JPH07330426A - ペロブスカイト含有複合材料、その製造方法、電子部品およびモジュール - Google Patents
ペロブスカイト含有複合材料、その製造方法、電子部品およびモジュールInfo
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 基板と、第１チタン含有ペロブスカイト中間
層と、第２ペロブスカイト被覆層とを有し、良好な特性
を示すペロブスカイト含有複合材料およびその製造方法
を提供する。 【構成】 前記第１ペロブスカイトおよび前記第２ペロ
ブスカイトを、四成分またはこれより多い成分の置換ペ
ロブスカイトとする。この複合材料は、基板に、第１の
四成分またはこれより多い成分の置換チタン含有ペロブ
スカイトを中間層として設け、第２の四成分またはこれ
より多い成分の置換ペロブスカイトを被覆層として設
け、前記被覆層を設ける前に前記中間層の被膜を焼結す
ることにより製造される。 【効果】 この複合材料は単相ペロブスカイト被覆層を
具えているので、集積化キャパシタ、強誘電性の不揮発
性メモリ、ダイナミックメモリ、圧電トランスジューサ
を包含する電子部品およびモジュールの製造に使用する
のに極めて適している。
層と、第２ペロブスカイト被覆層とを有し、良好な特性
を示すペロブスカイト含有複合材料およびその製造方法
を提供する。 【構成】 前記第１ペロブスカイトおよび前記第２ペロ
ブスカイトを、四成分またはこれより多い成分の置換ペ
ロブスカイトとする。この複合材料は、基板に、第１の
四成分またはこれより多い成分の置換チタン含有ペロブ
スカイトを中間層として設け、第２の四成分またはこれ
より多い成分の置換ペロブスカイトを被覆層として設
け、前記被覆層を設ける前に前記中間層の被膜を焼結す
ることにより製造される。 【効果】 この複合材料は単相ペロブスカイト被覆層を
具えているので、集積化キャパシタ、強誘電性の不揮発
性メモリ、ダイナミックメモリ、圧電トランスジューサ
を包含する電子部品およびモジュールの製造に使用する
のに極めて適している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板と、第１チタン含
有ペロブスカイト中間層と、第２ペロブスカイト被覆層
とを有するペロブスカイト含有複合材料に関するもので
ある。更に、本発明は、かかるペロブスカイト含有複合
材料の製造方法、かかる複合材料を有する電子部品およ
び集積化した受動構成部品を具えるモジュールに関する
ものである。
有ペロブスカイト中間層と、第２ペロブスカイト被覆層
とを有するペロブスカイト含有複合材料に関するもので
ある。更に、本発明は、かかるペロブスカイト含有複合
材料の製造方法、かかる複合材料を有する電子部品およ
び集積化した受動構成部品を具えるモジュールに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】このようなペロブスカイト含有複合材料
はミクロ電子工学の分野における多くの新規用途にとっ
て重要なものである。セラミックペロブスカイトは半導
体工業において広範囲な用途に使用されており、これは
強誘電性、誘電性、パイロ電気、圧電またはオプトエレ
クトロニック構成部品のような特定の技術的用途にとっ
て興味ある特性を示すからである。
はミクロ電子工学の分野における多くの新規用途にとっ
て重要なものである。セラミックペロブスカイトは半導
体工業において広範囲な用途に使用されており、これは
強誘電性、誘電性、パイロ電気、圧電またはオプトエレ
クトロニック構成部品のような特定の技術的用途にとっ
て興味ある特性を示すからである。
【０００３】例えば、鉛−ジルコニウム−チタン−ペロ
ブスカイト（ＰＺＴ）は、特に不揮発性の強誘電性メモ
リに使用される。ランタンドープＰＺＴ（ＰＬＺＴ）お
よびＰｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）x Ｔｉ1-x Ｏ3 のようなチタン
含有ペロブスカイト錯体は、キャパシタ中の誘電材料と
して使用され、ＰＬＺＴもオプトエレクトロニク材料と
して使用される。
ブスカイト（ＰＺＴ）は、特に不揮発性の強誘電性メモ
リに使用される。ランタンドープＰＺＴ（ＰＬＺＴ）お
よびＰｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）x Ｔｉ1-x Ｏ3 のようなチタン
含有ペロブスカイト錯体は、キャパシタ中の誘電材料と
して使用され、ＰＬＺＴもオプトエレクトロニク材料と
して使用される。
【０００４】既知の基板と組み合わせた場合に、数種の
ペロブスカイト複合材料は、集積化した受動構成部品を
具えるモジュールの組立てにとって、特別な重要性を有
している。このため、キャパシタ、抵抗およびコイルの
ような受動構成部品は、薄膜技術によって、酸化ケイ素
または酸化アルミニウムの基板上に、前記構成部品を堆
積させることにより、電子回路中に集積化される。この
ような複合材料の他の重要な用途は、強誘電性の不揮発
性メモリおよびランダムアクセス書込み読取りメモリ用
のキャパシタにより形成される。
ペロブスカイト複合材料は、集積化した受動構成部品を
具えるモジュールの組立てにとって、特別な重要性を有
している。このため、キャパシタ、抵抗およびコイルの
ような受動構成部品は、薄膜技術によって、酸化ケイ素
または酸化アルミニウムの基板上に、前記構成部品を堆
積させることにより、電子回路中に集積化される。この
ような複合材料の他の重要な用途は、強誘電性の不揮発
性メモリおよびランダムアクセス書込み読取りメモリ用
のキャパシタにより形成される。
【０００５】優れた特性（密度、結晶化度）を有するペ
ロブスカイトを得るには、前記ペロブスカイトを高温で
焼成する必要があるが、ミクロ電子工学の分野において
使用される基板の大部分は前記温度に耐えることができ
ず、従ってペロブスカイトと前記基板とを一緒に焼成す
るのは不可能である。
ロブスカイトを得るには、前記ペロブスカイトを高温で
焼成する必要があるが、ミクロ電子工学の分野において
使用される基板の大部分は前記温度に耐えることができ
ず、従ってペロブスカイトと前記基板とを一緒に焼成す
るのは不可能である。
【０００６】従って、基板に悪影響を与えない温度にお
いて焼成した場合でも適切な特性を示すペロブスカイト
含有複合材料を製造することが必要である。
いて焼成した場合でも適切な特性を示すペロブスカイト
含有複合材料を製造することが必要である。
【０００７】この点に関し、強誘電性ペロブスカイト材
料から薄膜を製造する方法が、例えば、米国特許第５，
１９８，２６９Ａ号明細書に開示されている。当該方法
は次の工程からなる： ａ．第１基板を設け、 ｂ．第１ゾル−ゲルペロブスカイト前駆材料のペロブス
カイト相への結晶化が第１基板に影響を与えず、熱処理
後に該材料が第２強誘電性ペロブスカイト薄膜材料に対
して同様な構造を有するような、第１ゾル−ゲルペロブ
スカイト前駆材料を選定し、 ｃ．この選定したゾル−ゲルペロブスカイト前駆材料の
第１層を堆積させ、 ｄ．前記第１層に熱処理を施して第１強誘電性ペロブス
カイト薄膜材料を形成させ、 ｅ．第２ゾル−ゲル−ペロブスカイト前駆材料のペロブ
スカイト相への結晶化が前記基板に影響を与えないよう
に、第２ゾル−ゲル−ペロブスカイト前駆材料を選定
し、 ｆ．この選定したゾル−ゲル−ペロブスカイト出発材料
