JPH0597515A - 高純度pzt粉末の製造方法 - Google Patents
高純度pzt粉末の製造方法Info
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- JPH0597515A JPH0597515A JP3283906A JP28390691A JPH0597515A JP H0597515 A JPH0597515 A JP H0597515A JP 3283906 A JP3283906 A JP 3283906A JP 28390691 A JP28390691 A JP 28390691A JP H0597515 A JPH0597515 A JP H0597515A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高純度PZT粉末を製造する。
【構成】 Pb(OC3 H7 i )2 溶液にPb(OC3
H7 t )2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶液にZr
(OC3 H7 i )4 溶液、Ti(OC3 H7 i )4 溶液
にTi(OC3 H7 i )4 溶液をそれぞれ両者に占める
重量割合で5〜20%配合し、前記配合溶液だけを加水
分解して、これから水酸化物を沈澱させ、この沈澱物に
不純物を吸着・吸蔵させて取込ませ、この結果得られた
高純度Pb(OC3 H7 i )2 溶液、高純度Zr(OC
3 H7 i )4 溶液、および高純度Ti(OC3 H7 i )
4 溶液を原料として用い、アルコキシド法によりPZT
粉末を製造する。
H7 t )2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶液にZr
(OC3 H7 i )4 溶液、Ti(OC3 H7 i )4 溶液
にTi(OC3 H7 i )4 溶液をそれぞれ両者に占める
重量割合で5〜20%配合し、前記配合溶液だけを加水
分解して、これから水酸化物を沈澱させ、この沈澱物に
不純物を吸着・吸蔵させて取込ませ、この結果得られた
高純度Pb(OC3 H7 i )2 溶液、高純度Zr(OC
3 H7 i )4 溶液、および高純度Ti(OC3 H7 i )
4 溶液を原料として用い、アルコキシド法によりPZT
粉末を製造する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スパッタリングター
ゲット材の製造に原料粉末として用いた場合に、不純物
含有量の著しく低いPZT薄膜の形成を可能とする高純
度PZT粉末の製造方法に関するものである。
ゲット材の製造に原料粉末として用いた場合に、不純物
含有量の著しく低いPZT薄膜の形成を可能とする高純
度PZT粉末の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、強誘電体集積メモリとして、PZ
T(チタン酸ジルコン酸鉛)薄膜の適用が注目されてい
る。上記PZT薄膜が、例えばPZTターゲット材を用
い、スパッタリング法により形成されることも知られて
いる。また、上記スパッタリングターゲット材が、原料
としてPZT粉末を用い、通常の粉末冶金法、例えばホ
ットプレスなどにより製造されることも知られている。
T(チタン酸ジルコン酸鉛)薄膜の適用が注目されてい
る。上記PZT薄膜が、例えばPZTターゲット材を用
い、スパッタリング法により形成されることも知られて
いる。また、上記スパッタリングターゲット材が、原料
としてPZT粉末を用い、通常の粉末冶金法、例えばホ
ットプレスなどにより製造されることも知られている。
【0003】さらに、上記スパッタリングターゲット材
の製造に用いられるPZT粉末が、例えば図4にフロー
チャートで示されるアルコキシド法にて、まず、原料と
しての鉛ジイソプロポキシド〔以下、Pb(OC3 H7
i )2 で示す〕のベンゼン溶液、ジルコニウムテトライ
ソプロポキシド〔以下、Zr(OC3 H7 i )4 で示
す〕溶液、およびチタンテトライソプロポキシド〔以
下、Ti(OC3 H7 i )4 で示す〕溶液を、重量比で
52:26:22の割合に配合し、これに65〜75℃
の温度で、5〜15時間の加熱還流処理を施して(P
b,Zr,Ti)のアルコキシド溶液とし、この(P
b,Zr,Ti)のアルコキシド溶液からベンゼンを蒸
発除去した後、これにいずれも全体に占める重量割合
で、25〜200%の加水分解反応の進行を抑制して均
一反応を行なわしめるための溶媒としての2−メトキシ
エタノールと、10〜100%の水を加え、1〜24時
