composition of the target, but each thin film showed a film thickness of 500 to 1000 nm.

【0009】以上のような薄膜形成プロセスにより、S
2 3、Fe2 3 、LiTaO3 を三元とするスパ
ッタ薄膜を作製した。図2にNo.1〜25までの番号
で示した組成について作製し、夫々について膜構造の評
価ならびに誘電特性について測定した。尚、得られた薄
膜について誘導プラズマ発光分析法によりターゲット組
成と薄膜組成の対応を調べたところ、およそ3%の誤差
で、両者の組成が対応していることが解かった。従っ
て、以下では薄膜の組成としてターゲットの仕込み組成
を用いて説明する。誘電特性は同特性評価において一般
的に使用されるソヤ・タワー回路によって評価した。こ
の回路により、電束密度(D)の電界依存性を評価し自
発分極(Ps)の値を求めた。なお、誘電性の評価に於
いては図3に示したような電極構成とし、薄膜1に電界
を印加するための電極4を酸化物薄膜2側から出すこと
により等価的に2つのコンデンサーC1 、C2 を直列に
接続したような構成とし、Si3側から金属電極を出し
たときに金属電極とSiの界面に発生するショットキー
特性を防止し、正確な誘電性評価を行なった。尚、金属
電極は薄膜表面におよそ膜厚100nm、直径4mmの
Au電極をスパッタリング法によって形成した。
By the thin film forming process as described above, S
A sputtered thin film containing ternary b 2 O 3 , Fe 2 O 3 , and LiTaO 3 was prepared. No. 2 in FIG. The compositions shown by the numbers 1 to 25 were prepared, and the film structure was evaluated and the dielectric properties were measured for each composition. When the correspondence between the target composition and the thin film composition of the obtained thin film was examined by the inductive plasma emission analysis method, it was found that the two compositions corresponded with an error of about 3%. Therefore, in the following description, the composition of the target is used as the composition of the thin film. The dielectric properties were evaluated by a soya tower circuit commonly used in the characterization. Using this circuit, the electric field dependence of the electric flux density (D) was evaluated and the value of spontaneous polarization (Ps) was obtained. In the evaluation of the dielectric property, the electrode configuration as shown in FIG. 3 was used, and the electrode 4 for applying an electric field to the thin film 1 was taken out from the oxide thin film 2 side so that two capacitors C 1 could be equivalently formed. , C 2 are connected in series to prevent the Schottky characteristic generated at the interface between the metal electrode and Si when the metal electrode is taken out from the Si 3 side, and an accurate dielectric evaluation is performed. As the metal electrode, an Au electrode having a thickness of about 100 nm and a diameter of 4 mm was formed on the surface of the thin film by a sputtering method.