の第２層を堆積させ、 ｇ．前記第２層に熱処理を施して第２強誘電性ペロブス
カイト薄膜材料を形成させ、前記第２ゾル−ゲル−ペロ
ブスカイト前駆材料の第２層が、該第２層を前記第１層
上に堆積させて熱処理した場合の方が、該第２層を前記
基板上に直接堆積させて熱処理した場合より、良好なペ
ロブスカイト結晶化度を有するようにする。
料から薄膜を製造する方法が、例えば、米国特許第５，
１９８，２６９Ａ号明細書に開示されている。当該方法
は次の工程からなる： ａ．第１基板を設け、 ｂ．第１ゾル−ゲルペロブスカイト前駆材料のペロブス
カイト相への結晶化が第１基板に影響を与えず、熱処理
後に該材料が第２強誘電性ペロブスカイト薄膜材料に対
して同様な構造を有するような、第１ゾル−ゲルペロブ
スカイト前駆材料を選定し、 ｃ．この選定したゾル−ゲルペロブスカイト前駆材料の
第１層を堆積させ、 ｄ．前記第１層に熱処理を施して第１強誘電性ペロブス
カイト薄膜材料を形成させ、 ｅ．第２ゾル−ゲル−ペロブスカイト前駆材料のペロブ
スカイト相への結晶化が前記基板に影響を与えないよう
に、第２ゾル−ゲル−ペロブスカイト前駆材料を選定
し、 ｆ．この選定したゾル−ゲル−ペロブスカイト出発材料
の第２層を堆積させ、 ｇ．前記第２層に熱処理を施して第２強誘電性ペロブス
カイト薄膜材料を形成させ、前記第２ゾル−ゲル−ペロ
ブスカイト前駆材料の第２層が、該第２層を前記第１層
上に堆積させて熱処理した場合の方が、該第２層を前記
基板上に直接堆積させて熱処理した場合より、良好なペ
ロブスカイト結晶化度を有するようにする。
【０００８】前記工程ｄのペロブスカイトとして第１ゾ
ル−ゲル−ペロブスカイト出発材料を選択して、チタン
酸鉛（ＰｂＴｉＯ3 ）又はチタン酸ストロンチウム（Ｓ
ｒＴｉＯ3 ）を形成する。
ル−ゲル−ペロブスカイト出発材料を選択して、チタン
酸鉛（ＰｂＴｉＯ3 ）又はチタン酸ストロンチウム（Ｓ
ｒＴｉＯ3 ）を形成する。
【０００９】この方法によって製造したペロブスカイト
含有複合材料は、第２ペロブスカイト層中で良好な結晶
化度を示す。しかし、この第２ペロブスカイト層は、該
層の特性に悪影響を及ぼす第２結晶相を含むことが多い
（米国特許第５，１９８，２６９Ａ号明細書、第１９
欄、第２〜５行）。
含有複合材料は、第２ペロブスカイト層中で良好な結晶
化度を示す。しかし、この第２ペロブスカイト層は、該
層の特性に悪影響を及ぼす第２結晶相を含むことが多い
（米国特許第５，１９８，２６９Ａ号明細書、第１９
欄、第２〜５行）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、基板と、第１チタン含有ペロブスカイト中間層と、
第２ペロブスカイト被覆層とを有し、良好な特性を示す
ペロブスカイト含有複合材料を提供することにある。
は、基板と、第１チタン含有ペロブスカイト中間層と、
第２ペロブスカイト被覆層とを有し、良好な特性を示す
ペロブスカイト含有複合材料を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明においては、前記
第１ペロブスカイトおよび前記第２ペロブスカイトが、
４成分またはこれより多い成分の置換ペロブスカイトで
あるペロブスカイト含有複合材料によって、上述の目的
を達成する。
第１ペロブスカイトおよび前記第２ペロブスカイトが、
４成分またはこれより多い成分の置換ペロブスカイトで
あるペロブスカイト含有複合材料によって、上述の目的
を達成する。
【００１２】上述の本発明の複合材料において、中間層
のチタン含有四成分ペロブスカイトは、被覆層中にペロ
ブスカイトを形成させるための核形成層（nucleating l
ayer) として働く。この核形成層と被覆層のペロブスカ
イトとは、類似した格子定数および結晶空間群を有して
いるので、前記核形成層は、焼結中に単相ペロブスカイ
トが被覆層中に形成することを可能にし、かつ焼結温度
を低下させることができる。
のチタン含有四成分ペロブスカイトは、被覆層中にペロ
ブスカイトを形成させるための核形成層（nucleating l
ayer) として働く。この核形成層と被覆層のペロブスカ
イトとは、類似した格子定数および結晶空間群を有して
いるので、前記核形成層は、焼結中に単相ペロブスカイ
トが被覆層中に形成することを可能にし、かつ焼結温度
を低下させることができる。
【００１３】乱す作用をする第２相、例えば、パイロク
ロアなど、またはアモルファス相は、被覆層には生じな
い。このような単相ペロブスカイト被膜を有する複合材
料は、例えば、強誘電性の不揮発性メモリにとって最適
な構造を有し、優れた特性を示す。それは前記複合材料
が極めて高いスイッチング分極を呈するからである。ま
た、前記複合材料はキャパシタの分野に使用するのに極
めて適当である。それは前記複合材料が極めて高い比誘
電率を有し、従って高い表面キャパシタンスを有してい
るからである。
ロアなど、またはアモルファス相は、被覆層には生じな
い。このような単相ペロブスカイト被膜を有する複合材
料は、例えば、強誘電性の不揮発性メモリにとって最適
な構造を有し、優れた特性を示す。それは前記複合材料
が極めて高いスイッチング分極を呈するからである。ま
た、前記複合材料はキャパシタの分野に使用するのに極
めて適当である。それは前記複合材料が極めて高い比誘
電率を有し、従って高い表面キャパシタンスを有してい
るからである。
【００１４】均一な単相被覆層を有する本発明の複合材
料の他の利点は、被覆層を既知のエッチング技術により
はっきりとした輪郭を有するように構成することができ
ることである。しかし、ペロブスカイト含有被覆層中に
第２相を有する複合材料は、これ等の方法で除去するの
が困難である残留物を形成する。
料の他の利点は、被覆層を既知のエッチング技術により
はっきりとした輪郭を有するように構成することができ
ることである。しかし、ペロブスカイト含有被覆層中に
第２相を有する複合材料は、これ等の方法で除去するの
が困難である残留物を形成する。
【００１５】本発明の範囲内において、第１ペロブスカ
イトおよび第２ペロブスカイトがチタンを含有し、かつ
第１ペロブスカイトのチタン含有量が第２ペロブスカイ
トのチタン含有量より大きいことが好ましい。核形成層
および被覆層の形成は、極めて良好な結晶質被覆層を達
成することを可能にする。
イトおよび第２ペロブスカイトがチタンを含有し、かつ
第１ペロブスカイトのチタン含有量が第２ペロブスカイ
トのチタン含有量より大きいことが好ましい。核形成層
および被覆層の形成は、極めて良好な結晶質被覆層を達
成することを可能にする。
【００１６】更に本発明の範囲内において、被覆層のペ
ロブスカイトは鉛を含有するのが好ましく、この理由は
被覆層の強誘電性により、このような複合材料が、特
に、多数のミクロ電子用途に使用するのに極めて適して
いるからである。
ロブスカイトは鉛を含有するのが好ましく、この理由は
被覆層の強誘電性により、このような複合材料が、特
に、多数のミクロ電子用途に使用するのに極めて適して
いるからである。
【００１７】また、若干の用途では、中間のペロブスカ
イトが鉛を含有していて、その格子対称性が被覆層のペ
ロブスカイトの格子対称性と一致しているのが好まし
い。
イトが鉛を含有していて、その格子対称性が被覆層のペ
ロブスカイトの格子対称性と一致しているのが好まし
い。
【００１８】被覆層のペロブスカイトがＰｂＺｒx Ｔｉ
1-x Ｏ3 （ただし０．５３≦ｘ＜１）である本発明の複