間撹拌の加水分解を施して、(Pb,Zr,Ti)の重
合水酸化物を沈殿させ、これを分離した後、大気中、7
0℃の温度で乾燥し、引続いて同じく大気中、600℃
で焼成して炭化水素などの有機物を除去し、最終的に乾
式あるいは湿式にて粉砕することにより製造されること
も知られている。
の製造に用いられるPZT粉末が、例えば図4にフロー
チャートで示されるアルコキシド法にて、まず、原料と
しての鉛ジイソプロポキシド〔以下、Pb(OC3 H7
i )2 で示す〕のベンゼン溶液、ジルコニウムテトライ
ソプロポキシド〔以下、Zr(OC3 H7 i )4 で示
す〕溶液、およびチタンテトライソプロポキシド〔以
下、Ti(OC3 H7 i )4 で示す〕溶液を、重量比で
52:26:22の割合に配合し、これに65〜75℃
の温度で、5〜15時間の加熱還流処理を施して(P
b,Zr,Ti)のアルコキシド溶液とし、この(P
b,Zr,Ti)のアルコキシド溶液からベンゼンを蒸
発除去した後、これにいずれも全体に占める重量割合
で、25〜200%の加水分解反応の進行を抑制して均
一反応を行なわしめるための溶媒としての2−メトキシ
エタノールと、10〜100%の水を加え、1〜24時
間撹拌の加水分解を施して、(Pb,Zr,Ti)の重
合水酸化物を沈殿させ、これを分離した後、大気中、7
0℃の温度で乾燥し、引続いて同じく大気中、600℃
で焼成して炭化水素などの有機物を除去し、最終的に乾
式あるいは湿式にて粉砕することにより製造されること
も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のアルコ
キシド法により製造されたPZT粉末は、不純物含有量
が相対的に高く、したがってこれより製造されたスパッ
タリングターゲット材を用いて成膜した場合、PZT薄
膜の不純物含有量も高くならざるを得ず、この結果薄膜
のリーク電流の増加が避けられず、信頼性の点で問題が
ある。
キシド法により製造されたPZT粉末は、不純物含有量
が相対的に高く、したがってこれより製造されたスパッ
タリングターゲット材を用いて成膜した場合、PZT薄
膜の不純物含有量も高くならざるを得ず、この結果薄膜
のリーク電流の増加が避けられず、信頼性の点で問題が
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、不純物含有量のできるだけ少な
いPZT薄膜を形成すべく、これには前記PZT薄膜の
形成に用いられるスパッタリングターゲット材の原料で
あるPZT粉末の高純化が必要であるとの点から研究を
行なった結果、従来アルコキシド法によるPZT粉末の
製造に原料として用いられているPb(OC3 H7 i )
2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶液、およびTi(O
C3 H7 i )4 溶液を出発材料とし、これにそれぞれ図
1〜3のフローチャートで示されるように、いずれも両
者に占める重量割合で5〜20%の鉛ジターシャリープ
ロポキシド[以下、Pb(OC3 H7 t )2 で示す]溶
液、ジルコニウムテトラターシャリープロポキシド[以
下、Zr(OC3 H7 t )4 で示す]溶液、およびチタ
ンテトラターシャリープロポキシド[以下、Ti(OC
3 H7 t )4 で示す]溶液をそれぞれ配合し、さらに、
これに同じく全体に占める割合で、上記出発材料の加水
分解抑止剤としての2−メトキシエタノール:5〜20
%と、水:5〜20%を加えて3〜5分撹拌の加水分解
を行なわしめると、上記配合溶液は上記出発材料に比し
て優先的に分解して水酸化物沈澱物とアルコールを形成
し、この間前記水酸化物の沈澱物に上記出発材料中に含
有する不純物が吸着・吸蔵されて取込まれるために、上
記出発材料は著しく純度の高いものとなり、したがって
これを原料として用い、図1のフローチャートに示され
るアルコキシド法によりPZT粉末を製造すればきわめ
て純度の高いものが得られるようになるという研究結果
を得たのである。
上述のような観点から、不純物含有量のできるだけ少な
いPZT薄膜を形成すべく、これには前記PZT薄膜の
形成に用いられるスパッタリングターゲット材の原料で
あるPZT粉末の高純化が必要であるとの点から研究を
行なった結果、従来アルコキシド法によるPZT粉末の
製造に原料として用いられているPb(OC3 H7 i )
2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶液、およびTi(O
C3 H7 i )4 溶液を出発材料とし、これにそれぞれ図
1〜3のフローチャートで示されるように、いずれも両