【0010】上記の薄膜形成法によって作製したスパッ
タリング薄膜について作製したままの状態(As−de
posit状態)の構造、誘電特性の評価を行なった。
まず、薄膜の構造について評価した結果について述べ
る。図2の点線A上において作製された種々組成のスパ
ッタ製膜後の膜のXRD回折結果を図4に示した。同図
中に示したNo.10、No.15、No.18は図2
中の番号に相当し、薄膜試料の組成を表している。XR
Dの線源にはCuのターゲットを使用し、さらにモノク
ロメーターを装着した。図4に示したXRDの結果には
基板として用いたSiの(111)面に相当する回折線
も薄膜の回折結果に重畳して見られている。LiTaO
3 薄膜No.7ではAs−deposit状態において
薄膜は結晶化していたが、Sb2 3 ならびにFe2
3 が過剰になる組成(No.10、No.15、No.
18)では薄膜の結晶化によるX線の回折線が全く認め
られず、薄膜がアモルファス状態であることが解かる。
さらに、図2の点線B上において作製された種々組成の
スパッタ製膜後の膜のXRD回折結果を図5に示す。同
図中に示したNo.3、No.16、No.22は図2
中の番号に相当し、薄膜試料の組成を表している。図5
から明らかなように、XRDの結果にはSiの(11
1)面に相当する回折線の他には明瞭な回折線もなく、
これらの組成の薄膜は全てアモルファス構造を有してい
ることが解かる。さらに、図2に示したNo.1〜N
o.25の全ての膜についてXRD分析を行なった結
果、同図中において黒丸で示した薄膜においては、Si
の(111)面に相当する回折線の他には明瞭な回折線
もなく、図2に於いてα、β、γ、δ、ε、φで囲まれ
た領域は薄膜を作製した状態(As−deposit状
態)で薄膜がアモルファス構造を有することが解かっ
た。
As-deposited state (As-de) of the sputtering thin film produced by the above-mentioned thin film forming method.
The structure and dielectric properties of the (position state) were evaluated.
First, the results of evaluating the structure of the thin film will be described. FIG. 4 shows the XRD diffraction results of the films formed on the dotted line A in FIG. 2 after the sputter deposition of various compositions. No. shown in FIG. 10, No. 15, No. 18 is shown in FIG.
It corresponds to the number inside and represents the composition of the thin film sample. XR
A Cu target was used as the radiation source of D, and a monochromator was attached. In the XRD result shown in FIG. 4, the diffraction line corresponding to the (111) plane of Si used as the substrate is also seen to be superimposed on the diffraction result of the thin film. LiTaO
3 Thin film No. In No. 7, the thin film was crystallized in the As-deposit state, but Sb 2 O 3 and Fe 2 O
Compositions in which 3 is excessive (No. 10, No. 15, No.
In 18), no X-ray diffraction line due to crystallization of the thin film was observed, which shows that the thin film is in an amorphous state.
Further, FIG. 5 shows the XRD diffraction result of the film after the sputter film formation of various compositions produced on the dotted line B of FIG. No. shown in FIG. 3, No. 16, No. 22 is shown in FIG.
It corresponds to the number inside and represents the composition of the thin film sample. Figure 5
As is clear from, XRD results show that Si (11
1) There is no clear diffraction line other than the diffraction line corresponding to the plane,
It can be seen that the thin films having these compositions all have an amorphous structure. Further, No. 2 shown in FIG. 1 to N
o. As a result of XRD analysis of all the 25 films, in the thin films indicated by black circles in FIG.
There is no clear diffraction line other than the diffraction line corresponding to the (111) plane, and the region surrounded by α, β, γ, δ, ε, φ in FIG. It was found that the thin film has an amorphous structure in the (-deposit state).

【0011】次いで、アモルファス構造の微細組織を観
察するために、図2におけるNo.15の組成の膜につ
いて高分解能のTEM観察を行なった。TEM観察にお
いては薄膜の表面側ならびに基板側よりエッチングを行
ない、薄膜の厚さ方向に対してほぼ中点付近の組織を観
察している。これによれば、0.3nmの分解能に於い
ても、格子像を認めることが出来なかった。同薄膜試料
について、直径約200nmの領域において制限視野電
子線回折を行い、観測された回折リングは非常に幅の広
いハローパターンを示し、薄膜のアモルファス性が非常
に高いことを示している。
Then, in order to observe the fine structure of the amorphous structure, No. 1 in FIG. High-resolution TEM observation was performed on the film having the composition of 15. In TEM observation, etching is performed from the surface side and the substrate side of the thin film, and the structure near the midpoint in the thickness direction of the thin film is observed. According to this, the lattice image could not be recognized even at the resolution of 0.3 nm. The thin film sample was subjected to selected area electron diffraction in a region with a diameter of about 200 nm, and the observed diffraction ring showed a very wide halo pattern, indicating that the thin film has a very high amorphous property.