合材料は不揮発性の高誘電性メモリおよび圧電用途に使
用するのに特に適している。
1-x Ｏ3 （ただし０．５３≦ｘ＜１）である本発明の複
合材料は不揮発性の高誘電性メモリおよび圧電用途に使
用するのに特に適している。
【００１９】被覆層のペロブスカイトが（Ｐｂ1-1.5yＬ
ａy ）Ｚｒx Ｔｉ1-x Ｏ3 （ただし０．０１≦ｙ≦０．
１５，０．５３≦ｘ＜１）であるか、あるいはＰｂ（Ｍ
ｇ，Ｎｂ）x Ｔｉ1-x Ｏ3 （ただし０．６５≦ｘ≦０．
９）である本発明の複合材料は、集積化したキャパシタ
およびダイナミック、ランダムアクセス書込み読取りメ
モリの製造に用いるのに極めて適している。ペロブスカ
イト相はパイロクロアを含んでいないので、これ等のキ
ャパシタは高い比誘電率および高い表面キャパシタンス
を有する。
ａy ）Ｚｒx Ｔｉ1-x Ｏ3 （ただし０．０１≦ｙ≦０．
１５，０．５３≦ｘ＜１）であるか、あるいはＰｂ（Ｍ
ｇ，Ｎｂ）x Ｔｉ1-x Ｏ3 （ただし０．６５≦ｘ≦０．
９）である本発明の複合材料は、集積化したキャパシタ
およびダイナミック、ランダムアクセス書込み読取りメ
モリの製造に用いるのに極めて適している。ペロブスカ
イト相はパイロクロアを含んでいないので、これ等のキ
ャパシタは高い比誘電率および高い表面キャパシタンス
を有する。
【００２０】本発明の好適例においては、中間層のペロ
ブスカイトはＰｂＺｒx Ｔｉ1-x Ｏ 3 （ただし、０＜ｘ
≦０．３５）である。
ブスカイトはＰｂＺｒx Ｔｉ1-x Ｏ 3 （ただし、０＜ｘ
≦０．３５）である。
【００２１】このペロブスカイトを中間層として使用す
る場合には、被覆層におけるペロブスカイトの晶出は極
めて低い温度で始まる。
る場合には、被覆層におけるペロブスカイトの晶出は極
めて低い温度で始まる。
【００２２】本発明においては、基板はシリコン単結晶
の層から成るのが好ましい。複合材料における材料のこ
の組合せは高誘電性の不揮発性メモリ、ダイナミックラ
ンダムアクセス書込み読取りメモリおよび集積化したキ
ャパシタに特に適している。
の層から成るのが好ましい。複合材料における材料のこ
の組合せは高誘電性の不揮発性メモリ、ダイナミックラ
ンダムアクセス書込み読取りメモリおよび集積化したキ
ャパシタに特に適している。
【００２３】更に、本発明は、基板を、中間層としての
第１のチタン含有四成分またはこれより多い成分の置換
ペロブスカイトおよび被覆層としての第２の四成分また
はこれより多い成分の置換ペロブスカイトで被覆し、被
覆層を設ける前に、中間層の被膜を焼結することによ
る、本発明のペロブスカイト含有複合材料の製造方法に
関するものである。
第１のチタン含有四成分またはこれより多い成分の置換
ペロブスカイトおよび被覆層としての第２の四成分また
はこれより多い成分の置換ペロブスカイトで被覆し、被
覆層を設ける前に、中間層の被膜を焼結することによ
る、本発明のペロブスカイト含有複合材料の製造方法に
関するものである。
【００２４】更に、本発明は、本発明の複合材料を含む
電子部品を提供することを意図するものである。本発明
の複合材料は、単相ペロブスカイトが高度の分極を示す
ので、高誘電性の不揮発性メモリに使用するのに極めて
有利である。また、これ等の単相ペロブスカイトは集積
化したキャパシタ、アクチュエータ、センサおよびオプ
トエレクトロニック構成部品の特性を改善する。
電子部品を提供することを意図するものである。本発明
の複合材料は、単相ペロブスカイトが高度の分極を示す
ので、高誘電性の不揮発性メモリに使用するのに極めて
有利である。また、これ等の単相ペロブスカイトは集積
化したキャパシタ、アクチュエータ、センサおよびオプ
トエレクトロニック構成部品の特性を改善する。
【００２５】最後に、本発明は、本発明による集積化し
た電子構成部品を含む所謂「集積化した受動構成部品」
に関するものである。本発明の複合材料を含む電子部品
は、この電子部品を低い温度で焼結し、かつ輪郭がはっ
きりとするようにエッチングすることができるので、集
積化した受動構成部品を有するモジュールに使用するの
に極めて適している。
た電子構成部品を含む所謂「集積化した受動構成部品」
に関するものである。本発明の複合材料を含む電子部品
は、この電子部品を低い温度で焼結し、かつ輪郭がはっ
きりとするようにエッチングすることができるので、集
積化した受動構成部品を有するモジュールに使用するの
に極めて適している。
【００２６】
【実施例】本発明を実施例について一層詳細に説明す
る。本発明の複合材料は、例えば、粒子複合物、繊維複
合物、溶浸複合物、または特に、（ａ）層の形態の複合
物とすることができる。従って、基板は、粒子、ガラス
繊維のような繊維、多孔質物体または単結晶ケイ素ディ
スクのようなディスクから構成することができる。
る。本発明の複合材料は、例えば、粒子複合物、繊維複
合物、溶浸複合物、または特に、（ａ）層の形態の複合
物とすることができる。従って、基板は、粒子、ガラス
繊維のような繊維、多孔質物体または単結晶ケイ素ディ
スクのようなディスクから構成することができる。
【００２７】ミクロ電子工学において「基板」とは、一
般に単結晶ケイ素、酸化アルミニウムセラミック、サフ
ァイアまたはガリウムヒ素のような材料のディスクを意
味すると解される。また、光電子工学では、基板はガラ
スからなる場合がある。
般に単結晶ケイ素、酸化アルミニウムセラミック、サフ
ァイアまたはガリウムヒ素のような材料のディスクを意
味すると解される。また、光電子工学では、基板はガラ
スからなる場合がある。
【００２８】本発明の範囲内においては、「基板」には
複数の層からなる基板も含まれると解するべきである。
例えば、単結晶ケイ素基板にはＳｉＯ2 の保護層、チタ
ンの接着層または白金属金属の電極層が設けられている
場合がある。
複数の層からなる基板も含まれると解するべきである。
例えば、単結晶ケイ素基板にはＳｉＯ2 の保護層、チタ
ンの接着層または白金属金属の電極層が設けられている
場合がある。
【００２９】本発明によれば、このような基板に、先ず
チタンを含有する四成分またはこれより多い成分の置換
ペロブスカイトの中間層を、次いで四成分またはこれよ
り多い成分の置換ペロブスカイトの被覆層を設ける。
チタンを含有する四成分またはこれより多い成分の置換
ペロブスカイトの中間層を、次いで四成分またはこれよ
り多い成分の置換ペロブスカイトの被覆層を設ける。
【００３０】最も簡単なペロブスカイトは一般的組成Ａ
ＢＯ3 を有する三酸化物である。ペロブスカイト型構造
を有する種々の化合物は、Ａおよび／またはＢ陽イオン
を１種または２種以上の他の陽イオンで部分置換するこ
とができるので、当初の三成分ペロブスカイトＡＢＯ3
を一層多成分のペロブスカイト、例えば、四成分、五成
分、六成分、七成分等のペロブスカイトに変えることに
より、製造される。
ＢＯ3 を有する三酸化物である。ペロブスカイト型構造
を有する種々の化合物は、Ａおよび／またはＢ陽イオン
を１種または２種以上の他の陽イオンで部分置換するこ
とができるので、当初の三成分ペロブスカイトＡＢＯ3
を一層多成分のペロブスカイト、例えば、四成分、五成
分、六成分、七成分等のペロブスカイトに変えることに
より、製造される。
【００３１】置換について、ペロブスカイト型構造は極
めて適応性に富む。即ち、Ａ陽イオンの格子位置に同時
に２０種までの異なる陽イオンを有することができ、ま