者に占める重量割合で5〜20%の鉛ジターシャリープ
ロポキシド[以下、Pb(OC3 H7 t )2 で示す]溶
液、ジルコニウムテトラターシャリープロポキシド[以
下、Zr(OC3 H7 t )4 で示す]溶液、およびチタ
ンテトラターシャリープロポキシド[以下、Ti(OC
3 H7 t )4 で示す]溶液をそれぞれ配合し、さらに、
これに同じく全体に占める割合で、上記出発材料の加水
分解抑止剤としての2−メトキシエタノール:5〜20
%と、水:5〜20%を加えて3〜5分撹拌の加水分解
を行なわしめると、上記配合溶液は上記出発材料に比し
て優先的に分解して水酸化物沈澱物とアルコールを形成
し、この間前記水酸化物の沈澱物に上記出発材料中に含
有する不純物が吸着・吸蔵されて取込まれるために、上
記出発材料は著しく純度の高いものとなり、したがって
これを原料として用い、図1のフローチャートに示され
るアルコキシド法によりPZT粉末を製造すればきわめ
て純度の高いものが得られるようになるという研究結果
を得たのである。
【0006】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、(a) 出発材料として、Pb(O
C3 H7 i )2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶液、お
よびTi(OC3 H7 i )4 溶液を用い、(b) 上記出発
材料のそれぞれに、Pb(OC3 H7 t )2 溶液、Zr
(OC3 H7 t )4 溶液、およびTi(OC3 H7 t )
溶液を合量に占める重量割合で5〜20%配合し、(c)
上記配合溶液を優先加水分解して水酸化物をそれぞれ沈
澱させ、(d) 上記出発材料中に含有する不純物を取込ん
だ上記水酸化物の沈澱物と、前記沈澱物により純化され
た上記出発材料とをそれぞれ分離し、(e)ついで、この
結果得られた、いずれも高純度の3種の上記出発材料を
原料として用い、アルコキシド法によりPZT粉末を製
造する方法に特徴を有するものである。
なされたものであって、(a) 出発材料として、Pb(O
C3 H7 i )2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶液、お
よびTi(OC3 H7 i )4 溶液を用い、(b) 上記出発
材料のそれぞれに、Pb(OC3 H7 t )2 溶液、Zr
(OC3 H7 t )4 溶液、およびTi(OC3 H7 t )
溶液を合量に占める重量割合で5〜20%配合し、(c)
上記配合溶液を優先加水分解して水酸化物をそれぞれ沈
澱させ、(d) 上記出発材料中に含有する不純物を取込ん
だ上記水酸化物の沈澱物と、前記沈澱物により純化され
た上記出発材料とをそれぞれ分離し、(e)ついで、この
結果得られた、いずれも高純度の3種の上記出発材料を
原料として用い、アルコキシド法によりPZT粉末を製
造する方法に特徴を有するものである。
【0007】なお、この発明の方法において、上記の加
水分解し易い配合溶液の割合を5〜20重量%と定めた
のは、その割合が5%未満では上記出発材料中の不純物
の除去が十分に行なわれず、一方不純物の除去は20%
までの含有で十分で、それ以上の配合は必要でないとい
う理由によるものである。
水分解し易い配合溶液の割合を5〜20重量%と定めた
のは、その割合が5%未満では上記出発材料中の不純物
の除去が十分に行なわれず、一方不純物の除去は20%
までの含有で十分で、それ以上の配合は必要でないとい
う理由によるものである。
【0008】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。出発材料として、いずれも市販のPb
(OC3 H7 i )2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶
液、およびTi(OC3 H7 i )4 溶液を用い、これら
の出発材料のそれぞれに、図1〜3に示される通り、両
者に占める重量割合で10%のPb(OC3 H7 t )2
溶液、Zr(OC3 H7 t )4 溶液、およびTi(OC
3 H7 t )4溶液を配合し、さらに同じく全体に占める
割合で10%のメトキシエタノールと10%の水を加え
て4分間撹拌の加水分解を行なった後、Pb(OH)2
沈澱物と高純度Pb(OC3 H7 i )2 溶液+アルコー
ル、Zr(OH)4 沈澱物と高純度Zr(OC
3 H7 i )4 溶液+アルコール、およびTi(OH)4
沈澱物と高純度Ti(OC3 H7 i )4 溶液+アルコー
ルにそれぞれ遠心分離し、アルコールを蒸発分離し、つ
いでこの結果得られた高純度Pb(OC3 H7 i )2 溶