【0012】次に、誘電特性について説明する。まず、
図2の点線A上に於ける誘電性ヒステリシスループの変
化を図6に示す。同線上においてNo.7の膜は薄膜が
導電性となり、誘電特性を評価することが出来なかっ
た。図6のヒステリシスループの左肩に示した番号は、
図2中の組成を示す番号に対応している。この結果、な
らびに図4の構造解析の結果から明らかなように、N
o.10、No.15、No.18の薄膜ではアモルフ
ァス構造を取りながら強誘電性を示していることが解か
った。また、図2に於ける直線A上の薄膜組成をy
(0.5Fe2 3 −0.5Sb2 3 )−(1−y)
LiTaO3 と表したときに、yに対する薄膜の飽和電
荷密度(Ps)の依存性を表した。飽和電荷密度は図6
に示した誘電特性のヒステリシスループから電界300
〜500kV/cmに於ける電束密度(D)の電界依存
性をE=0軸に外挿し、同軸と交わった点に於ける電束
密度を飽和電荷密度と定義し求めた。図7より広い組成
範囲に亘って、Psが存在し、薄膜が強誘電性を示して
いることが解かるが、同線上においてはLiTaO3
近い組成領域で強誘電性が消失していることが解かる。
この組成領域において析出している相は強誘電相ではな
く、常誘電相であると考えている。また、図2、線上B
においても各組成についてヒステリシスループの組成依
存性を示した(図8)。図8のヒステリシスループの左
肩に示した番号は、図2中の組成を示す番号に対応して
いる。これからも明らかなように全ての組成に薄膜にお
いて強誘電性が観測されていることが解かる。このヒス
テリシスループより先に述べた方法で、飽和電荷密度
(Ps)を求めた。直線Bの組成変化は0.80(xS
2 3 −(1−x)Fe2 3 )−0.20LiTa
3 なる表記で表される。xに対するPsの依存性を図
9に示した。同図からも解かるように全てのx値に対し
てPsが存在し強誘電性を示していることが解かる。さ
らに、前出の図2中に示した全ての薄膜の組成について
誘電特性とX線による構造の評価を行なった。これらの
結果をまとめて同図中に示した。即ち、同図中において
黒丸はアモルファス強誘電性を示した薄膜の組成を示
し、斜線を施した丸はアモルファス構造を取りながら常
誘電性をしめした組成を示している。さらに白丸は結晶
質の薄膜であり、同薄膜は導電性を示していた。同組成
図上で検討した種々組成の薄膜について構造と誘電特性
についてまとめた。この図から明らかなように、アモル
ファス構造を有しながら強誘電性を示す薄膜材料の組成
は同図中に広く分布しており、同図に於いて、α、β、
γ、δ、ε、φにて囲まれた領域(薄墨を施した部分)
をアモルファス構造を取りながら、強誘電性の発現する
組成領域と定義することが出来る。また、図2に示した
全ての組成について、薄膜組成と飽和電荷密度Psの対
応を表1に示す。強誘電性を示す薄膜では、およそ42
(nC/cm2 )以上の飽和電荷密度を有し、この電荷
密度は最大132(nC/cm2 )程度まで達している
ことが解かり、強誘電体として十分な実用特性を有して
いると考えられる。
Next, the dielectric characteristics will be described. First,
FIG. 6 shows the change in the dielectric hysteresis loop on the dotted line A in FIG. No. on the same line. In the film of No. 7, the thin film became conductive, and the dielectric characteristics could not be evaluated. The number on the left shoulder of the hysteresis loop in FIG. 6 is
It corresponds to the number indicating the composition in FIG. As is clear from this result and the result of the structural analysis of FIG.
o. 10, No. 15, No. It was found that the thin film of 18 exhibits ferroelectricity while having an amorphous structure. In addition, the thin film composition on the straight line A in FIG.
(0.5Fe 2 O 3 -0.5Sb 2 O 3) - (1-y)
When expressed as LiTaO 3 , the dependence of the saturation charge density (Ps) of the thin film on y is shown. Figure 6 shows the saturated charge density.
From the hysteresis loop of the dielectric characteristics shown in
The electric field dependence of the electric flux density (D) at ˜500 kV / cm was extrapolated to the E = 0 axis, and the electric flux density at the point intersecting with the coaxial was defined as the saturated charge density. It can be seen that Ps is present over a wider composition range than in FIG. 7 and the thin film exhibits ferroelectricity, but on the same line, the ferroelectricity disappears in a composition region close to LiTaO 3 . Understand.
It is considered that the phase precipitated in this composition region is not the ferroelectric phase but the paraelectric phase. Also, FIG. 2, line B
The composition dependence of the hysteresis loop was also shown for each composition (Fig. 8). The numbers on the left shoulder of the hysteresis loop in FIG. 8 correspond to the numbers indicating the composition in FIG. As is clear from this, it is clear that ferroelectricity is observed in the thin films in all compositions. The saturation charge density (Ps) was obtained by the method described above from this hysteresis loop. The composition change of the straight line B is 0.80 (xS
b 2 O 3 - (1- x) Fe 2 O 3) -0.20LiTa
It is represented by the notation O 3 . The dependence of Ps on x is shown in FIG. As can be seen from the figure, it can be seen that Ps exists for all x values and exhibits ferroelectricity. Further, the dielectric characteristics and the structure by X-ray were evaluated for the compositions of all the thin films shown in FIG. The results are shown together in the figure. That is, in the figure, the black circles indicate the composition of the thin film exhibiting amorphous ferroelectricity, and the shaded circles indicate the composition exhibiting paraelectricity while having an amorphous structure. Further, the white circles are crystalline thin films, and the thin films showed conductivity. The structure and dielectric properties of the thin films of various compositions examined on the same composition diagram are summarized. As is clear from this figure, the composition of the thin film material that exhibits ferroelectricity while having an amorphous structure is widely distributed in the figure, and in the figure, α, β,
Area surrounded by γ, δ, ε, φ (portion with thin ink)
Can be defined as a composition region in which ferroelectricity is exhibited while taking an amorphous structure. Table 1 shows the correspondence between the thin film composition and the saturation charge density Ps for all the compositions shown in FIG. About 42 for a thin film showing ferroelectricity
It has a saturated charge density of (nC / cm 2 ) or more, and it is found that the charge density reaches a maximum of about 132 (nC / cm 2 ), and it has sufficient practical characteristics as a ferroelectric. it is conceivable that.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】実施例2 実施例1において説明した製膜法により基板をガラス基
板にかえて、薄膜を作製した。ガラス基板にはコーニン
グのNo.7059を使用した。図2に示したNo.1
5ならびにNo.20の組成の薄膜を作製した。スパッ
タ製膜された薄膜の膜厚はおよそ200nmであった。
作製された薄膜は琥珀色を呈していた。何れの薄膜も近
赤外領域では、反射防止膜を施し、光透過率の測定を行
なった。透過率の光波長依存性を図10に示す。この結
果から解かるようにアモルファス強誘電体薄膜は近赤外
領域に於いて90%以上の光透過率を有し、同薄膜の電
気光学素子への応用が考えられることが解かる。
Example 2 A thin film was formed by changing the substrate to a glass substrate by the film forming method described in Example 1. No. of Corning on the glass substrate. 7059 was used. No. 2 shown in FIG. 1
5 and No. 5 A thin film having a composition of 20 was prepared. The film thickness of the sputtered thin film was about 200 nm.
The prepared thin film had an amber color. In each of the thin films, an antireflection film was applied in the near infrared region, and the light transmittance was measured. FIG. 10 shows the light wavelength dependence of the transmittance. As can be seen from this result, it is understood that the amorphous ferroelectric thin film has a light transmittance of 90% or more in the near infrared region, and that the thin film can be applied to an electro-optical element.