たＢ陽イオンの格子位置に同時に４０種までの異なる陽
イオンを有することができる。多数の置換ペロブスカイ
トおよびその応用についての研究は、アール．エム．ハ
ゼン（Ｒ．Ｍ．Hazen)の「Perowskite」、スペクトルム
・デア・ヴィッセンシャフテン(Spektrum der Wissensc
haften) , １９８８年８月、第４２〜５０頁に示されて
いる。ペロブスカイト型材料のさらなる研究は、ヴェ
ー．バウムガルト（W. Baumgart)等編の「Process mine
ralogy of ceramic materials 」，シュットガルト（St
uttgart)：エンケ（Enke) （１９８４年）、第１１５頁
以降に示されている。
めて適応性に富む。即ち、Ａ陽イオンの格子位置に同時
に２０種までの異なる陽イオンを有することができ、ま
たＢ陽イオンの格子位置に同時に４０種までの異なる陽
イオンを有することができる。多数の置換ペロブスカイ
トおよびその応用についての研究は、アール．エム．ハ
ゼン（Ｒ．Ｍ．Hazen)の「Perowskite」、スペクトルム
・デア・ヴィッセンシャフテン(Spektrum der Wissensc
haften) , １９８８年８月、第４２〜５０頁に示されて
いる。ペロブスカイト型材料のさらなる研究は、ヴェ
ー．バウムガルト（W. Baumgart)等編の「Process mine
ralogy of ceramic materials 」，シュットガルト（St
uttgart)：エンケ（Enke) （１９８４年）、第１１５頁
以降に示されている。
【００３２】本発明によれば、四成分またはこれより多
い成分の置換ペロブスカイトを用いる。これらを選択し
たのは、ペロブスカイトの誘電性、強誘電性、圧電性、
パイロ電気性または複屈折特性からである。
い成分の置換ペロブスカイトを用いる。これらを選択し
たのは、ペロブスカイトの誘電性、強誘電性、圧電性、
パイロ電気性または複屈折特性からである。
【００３３】ＢａＴｉＯ3 を基礎とする置換ペロブスカ
イトの大部分は、例えば、フィルタ、キャパシタ、非線
形抵抗等として用いることができる。
イトの大部分は、例えば、フィルタ、キャパシタ、非線
形抵抗等として用いることができる。
【００３４】商業的に極めて重要な材料はＰＺＴ、即
ち、チタン酸ジルコニウム鉛Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 で
ある。これらの材料は、アクチュエータにおける圧電セ
ラミック材料として、または、例えば、メモリにおける
強誘電性材料として用いられる。ランタンドープＰＺＴ
（ＬＰＺＴ）は透明であり、線形または二次の電気光学
的効果を示す。この理由から、これらの材料は光電子工
学の目的にも用いられる。
ち、チタン酸ジルコニウム鉛Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 で
ある。これらの材料は、アクチュエータにおける圧電セ
ラミック材料として、または、例えば、メモリにおける
強誘電性材料として用いられる。ランタンドープＰＺＴ
（ＬＰＺＴ）は透明であり、線形または二次の電気光学
的効果を示す。この理由から、これらの材料は光電子工
学の目的にも用いられる。
【００３５】中間層および被覆層は乾式または湿式の化
学的堆積法により設けることができる。
学的堆積法により設けることができる。
【００３６】乾式堆積法には陽極スパッタリングがあ
り、この方法では必要エネルギーを無線周波数またはイ
オンビームにより供給する。さらに乾式堆積法には熱お
よび電子ビームによる蒸着法、有機金属化合物（metall
o-organic)ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）法およびレーザアブレ
ーション法がある。
り、この方法では必要エネルギーを無線周波数またはイ
オンビームにより供給する。さらに乾式堆積法には熱お
よび電子ビームによる蒸着法、有機金属化合物（metall
o-organic)ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）法およびレーザアブレ
ーション法がある。
【００３７】また、湿式化学的堆積法は、薄膜セラミッ
ク材料ならびに中間層および被覆層の化学組成、化学量
論、純度および均一性のような臨界的パラメータを、再
現性のある方法での制御できるようにする。この方法に
はゾル−ゲル法および有機金属化合物分解（metallo-or
ganic decomposition)（ＭＯＤ）法がある。「Ｊ．App
l. Phys. 」７２（４），１５６６頁（１９９２年）参
照。
ク材料ならびに中間層および被覆層の化学組成、化学量
論、純度および均一性のような臨界的パラメータを、再
現性のある方法での制御できるようにする。この方法に
はゾル−ゲル法および有機金属化合物分解（metallo-or
ganic decomposition)（ＭＯＤ）法がある。「Ｊ．App
l. Phys. 」７２（４），１５６６頁（１９９２年）参
照。
【００３８】これらの湿式化学的方法では化学的前駆化
合物として金属アルコラートが広く用いられる。重縮合
プロセスにおいて、ゾル−ゲル溶液を前記出発化合物か
ら生成する。ＭＯＤ法では分子量の一層大きい化合物、
例えば、オクタノエートまたデカノエートが用いられ、
これらの化合物は徐々に加水分解反応するが、特定条件
下では、層をバーンアウト（burn-out) 法で処理した場
合に加水分解が一層困難になる。
合物として金属アルコラートが広く用いられる。重縮合
プロセスにおいて、ゾル−ゲル溶液を前記出発化合物か
ら生成する。ＭＯＤ法では分子量の一層大きい化合物、
例えば、オクタノエートまたデカノエートが用いられ、
これらの化合物は徐々に加水分解反応するが、特定条件
下では、層をバーンアウト（burn-out) 法で処理した場
合に加水分解が一層困難になる。
【００３９】焼成処理中の鉛損失を補うため、またペロ
ブスカイトの結晶化を促進するために、出発化合物の混
合物に過剰量の鉛、好ましくは５〜２０重量％のＰｂを
含有させることができる。これらの溶液を、スピニング
法、浸漬法または吹き付け法のような通常の方法によ
り、基板に塗布する。すべての堆積工程で、約０．０５
μm 〜０．２μm の層が形成する。従って、より厚い被
覆層を形成するには、この処理を多数回繰返す必要があ
る。
ブスカイトの結晶化を促進するために、出発化合物の混
合物に過剰量の鉛、好ましくは５〜２０重量％のＰｂを
含有させることができる。これらの溶液を、スピニング
法、浸漬法または吹き付け法のような通常の方法によ
り、基板に塗布する。すべての堆積工程で、約０．０５
μm 〜０．２μm の層が形成する。従って、より厚い被
覆層を形成するには、この処理を多数回繰返す必要があ
る。
【００４０】最初、堆積した層はアルモファスであり、
ペロブスカイトを形成するには、ペロブスカイトの種類
に応じて６００℃〜８００℃の範囲の温度で加熱処理す
ることが必要である。しかし、他方、この温度での処理
は基板の性質にマイナス作用を及ぼすので、前記の温度
処理を可能最低温度で行なう必要がある。従って、炉温
度曲線を各用途に応じて最適化する必要がある。ペロブ
スカイトの形成はＸ線撮影法で検査される。
ペロブスカイトを形成するには、ペロブスカイトの種類
に応じて６００℃〜８００℃の範囲の温度で加熱処理す