液、高純度Zr(OC3 H7 i )4 溶液、および高純度
Ti(OC3H7 i )4 溶液を原料として用い、図4に
示されるアルコキシド法にしたがい、前記高純度Pb
(OC3 H7 i )2 溶液は等量のベンゼンを加えて、こ
れのベンゼン溶液とした状態で、これら3者を52:2
6:22の重量比で配合し、これに70℃で10時間の
加熱還流処理を施して、(Pb,Zr,Ti)のアルコ
キシド溶液とし、ついでベンゼンを蒸発除去した後、こ
れに全体に占める重量割合で30%の2−メトキシエタ
ノールと50%の水を加えて5時間撹拌の加水分解を行
なって(Pb,Zr,Ti)の重合水酸化物を沈澱さ
せ、これを分離した後、大気中、70℃での乾燥、およ
び大気中、600℃での焼成を行ない、さらにヘキサン
溶媒を加えてボールミル中で8時間の湿式粉砕を行な
い、乾燥することにより本発明法を実施し、平均粒径:
0.5μmを有する本発明PZT粉末を製造した。
的に説明する。出発材料として、いずれも市販のPb
(OC3 H7 i )2 溶液、Zr(OC3 H7 i )4 溶
液、およびTi(OC3 H7 i )4 溶液を用い、これら
の出発材料のそれぞれに、図1〜3に示される通り、両
者に占める重量割合で10%のPb(OC3 H7 t )2
溶液、Zr(OC3 H7 t )4 溶液、およびTi(OC
3 H7 t )4溶液を配合し、さらに同じく全体に占める
割合で10%のメトキシエタノールと10%の水を加え
て4分間撹拌の加水分解を行なった後、Pb(OH)2
沈澱物と高純度Pb(OC3 H7 i )2 溶液+アルコー
ル、Zr(OH)4 沈澱物と高純度Zr(OC
3 H7 i )4 溶液+アルコール、およびTi(OH)4
沈澱物と高純度Ti(OC3 H7 i )4 溶液+アルコー
ルにそれぞれ遠心分離し、アルコールを蒸発分離し、つ
いでこの結果得られた高純度Pb(OC3 H7 i )2 溶
液、高純度Zr(OC3 H7 i )4 溶液、および高純度
Ti(OC3H7 i )4 溶液を原料として用い、図4に
示されるアルコキシド法にしたがい、前記高純度Pb
(OC3 H7 i )2 溶液は等量のベンゼンを加えて、こ
れのベンゼン溶液とした状態で、これら3者を52:2
6:22の重量比で配合し、これに70℃で10時間の
加熱還流処理を施して、(Pb,Zr,Ti)のアルコ
キシド溶液とし、ついでベンゼンを蒸発除去した後、こ
れに全体に占める重量割合で30%の2−メトキシエタ
ノールと50%の水を加えて5時間撹拌の加水分解を行
なって(Pb,Zr,Ti)の重合水酸化物を沈澱さ
せ、これを分離した後、大気中、70℃での乾燥、およ
び大気中、600℃での焼成を行ない、さらにヘキサン
溶媒を加えてボールミル中で8時間の湿式粉砕を行な
い、乾燥することにより本発明法を実施し、平均粒径:
0.5μmを有する本発明PZT粉末を製造した。
【0009】また、比較の目的で、原料として、上記の
高純度処理前の市販のPb(OC3 H7 i )2 溶液、Z
r(OC3 H7 i )4 溶液、およびTi(OC
3 H7 i )4 溶液を用いる以外は、同一の条件でアルコ
キシド法にて従来法を行ない、従来PZT粉末を製造し
た。この結果得られた本発明のPZT粉末および従来P
ZT粉末の不純物含有量を測定し、表1に示した。
高純度処理前の市販のPb(OC3 H7 i )2 溶液、Z
r(OC3 H7 i )4 溶液、およびTi(OC
3 H7 i )4 溶液を用いる以外は、同一の条件でアルコ
キシド法にて従来法を行ない、従来PZT粉末を製造し
た。この結果得られた本発明のPZT粉末および従来P
ZT粉末の不純物含有量を測定し、表1に示した。
【0010】
【表1】
【0011】
【発明の効果】表1に示される結果から、本発明法によ
れば、従来法に比して不純物含有量のきわめて少ないP
ZT粉末を製造することができることが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、著しく純度の
高いPZT粉末を製造することができ、したがってこれ
より製造されたターゲット材を用いてスパッタリングに
よりPZT薄膜を形成した場合、形成されるPZT薄膜
中の不純物含有量も著しく低減するようになるので、リ
ーク電流の減少が可能になるなど工業上有用な効果がも
たらされるのである。
れば、従来法に比して不純物含有量のきわめて少ないP
ZT粉末を製造することができることが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、著しく純度の
高いPZT粉末を製造することができ、したがってこれ