【0015】実施例3 実施例1と同様の製膜法によりLiNbO3 誘電体材料
として強誘電性のLiTaO3 に変え、LiNbO3
用いて薄膜を作製した。作製した薄膜の組成は図11の
三角組成図にNo.1ならびに、No.25〜No.4
8までの番号を付記した点として表した。As−dep
osit薄膜について誘電性とX線による構造解析を行
なった。その結果をまとめて図11に示す。同図中にお
いて黒丸はアモルファス強誘電性を示した薄膜の組成を
示し、斜線を施した丸はアモルファス構造を取りながら
常誘電性を示した薄膜の組成を示している。さらに白丸
は結晶質の薄膜であり、導電性を示した薄膜の組成を示
している。この結果より、三角組成図に於いて、α、
β、γ、δ、ε、φにて囲まれた領域(薄墨を施した部
分)薄墨を施した組成領域でアモルファスの強誘電性が
発現していることを見い出した。ここに於いて、単体で
は反強誘電性を示すLiNbO3 材料もFe2 3 また
はSb2 3 を過剰に添加することにより、顕著な強誘
電性を示すことが解かった。また、図11上に示した各
組成に対する飽和電荷密度の一覧を表2に示す。同表に
よると、Sb2 3 −Fe2 3 −LiNbO3 系アモ
ルファス強誘電体薄膜では、最大で168(nC/cm
2 )程度の飽和電荷密度を観測した。
Example 3 A thin film was prepared by using LiNbO 3 instead of ferroelectric LiTaO 3 as the LiNbO 3 dielectric material by the same film forming method as in Example 1. The composition of the produced thin film is shown in the triangular composition diagram of FIG. 1 and No. 1 25-No. Four
The numbers up to 8 are shown as points with additional notes. As-dep
The osit thin film was subjected to structural analysis by dielectric properties and X-rays. The results are shown together in FIG. In the figure, the black circles indicate the composition of the thin film showing amorphous ferroelectricity, and the shaded circles indicate the composition of the thin film exhibiting paraelectricity while having an amorphous structure. Further, the white circles are crystalline thin films, which indicate the composition of the thin films having conductivity. From this result, in the triangular composition diagram, α,
It was found that the region surrounded by β, γ, δ, ε, φ (portion applied with thin ink) expresses amorphous ferroelectricity in the composition region applied with thin ink. Here, it has been found that even a LiNbO 3 material which exhibits antiferroelectricity by itself shows remarkable ferroelectricity by adding Fe 2 O 3 or Sb 2 O 3 in excess. Table 2 shows a list of saturated charge densities for each composition shown in FIG. According to the table, in the Sb 2 O 3 —Fe 2 O 3 —LiNbO 3 system amorphous ferroelectric thin film, the maximum is 168 (nC / cm).
2 ) Saturated charge density was observed.