ることが必要である。しかし、他方、この温度での処理
は基板の性質にマイナス作用を及ぼすので、前記の温度
処理を可能最低温度で行なう必要がある。従って、炉温
度曲線を各用途に応じて最適化する必要がある。ペロブ
スカイトの形成はＸ線撮影法で検査される。
【００４１】次いで、このようにして得た複合材料をさ
らに処理して、キャパシタ、特に集積化したキャパシタ
およびダイナミックランダムアクセス書込み読出しメモ
リ用キャパシタ、強誘電性の不揮発性メモリ、アクチュ
エータ、抵抗、圧電トランスデューサ、パイロ電気セン
サ、圧電センサまたはオプトエレクトリック構成部品の
ような電子部品を得ることができる。
らに処理して、キャパシタ、特に集積化したキャパシタ
およびダイナミックランダムアクセス書込み読出しメモ
リ用キャパシタ、強誘電性の不揮発性メモリ、アクチュ
エータ、抵抗、圧電トランスデューサ、パイロ電気セン
サ、圧電センサまたはオプトエレクトリック構成部品の
ような電子部品を得ることができる。
【００４２】本発明の複合材料の用途として極めて重要
な分野は集積化した部品により形成され、この分野では
本発明の複合材料を、強誘電性メモリキャパシタとし
て、あるいは半導体ＩＣ内に集積化したキャパシタとし
て、「集積化した受動構成部品」におけるキャパシタと
して、ダイナミックランダムアクセス書込み読出しメモ
リ用のキャパシタとして、集積化したエクチュエータ、
例えば、マイクロモータにおける集積化したアクチュエ
ータとして、集積化したパイロ電気センサもしくは圧電
センサおよび同様な構成部品として用いられる。
な分野は集積化した部品により形成され、この分野では
本発明の複合材料を、強誘電性メモリキャパシタとし
て、あるいは半導体ＩＣ内に集積化したキャパシタとし
て、「集積化した受動構成部品」におけるキャパシタと
して、ダイナミックランダムアクセス書込み読出しメモ
リ用のキャパシタとして、集積化したエクチュエータ、
例えば、マイクロモータにおける集積化したアクチュエ
ータとして、集積化したパイロ電気センサもしくは圧電
センサおよび同様な構成部品として用いられる。
【００４３】このために、本発明の複合材料をシリコン
またはガリウムヒ素の技術と部分的に統合する必要があ
る。集積化した部品は極めて広範囲のデザインで形成す
ることができる。一般に、このためには、従来の処理工
程のほかに、下側電極、上側電極および絶縁層を形成す
る多数のリソグラフィック工程が必要である。次いで、
これらの層を、例えば、アルゴンイオンッチングまたは
プラズマエッチングにより、所望の部品に構成する。
またはガリウムヒ素の技術と部分的に統合する必要があ
る。集積化した部品は極めて広範囲のデザインで形成す
ることができる。一般に、このためには、従来の処理工
程のほかに、下側電極、上側電極および絶縁層を形成す
る多数のリソグラフィック工程が必要である。次いで、
これらの層を、例えば、アルゴンイオンッチングまたは
プラズマエッチングにより、所望の部品に構成する。
【００４４】本発明の複合材料は単層ペロブスカイトか
ら成り、極僅少量の第２相をも含んでいないので、前記
複合材料を、エッチング残留物を残すことなく、所望の
部品に構成することができる。そのため、例えば、能動
部品を具える集積化した受動構成部品を、モジュール上
に極めて容易に装着することができる。
ら成り、極僅少量の第２相をも含んでいないので、前記
複合材料を、エッチング残留物を残すことなく、所望の
部品に構成することができる。そのため、例えば、能動
部品を具える集積化した受動構成部品を、モジュール上
に極めて容易に装着することができる。
【００４５】実施例１ 本発明の積層された複合材料を、先ず基板上に中間層を
設けることにより製造した。このために、中間層に用い
るペロブスカイトＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 を形成する
のに用いる出発化合物を含む溶液を製造した。この際、
１７．９７ｇの酢酸鉛三水和物（Ｐｂ５４．８重量％）
を６０ｇのメトキシエタノールおよび９．３４ｇのチタ
ンテトラ−ｎ−ブチレート（Ｔｉ１４．１重量％）に溶
解し、６．５７ｇのジルコニウムテトラ−ｎ−ブチレー
ト（Ｚｒ20.53 重量％) をこの溶液に加えた。このよう
にして生成した溶液は、過剰量の鉛を含んでいた。この
メトキシエタノール溶液を均一に混合した。２４時間後
に、この溶液を、０．２μm の孔の大きさを有するテフ
ロンフィルターに通した。この溶液を、（１００）単結
晶ケイ素ディスク、５００ｎｍのＳｉＯ2 、７ｎｍの厚
さを有するチタン層および７０ｎｍの厚さを有する白金
層から成る層状構造を有する基板に塗布した。基板は２
５００rpm でスピンコーティングした。このようにして
被覆した基板を拡散炉中で約４００℃／分の速度で加熱
し、６００℃で１時間保持し、その後約４００℃／分の
速度で冷却した。このようにして得られた中間層は約
０．１μm の層厚さを有していた。
設けることにより製造した。このために、中間層に用い
るペロブスカイトＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 を形成する
のに用いる出発化合物を含む溶液を製造した。この際、
１７．９７ｇの酢酸鉛三水和物（Ｐｂ５４．８重量％）
を６０ｇのメトキシエタノールおよび９．３４ｇのチタ
ンテトラ−ｎ−ブチレート（Ｔｉ１４．１重量％）に溶
解し、６．５７ｇのジルコニウムテトラ−ｎ−ブチレー
ト（Ｚｒ20.53 重量％) をこの溶液に加えた。このよう
にして生成した溶液は、過剰量の鉛を含んでいた。この
メトキシエタノール溶液を均一に混合した。２４時間後
に、この溶液を、０．２μm の孔の大きさを有するテフ
ロンフィルターに通した。この溶液を、（１００）単結
晶ケイ素ディスク、５００ｎｍのＳｉＯ2 、７ｎｍの厚
さを有するチタン層および７０ｎｍの厚さを有する白金
層から成る層状構造を有する基板に塗布した。基板は２
５００rpm でスピンコーティングした。このようにして
被覆した基板を拡散炉中で約４００℃／分の速度で加熱
し、６００℃で１時間保持し、その後約４００℃／分の
速度で冷却した。このようにして得られた中間層は約
０．１μm の層厚さを有していた。
【００４６】実施例２ ＰｂＺｒ0.53Ｔｉ0.47Ｏ3 の組成を有するペロブスカイ
トから成る単相ペロブスカイト層を、実施例１において
得た中間層を有する基板上に堆積させるために、出発化
合物の溶液を以下のようにして製造した：９．４１ｇの
酢酸鉛（Ｐｂ６３．９重量％）を１３ミリリットルのメ
トキシエタノールに溶解した。４．２２ｇのチタンテト
ラ−ｎ−プチレート（Ｔｉ１４．１重量％）および６．
５７ｇのジルコニウムテトラ−ｎ−ブチレート（Ｚｒ２
０．５３重量％）を３ミリリットルのメトキシエタノー
ルに溶解した。チタンおよびジルコニウムを含むこの溶
液をかきまぜながら酢酸鉛溶液に加えた。従って、溶液
は過剰量の鉛を含んでいた。さらに、０．７１ミリリッ
トルの蒸留水、０．３７ミリリットルの濃ＨＮＯ3およ
び２６．４ミリリットルのメトキシエタノールを含む加
水分解用溶液を製造した。この加水分解用溶液を鉛、チ
タンおよびジルコニウムを含む前記溶液に加えた。この
ようにして予備加水分解された溶液を、０．２μm の孔
の大きさを有するテフロンフィルターに通した。
トから成る単相ペロブスカイト層を、実施例１において