より製造されたターゲット材を用いてスパッタリングに
よりPZT薄膜を形成した場合、形成されるPZT薄膜
中の不純物含有量も著しく低減するようになるので、リ
ーク電流の減少が可能になるなど工業上有用な効果がも
たらされるのである。
【図1】Pb(OC3 H7 i )2 溶液の高純化を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図2】Zr(OC3 H7 i )4 溶液の高純化を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図3】Ti(OC3 H7 i )4 溶液の高純化を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図4】アルコキシド法を示すフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武下 拓夫 埼玉県大宮市北袋町1−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】 (a) 出発材料として、鉛ジイソプロ
ポキシド溶液、ジルコニウムテトライソプロポキシド溶
液、およびチタンテトライソプロポキシド溶液を用意
し、 (b) これら出発材料のそれぞれに、相対的に加水分
解し易い鉛ジターシャリープロポキシド溶液、ジルコニ
ウムテトラターシャリープロポキシド溶液、およびチタ
ンテトラターシャリープロポキシド溶液を、それぞれ合
量に占める割合で5〜20重量%配合し、 (c) 上記加水分解し易い配合溶液だけを優先加水分
解して水酸化物を沈殿させ、 (d) 上記出発材料中に含有する不純物を取込んだ上
記水酸化物の沈殿物と、前記沈殿物により純化された上
記出発材料をそれぞれ分離し、 (e) この結果得られたいずれも高純度の鉛ジイソプ
ロポキシド溶液、ジルコニウムテトライソプロポキシド
溶液、およびチタンテトライソプロポキシド溶液を原料
として用い、アルコキシド法にてPZT粉末を製造する
ことを特徴とする高純度PZT粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3283906A JPH0597515A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 高純度pzt粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3283906A JPH0597515A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 高純度pzt粉末の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0597515A true JPH0597515A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17671720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3283906A Pending JPH0597515A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 高純度pzt粉末の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0597515A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5554571A (en) * | 1994-10-03 | 1996-09-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Production of dielectric ceramic material powder |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3283906A patent/JPH0597515A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5554571A (en) * | 1994-10-03 | 1996-09-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Production of dielectric ceramic material powder |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990810 |