【0016】[0016]

【表2】 [Table 2]

【0017】実施例4 M2 3 −Sb2 3 −LiTaO3 系において、表3
に示す元素を用いて、夫々の薄膜を作製した。薄膜の作
製は実施例1に説明した方法により行なった。また、薄
膜の構造評価は、X線回折法により、その条件は実施例
1に述べたとおりであった。さらに、薄膜の誘電性評価
法についても実施例1と同様である。ただし、スパッタ
リング製膜においてMがZr、Mo、Pd、Hf、T
a、Wの場合には、ターゲットとしてM2 3 の替わり
に、各元素の金属微粉を使用した。その他のSc、T
i、V、Cr、Mn、Co、Ni、Y、Nb、In、L
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb、LuについてはM2 3
型の酸化物材料をターゲットに用いた。また、Ni2
3 については結晶水を含むためにターゲットとして使用
する前に、200℃程度まで加熱し、結晶水をとばし、
無水物化した。全てのM元素に対応して、図12に丸点
で示した組成の膜を作製し、As−deposit状態
で膜の構造ならびに誘電特性を評価した。同図中におい
て黒丸はアモルファス強誘電性を示した薄膜の組成を示
し、斜線を施した丸はアモルファス構造を取りながら常
誘電性を示した薄膜の組成を示している。さらに白丸は
結晶質の薄膜であり、導電性になった薄膜の組成を示し
ている。この結果より、三角組成図に於いて、α、β、
γ、δ、ε、φにて囲まれた領域(薄墨を施した部分)
薄墨を施した組成領域でアモルファスの強誘電性が発現
していることを見い出した。同組成図中にNo.49と
付記した組成の膜について種々のMにおいて測定された
飽和電荷密度(Ps)を表3に示した。これからも、同
表に示した全ての薄膜に於いてPsが観測され、夫々の
薄膜において強誘電性が発現していることが解かる。
[0017] In Example 4 M 2 O 3 -Sb 2 O 3 -LiTaO 3 system, Table 3
Each thin film was prepared using the elements shown in. The thin film was manufactured by the method described in Example 1. Further, the structure evaluation of the thin film was performed by the X-ray diffraction method, and the conditions thereof were as described in Example 1. Furthermore, the method of evaluating the dielectric properties of the thin film is the same as in Example 1. However, in the sputtering film formation, M is Zr, Mo, Pd, Hf, T
In the case of a and W, metal fine powder of each element was used instead of M 2 O 3 as a target. Other Sc, T
i, V, Cr, Mn, Co, Ni, Y, Nb, In, L
a, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, D
For y, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, M 2 O 3
Type oxide material was used as the target. Also, Ni 2 O
As for No. 3 , since it contains water of crystallization, before using it as a target, it is heated up to about 200 ° C. and the water of crystallization is skipped,
Anhydrous. Films having compositions indicated by circles in FIG. 12 were prepared for all M elements, and the structure and dielectric properties of the films were evaluated in the As-deposit state. In the figure, the black circles indicate the composition of the thin film showing amorphous ferroelectricity, and the shaded circles indicate the composition of the thin film exhibiting paraelectricity while having an amorphous structure. Further, the white circles are crystalline thin films, indicating the composition of the thin films that became conductive. From this result, α, β,
Area surrounded by γ, δ, ε, φ (portion with thin ink)
It has been found that amorphous ferroelectricity is exhibited in the composition region where light black ink is applied. No. in the composition diagram Table 3 shows the saturated charge densities (Ps) measured at various M values for the film having the composition noted 49. From this, it can be understood that Ps is observed in all the thin films shown in the table and that the ferroelectric properties are exhibited in each thin film.