得た中間層を有する基板上に堆積させるために、出発化
合物の溶液を以下のようにして製造した：９．４１ｇの
酢酸鉛（Ｐｂ６３．９重量％）を１３ミリリットルのメ
トキシエタノールに溶解した。４．２２ｇのチタンテト
ラ−ｎ−プチレート（Ｔｉ１４．１重量％）および６．
５７ｇのジルコニウムテトラ−ｎ−ブチレート（Ｚｒ２
０．５３重量％）を３ミリリットルのメトキシエタノー
ルに溶解した。チタンおよびジルコニウムを含むこの溶
液をかきまぜながら酢酸鉛溶液に加えた。従って、溶液
は過剰量の鉛を含んでいた。さらに、０．７１ミリリッ
トルの蒸留水、０．３７ミリリットルの濃ＨＮＯ3およ
び２６．４ミリリットルのメトキシエタノールを含む加
水分解用溶液を製造した。この加水分解用溶液を鉛、チ
タンおよびジルコニウムを含む前記溶液に加えた。この
ようにして予備加水分解された溶液を、０．２μm の孔
の大きさを有するテフロンフィルターに通した。
【００４７】この溶液を、厚さ０．１μm のＰｂＺｒ
0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 中間層を有する基板上に塗布し、この
基板を実施例１に従って予後処理した。前記溶液を２５
００rpm でスピンコーティングすることにより予備処理
した基板の上に均一に分布させた。この被覆層を酸素雰
囲気中で６００℃で１時間焼成した。所望の被覆層厚さ
に応じて、この被覆工程を繰り返すことができる。最後
の被覆工程において、層を６００℃で１時間予備焼成処
理し、その後これを５℃／分の速度で６５０℃に加熱
し、６５０℃で１時間最終処理した。
0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 中間層を有する基板上に塗布し、この
基板を実施例１に従って予後処理した。前記溶液を２５
００rpm でスピンコーティングすることにより予備処理
した基板の上に均一に分布させた。この被覆層を酸素雰
囲気中で６００℃で１時間焼成した。所望の被覆層厚さ
に応じて、この被覆工程を繰り返すことができる。最後
の被覆工程において、層を６００℃で１時間予備焼成処
理し、その後これを５℃／分の速度で６５０℃に加熱
し、６５０℃で１時間最終処理した。
【００４８】実施例３ ５００ｎｍのＳｉＯ2 、１０ｎｍのＴｉおよび１４０ｎ
ｍのＰｔから成る層状構造を有するＳｉ（１００）基板
に、実施例１に記載したように中間層を設けた。単相Ｐ
ｂ（Ｍｇ0.33Ｎｂ0.67)0.65 Ｔｉ0.35Ｏ3 の被覆層をこ
の中間層の上にゾル−ゲル方法により堆積させた。被覆
溶液を得るために、１．８２２ｇのマグネシウムエトキ
シド（Ｍｇ２１．４６重量％）、１０．２４ｇのニオブ
エトキシド（Ｎｂ２９．６４重量％）および７．４６ｇ
のチタンイソプロポキシド（Ｔｉ１６．８６重量％）を
１０４ｇのエチレングリコールモノメチルエーテルに溶
解し、２４時間還流させた。さらに、５６．９３ｇの酢
酸鉛（Ｐｂ６３．８５重量％）を１８５ｇのエチレング
リコールモノメチルエーテルに溶解した。６１．１２ｇ
のＭｇ−Ｎｂ−Ｔｉ溶液を５６．２６ｇの酢酸鉛溶液に
加え、２０時間還流させた。次に、この溶液を、０．２
μm の孔の大きさを有するテフロンフィルターに通し、
濾液を２５００rpm でスピンコーティングすることによ
り、上述のようにして得た基板の上に塗布した。この被
膜を８００℃で１分間焼成した。塗布工程を６回繰り返
した。この方法により、単相Ｐｂ（Ｍｇ0.33Ｎｂ0.67)
0.65 Ｔｉ0.35Ｏ3 層を上述したタイプのＳｉ基板上に
形成することができた。
ｍのＰｔから成る層状構造を有するＳｉ（１００）基板
に、実施例１に記載したように中間層を設けた。単相Ｐ
ｂ（Ｍｇ0.33Ｎｂ0.67)0.65 Ｔｉ0.35Ｏ3 の被覆層をこ
の中間層の上にゾル−ゲル方法により堆積させた。被覆
溶液を得るために、１．８２２ｇのマグネシウムエトキ
シド（Ｍｇ２１．４６重量％）、１０．２４ｇのニオブ
エトキシド（Ｎｂ２９．６４重量％）および７．４６ｇ
のチタンイソプロポキシド（Ｔｉ１６．８６重量％）を
１０４ｇのエチレングリコールモノメチルエーテルに溶
解し、２４時間還流させた。さらに、５６．９３ｇの酢
酸鉛（Ｐｂ６３．８５重量％）を１８５ｇのエチレング
リコールモノメチルエーテルに溶解した。６１．１２ｇ
のＭｇ−Ｎｂ−Ｔｉ溶液を５６．２６ｇの酢酸鉛溶液に
加え、２０時間還流させた。次に、この溶液を、０．２
μm の孔の大きさを有するテフロンフィルターに通し、
濾液を２５００rpm でスピンコーティングすることによ
り、上述のようにして得た基板の上に塗布した。この被
膜を８００℃で１分間焼成した。塗布工程を６回繰り返
した。この方法により、単相Ｐｂ（Ｍｇ0.33Ｎｂ0.67)
0.65 Ｔｉ0.35Ｏ3 層を上述したタイプのＳｉ基板上に
形成することができた。
【００４９】実施例４ ５００ｎｍのＳｉＯ2 、１０ｎｍのＴｉおよび１４０ｎ
ｍのＰｔから成る層状構造を有するＳｉ（１００）基板
に、実施例１に記載したように中間層を設けた。単相Ｐ
ｂ0.82Ｌａ0.12Ｚｒ0.7 Ｔｉ0.3 Ｏ3 の被覆層をこの中
間層上にゾル−ゲル方法により堆積させた。被覆溶液を
得るために、７．１４ｇの酢酸鉛（Ｐｂ６３．８５重量
％）を３０ミリリットルのメトキシエタノールに溶解し
た。７．７１３ｇのジルコニウム−ｎ−プロポキシド
（Ｚｒ２０．６８重量％）を５ミリリットルのメトキシ
エタノールに溶解した。２．１３０ｇのチタンイソプロ
ポキシド（Ｔｉ１６．８５重量％）および１．２８ｇの
酢酸ランタン水和物（Ｌａ３２．３重量％）をこの溶液
に加えた。このＴｉ−Ｚｒ−Ｌａ溶液を前記Ｐｂ溶液と
混合し、次にメトキシエタノールで１：１の比率で希釈
した。過剰量の鉛を含むこの溶液を、０．２μm の孔の
大きさを有するテフロンフィルターを通した。濾液を２
５００rpm でスピンコーティングすることにより、上述
のようにして得た基板の上に均一に分布させた。この被
膜を、拡散炉内で酸素雰囲気中で約４００℃／分の速度
で７００℃に加熱し、７００℃の温度で４０分間保持
し、その後これを４００℃／分の速度で冷却した。所望
の層厚さに応じて、この被覆工程を繰り返すことができ
る。最後の被膜を塗布した後、被膜を最終処理した。最
終処理では、４００℃／分の速度で７００℃に加熱し、
この温度で４０分間保持し、その後これを５℃／分の速
度で７５０℃に加熱し、前記温度で１時間保持し、その
後これを炉内で冷却した。
ｍのＰｔから成る層状構造を有するＳｉ（１００）基板
に、実施例１に記載したように中間層を設けた。単相Ｐ
ｂ0.82Ｌａ0.12Ｚｒ0.7 Ｔｉ0.3 Ｏ3 の被覆層をこの中
間層上にゾル−ゲル方法により堆積させた。被覆溶液を
得るために、７．１４ｇの酢酸鉛（Ｐｂ６３．８５重量
％）を３０ミリリットルのメトキシエタノールに溶解し
た。７．７１３ｇのジルコニウム−ｎ−プロポキシド
（Ｚｒ２０．６８重量％）を５ミリリットルのメトキシ
エタノールに溶解した。２．１３０ｇのチタンイソプロ
ポキシド（Ｔｉ１６．８５重量％）および１．２８ｇの
酢酸ランタン水和物（Ｌａ３２．３重量％）をこの溶液
に加えた。このＴｉ−Ｚｒ−Ｌａ溶液を前記Ｐｂ溶液と
混合し、次にメトキシエタノールで１：１の比率で希釈
した。過剰量の鉛を含むこの溶液を、０．２μm の孔の
大きさを有するテフロンフィルターを通した。濾液を２
５００rpm でスピンコーティングすることにより、上述
のようにして得た基板の上に均一に分布させた。この被
膜を、拡散炉内で酸素雰囲気中で約４００℃／分の速度
で７００℃に加熱し、７００℃の温度で４０分間保持
し、その後これを４００℃／分の速度で冷却した。所望
の層厚さに応じて、この被覆工程を繰り返すことができ
る。最後の被膜を塗布した後、被膜を最終処理した。最
終処理では、４００℃／分の速度で７００℃に加熱し、
この温度で４０分間保持し、その後これを５℃／分の速
度で７５０℃に加熱し、前記温度で１時間保持し、その
後これを炉内で冷却した。
【００５０】実施例５ 組成ＰｂＺｒ0.48Ｔｉ0.52Ｏ3 のペロブスカイトから成
る単相ペロブスカイト層を、組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65
Ｏ3 の中間層を有する基板上に堆積させた。０．１μm
の厚さを有する組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層
を次の方法で製造した。実施例１に記載した溶液を、２
５００rpm でスピンコーティングすることにより堆積さ
せた。ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 を形成するため、被覆
した基板を拡散炉内で約３５０℃／分の速度で加熱し、
５５０℃で１時間保持し、次いで３５０℃／分の速度で
冷却した。組成ＰｂＺｒ0.48Ｔｉ0.52Ｏ3 のペロブスカ
イト層を堆積するために、この予備処理した基板に次の
方法で製造した溶液を塗布した：８．５６０ｇの酢酸鉛
（Ｐｂ６３．９重量％）を１３．１ミリリットルのメト
キシエタノールに溶解した。４．２０４ｇのチタンテト
ラ−ｎ−ブチレート（Ｔｉ１４．１重量％）および５．
０７６ｇのジルコニウム−テトラ−ｎ−ブチレート（Ｔ
ｉ２０．５３重量％）を３ミリリットルのメトキシエタ
ノールに溶解した。チタンおよびジルコニウムを含むこ
の溶液を酢酸鉛溶液と混合した。更に、０．６４ミリリ
ットルの蒸留水と０．３３ミリリットルの濃硝酸と、２
６．４ミリリットルのメトキシエタノールから成る加水
分解用溶液を調製した。この加水分解用溶液を鉛、チタ
ンおよびジルコニウムを含む溶液に添加した。このよう
にして予備加水分解した溶液を、０．２μm の細孔径を
有するテフロンフィルターに通した。次いで過剰の鉛を
含むこの溶液を上記予備処理した基板上に２５００rpm
でスピンコーティングすることにより均一に分布させ
た。この被覆層を５５０℃で１時間予備加熱した。被覆
層の所望厚さに応じて、この被覆処理を繰り返すことが
できる。最後の被覆処理において、被膜を６００℃で予
備加熱し、然る後に５℃／分の速度で６５０℃に加熱
し、この温度で５分間処理した。この複合材料はパイロ
電気用途に用いるのに極めて適していた。
る単相ペロブスカイト層を、組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65
Ｏ3 の中間層を有する基板上に堆積させた。０．１μm
の厚さを有する組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層
を次の方法で製造した。実施例１に記載した溶液を、２
５００rpm でスピンコーティングすることにより堆積さ
せた。ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 を形成するため、被覆
した基板を拡散炉内で約３５０℃／分の速度で加熱し、
５５０℃で１時間保持し、次いで３５０℃／分の速度で
冷却した。組成ＰｂＺｒ0.48Ｔｉ0.52Ｏ3 のペロブスカ
イト層を堆積するために、この予備処理した基板に次の
方法で製造した溶液を塗布した：８．５６０ｇの酢酸鉛
（Ｐｂ６３．９重量％）を１３．１ミリリットルのメト
キシエタノールに溶解した。４．２０４ｇのチタンテト
ラ−ｎ−ブチレート（Ｔｉ１４．１重量％）および５．
０７６ｇのジルコニウム−テトラ−ｎ−ブチレート（Ｔ
ｉ２０．５３重量％）を３ミリリットルのメトキシエタ
ノールに溶解した。チタンおよびジルコニウムを含むこ
の溶液を酢酸鉛溶液と混合した。更に、０．６４ミリリ
ットルの蒸留水と０．３３ミリリットルの濃硝酸と、２
６．４ミリリットルのメトキシエタノールから成る加水
分解用溶液を調製した。この加水分解用溶液を鉛、チタ
ンおよびジルコニウムを含む溶液に添加した。このよう
にして予備加水分解した溶液を、０．２μm の細孔径を
有するテフロンフィルターに通した。次いで過剰の鉛を
含むこの溶液を上記予備処理した基板上に２５００rpm
でスピンコーティングすることにより均一に分布させ
た。この被覆層を５５０℃で１時間予備加熱した。被覆
層の所望厚さに応じて、この被覆処理を繰り返すことが
できる。最後の被覆処理において、被膜を６００℃で予
備加熱し、然る後に５℃／分の速度で６５０℃に加熱
し、この温度で５分間処理した。この複合材料はパイロ
電気用途に用いるのに極めて適していた。
【００５１】実施例６ 組成Ｐｂ（Ｓｃ05Ｔa 0.5 ）Ｏ3 の単相ペロブスカイト
層を堆積させるために、再び溶液を調製した。単相ペロ
ブスカイト層を堆積させるために、この溶液を、実施例
１に従って組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層を有
する基板上に塗布した。この溶液は次に示すように製造
した。１０．００ｇの酢酸鉛（Ｐｂ６３．９重量％）を
１４ミリリットルのメトキシエタノールに溶解した。
４．５４８ｇのスカンジウム−２，４−ペンタンジオネ
ート（Ｓｃ１２．９５重量％）および５．３２６８ｇの
タンタル−ペンタ−エトキシド（Ｔａ４４．５重量％）
を３１ミリリットルのメトキシエタノールに溶解し、還
流処理しながら３時間反応させた。スカンジウムおよび
タンタルを含むこの溶液を酢酸鉛溶液にかきまぜながら
添加し、かきまぜながら１２時間反応させ、次いで０．
２μm の細孔径を有するテフロンフィルターに通した。
過剰の鉛を含むこの溶液を約０．１μm の厚さを有する
ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層を有する実施例１に
従って予備処理した基板上に塗布した。このため、この
溶液を予め処理した基板上に２５００rpm でスピンコー
ティングすることにより均一に分布させた。この被膜を
８５０℃で１分間焼結した。被覆層の所望厚さに応じ
て、この被覆処理は繰返すことができる。またこの複合
材料はパイロ電気用に特に好適に用いることができた。
層を堆積させるために、再び溶液を調製した。単相ペロ
ブスカイト層を堆積させるために、この溶液を、実施例
１に従って組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層を有
する基板上に塗布した。この溶液は次に示すように製造
した。１０．００ｇの酢酸鉛（Ｐｂ６３．９重量％）を
１４ミリリットルのメトキシエタノールに溶解した。
４．５４８ｇのスカンジウム−２，４−ペンタンジオネ
ート（Ｓｃ１２．９５重量％）および５．３２６８ｇの
タンタル−ペンタ−エトキシド（Ｔａ４４．５重量％）
を３１ミリリットルのメトキシエタノールに溶解し、還
流処理しながら３時間反応させた。スカンジウムおよび
タンタルを含むこの溶液を酢酸鉛溶液にかきまぜながら
添加し、かきまぜながら１２時間反応させ、次いで０．