【0018】[0018]

【表3】 [Table 3]

【0019】[0019]

【発明の効果】以上の様に、M2 3 −Sb2 3 −A
BO3 (ABO3 はLiNbO3型誘電体)系の薄膜を
RFスパッタリング法などにより低い基板温度、例えば
25℃程度の基板温度により薄膜化することにより、ア
モルファス構造を有する透光性の高い強誘電性薄膜が得
られ、強誘電性を応用したセンサ、メモリ、電気光学素
子に応用できるようになる。
As described above, M 2 O 3 --Sb 2 O 3 --A
By thinning a BO 3 (ABO 3 is a LiNbO 3 type dielectric) thin film at a low substrate temperature by RF sputtering or the like, for example, at a substrate temperature of about 25 ° C., a highly transparent ferroelectric having an amorphous structure is formed. Thin film is obtained, and it can be applied to sensors, memories, and electro-optical elements that apply ferroelectricity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明を説明するための組成系図であ
る。
FIG. 1 is a composition system diagram for explaining the present invention.

【図2】図2は、本発明の一実施例を説明するための組
成系図、ならびに誘電特性、薄膜構造の説明図である。
FIG. 2 is a composition system diagram for explaining an example of the present invention, and an explanatory diagram of dielectric properties and a thin film structure.

【図3】図3は、本発明の誘電特性評価法を説明するた
めの薄膜の構造図である。
FIG. 3 is a structural diagram of a thin film for explaining the dielectric property evaluation method of the present invention.

【図4】図4は、本発明の一実施例を説明するためのX
線回折図形である。
FIG. 4 is an X diagram for explaining an embodiment of the present invention.
It is a line diffraction pattern.

【図5】図5は、同実施例を説明するためのX線回折図
形である。
FIG. 5 is an X-ray diffraction pattern for explaining the same example.

【図6】図6は、同実施例を説明するための誘電特性の
電界依存性を表した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the electric field dependence of dielectric properties for explaining the same example.

【図7】図7は、同実施例を説明するための飽和電荷密
度の組成依存性を表した図である。
FIG. 7 is a graph showing composition dependence of saturated charge density for explaining the same embodiment.

【図8】図8は、同実施例を説明するための誘電特性の
電界依存性を表した図である。
FIG. 8 is a diagram showing the electric field dependence of dielectric properties for explaining the same example.

【図9】図9は、同実施例を説明するための飽和電荷密
度の組成依存性を表した図である。
FIG. 9 is a diagram showing composition dependence of saturated charge density for explaining the same example.

【図10】図10は、同実施例を説明するための光透過
率の波長異存特性を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing wavelength-independent characteristics of light transmittance for explaining the embodiment.

【図11】図11は、本発明の他の実施例を説明するた
めの組成系図、ならびに誘電特性、薄膜構造の説明図で
ある。
FIG. 11 is a composition system diagram for explaining another embodiment of the present invention, and an explanatory diagram of dielectric characteristics and a thin film structure.

【図12】図12は、本発明の他の実施例を説明するた
めの組成系図、ならびに誘電特性、薄膜構造の説明図で
ある。
FIG. 12 is a composition system diagram for explaining another embodiment of the present invention, and an explanatory diagram of dielectric characteristics and a thin film structure.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01G 7/06 7924−5E (72)発明者 二井 裕之 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01G 7/06 7924-5E (72) Inventor Hiroyuki Nii 5 Ube, 1978, Kobegushi, Ube City, Yamaguchi Prefecture Usan Laboratory, Kosan Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 遷移金属酸化物(M2 3 )−酸化アン
チモン(Sb2 3 )−LiNbO3 型化合物(ABO
3 )を主成分とした三元酸化物からなり、かつ該三元酸
化物がアモルファス構造を有することを特徴とするアモ
ルファス強誘電体酸化物材料。(ただし、M2 3 は、
Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Y、
Zr、Nb、Mo、Pd、Hf、Ta、W、In及びラ
ンタン系列元素の酸化物からなる群から選ばれる少なく
とも一種であり、ABO3 は強誘電性を示すLiNbO
3 型化合物である。)
1. A transition metal oxide (M 2 O 3) - antimony oxide (Sb 2 O 3) -LiNbO 3 type compounds (ABO
An amorphous ferroelectric oxide material comprising a ternary oxide containing 3 ) as a main component, and the ternary oxide having an amorphous structure. (However, M 2 O 3 is
Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Y,
At least one selected from the group consisting of oxides of Zr, Nb, Mo, Pd, Hf, Ta, W, In, and lanthanum series elements, and ABO 3 is LiNbO exhibiting ferroelectricity.
It is a type 3 compound. )
【請求項2】 三元酸化物がM2 3 、Sb2 3 、A
BO3 の3成分の組成図において、aM2 3 −(1−
a)Sb2 3 ならびに、0.90Sb2 3 −0.1
0(bM2 3 −(1−b)ABO3 )ならびに、cS
2 3 −(1−c)ABO3 ならびに、0.20(d
Sb2 3 −(1−d)M2 3 )−0.80ABO3
ならびに、eABO3 −(1−e)M2 3 ならびに、
0.90M2 3 −0.10(fABO3 −(1−f)
Sb2 3 )で表される夫々の組成線において0.10
≦a≦0.90かつ0.00≦b≦1.00かつ0.2
0≦c≦0.90かつ0.00≦d≦1.00かつ0.
20≦e≦0.90かつ0.00≦f≦1.00なる範
囲に規定された6本の組成線で囲まれた組成を有するこ
とを特徴とする請求項1のアモルファス強誘電体酸化物
材料。
2. The ternary oxide is M 2 O 3 , Sb 2 O 3 or A.
In the composition diagram of the three components of BO 3 , aM 2 O 3 − (1-
a) Sb 2 O 3, as well as, 0.90Sb 2 O 3 -0.1
0 (bM 2 O 3- (1-b) ABO 3 ) and cS
b 2 O 3 - (1- c) ABO 3 and, 0.20 (d
Sb 2 O 3 - (1- d) M 2 O 3) -0.80ABO 3
And eABO 3- (1-e) M 2 O 3 and
0.90 M 2 O 3 -0.10 (fABO 3- (1-f)
Sb 2 O 3 ) in each composition line represented by 0.10
≦ a ≦ 0.90 and 0.00 ≦ b ≦ 1.00 and 0.2
0 ≦ c ≦ 0.90 and 0.00 ≦ d ≦ 1.00 and 0.
The amorphous ferroelectric oxide according to claim 1, having a composition surrounded by six composition lines defined in a range of 20≤e≤0.90 and 0.00≤f≤1.00. material.
【請求項3】 三元酸化物が、薄膜の形態に形成されて
いることを特徴とする請求項1又は請求項2のアモルフ
ァス強誘電体酸化物材料。
3. The amorphous ferroelectric oxide material according to claim 1 or 2, wherein the ternary oxide is formed in the form of a thin film.
【請求項4】 三元酸化物を製膜手段を用いて基板上
に、基板温度を300℃以下に保持しながら非晶質の薄
膜として作製し、作製したそのままの状態で強誘電体酸
化物材料を得ることを特徴とする請求項3のアモルファ
ス強誘電体酸化物材料の製造方法。
4. A ternary oxide is formed as an amorphous thin film on a substrate using a film forming means while maintaining the substrate temperature at 300 ° C. or lower, and the ferroelectric oxide is produced as it is. The method for producing an amorphous ferroelectric oxide material according to claim 3, wherein a material is obtained.
JP19728991A 1991-07-12 1991-07-12 Amorphous ferroelectric oxide material and its production Pending JPH0517138A (en)

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