２μm の細孔径を有するテフロンフィルターに通した。
過剰の鉛を含むこの溶液を約０．１μm の厚さを有する
ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層を有する実施例１に
従って予備処理した基板上に塗布した。このため、この
溶液を予め処理した基板上に２５００rpm でスピンコー
ティングすることにより均一に分布させた。この被膜を
８５０℃で１分間焼結した。被覆層の所望厚さに応じ
て、この被覆処理は繰返すことができる。またこの複合
材料はパイロ電気用に特に好適に用いることができた。
【００５２】実施例７ 組成Ｐｂ0.93Ｌａ0.05Ｚｒ0.053 Ｔｉ0.47Ｏ3 のペロブ
スカイトを含む単相ペロブスカイト層を、実施例１に従
って組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層を有する基
板上に堆積させるため、出発化合物の溶液を次の方法で
製造した。１０．００ｇの酢酸鉛（Ｐｂ６３．９重量
％）を３５ミリリットルのメトキシエタノールに溶解し
た。６．４８０ｇのジルコニウム−ｎ−プロポキシド
（Ｚｒ２０．６８重量％）を７ミリリットルのメトキシ
エタノールに溶解した。３．７０１ｇのチタン−テトラ
−ｎ−ブチレート（Ｔｉ１４．１重量％）と酢酸ランタ
ン水和物（Ｌａ３２．３重量％）をこのジルコニウム含
有溶液に添加した。チタン、ジルコニウムおよびランタ
ンを含むこの溶液を酢酸鉛と混合し、次いで１：１の比
でメトキシエタノールで希釈した。過剰の鉛を含むこの
溶液を０．２μm の細孔径を有するテフロンフィルタに
通した。濾液を２５００rpm でスピンコーティングする
ことにより、予備処理した基板上に均一に分布させた。
この被覆層を拡散炉内で酸素雰囲気中で３７０℃／分の
速度で６００℃に加熱し、この温度で１時間保持し、然
る後にこれを３７０℃／分の速度で冷却した。被覆層の
所要厚さに応じて、この被覆処理を繰返すことができ
る。最後の被覆処理で、被覆層を６００℃で１時間予備
加熱し、然る後これを５℃／分の速度で６５０℃に加熱
し、６５０℃で１時間処理した。この複合材料は圧電用
途に使用するのに極めて適していた。
スカイトを含む単相ペロブスカイト層を、実施例１に従
って組成ＰｂＺｒ0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 の中間層を有する基
板上に堆積させるため、出発化合物の溶液を次の方法で
製造した。１０．００ｇの酢酸鉛（Ｐｂ６３．９重量
％）を３５ミリリットルのメトキシエタノールに溶解し
た。６．４８０ｇのジルコニウム−ｎ−プロポキシド
（Ｚｒ２０．６８重量％）を７ミリリットルのメトキシ
エタノールに溶解した。３．７０１ｇのチタン−テトラ
−ｎ−ブチレート（Ｔｉ１４．１重量％）と酢酸ランタ
ン水和物（Ｌａ３２．３重量％）をこのジルコニウム含
有溶液に添加した。チタン、ジルコニウムおよびランタ
ンを含むこの溶液を酢酸鉛と混合し、次いで１：１の比
でメトキシエタノールで希釈した。過剰の鉛を含むこの
溶液を０．２μm の細孔径を有するテフロンフィルタに
通した。濾液を２５００rpm でスピンコーティングする
ことにより、予備処理した基板上に均一に分布させた。
この被覆層を拡散炉内で酸素雰囲気中で３７０℃／分の
速度で６００℃に加熱し、この温度で１時間保持し、然
る後にこれを３７０℃／分の速度で冷却した。被覆層の
所要厚さに応じて、この被覆処理を繰返すことができ
る。最後の被覆処理で、被覆層を６００℃で１時間予備
加熱し、然る後これを５℃／分の速度で６５０℃に加熱
し、６５０℃で１時間処理した。この複合材料は圧電用
途に使用するのに極めて適していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 3/12 ３０５ Ｈ０１Ｇ 4/12 ４１５ Ｈ０１Ｌ 27/108 21/8242 21/8247 29/788 29/792 41/08 Ｈ０１Ｌ 29/78 ３７１ 41/08 Ｚ (72)発明者 ハンス−ウォルガング ブランド ドイツ連邦共和国 52072 アーヘン シ ュロスパークシュトラーセ 43 (72)発明者 ポール ラルセン オランダ国 5666 アーエス ヘルドロッ プ メイドールン 16
Claims (15)
- 【請求項１】 基板と、第１チタン含有ペロブスカイト
中間層と、第２ペロブスカイト被覆層とを有するペロブ
スカイト含有複合材料において、 前記第１ペロブスカイトおよび前記第２ペロブスカイト
が四成分またはこれより多い成分の置換ペロブスカイト
であることを特徴とするペロブスカイト含有複合材料。 - 【請求項２】 前記第１ペロブスカイトおよび前記第２
ペロブスカイトがチタンを含有し、前記第１ペロブスカ
イトのチタン含有量が前記第２ペロブスカイトのチタン
含有量より大きいことを特徴とする請求項１記載の複合
材料。 - 【請求項３】 前記被覆層のペロブスカイトが鉛を含有
していることを特徴とする請求項１または２記載の複合
材料。 - 【請求項４】 前記中間層のペロブスカイトが鉛を含有
していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つ
の項に記載の複合材料。 - 【請求項５】 前記被覆層のペロブスカイトがＰｂＺｒ
x Ｔｉ1-x Ｏ3 （ただし、０．５３≦ｘ＜１）であるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つの項に記載
の複合材料。 - 【請求項６】 前記被覆層のペロブスカイトが（Ｐｂ
1-1.5yＬａy ) ＺｒxＴｉ1-x Ｏ3 （ただし、０．０１
≦ｙ≦０．１５，０．５３≦ｘ＜１）またはＰｂ（Ｍ
ｇ，Ｎｂ）x Ｔｉ1-x Ｏ3 （ただし、０．６５≦ｘ≦
０．９）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か一つの項に記載の複合材料。記載の複合材料。 - 【請求項７】 前記中間層のペロブスカイトがＰｂＺｒ
x Ｔｉ1-x Ｏ3 （ただし、０＜ｘ≦０．３５）であるこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つの項に記載
の複合材料。 - 【請求項８】 前記中間層のペロブスカイトがＰｂＺｒ
0.35Ｔｉ0.65Ｏ3 であることを特徴とする請求項１〜７
のいずれか一つの項に記載の複合材料。 - 【請求項９】 前記基板が単結晶ケイ素層を具えること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つの項に記載の
複合材料。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一つの項に記
載のペロブスカイト含有複合材料を製造するに当り、 基板に、第１の四成分またはこれより多い成分の置換チ
タン含有ペロブスカイトを中間層として設け、第２の四
成分またはこれより多い成分の置換ペロブスカイトを被
覆層として設け、前記被覆層を設ける前に前記中間層の
被膜を焼結することを特徴とするペロブスカイト含有複
合材料の製造方法。 - 【請求項１１】 前記被膜をゾル−ゲル法、改良ゾル−
ゲル法または有機金属化合物分解法によって設けること
を特徴とする請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 被覆溶液をスピンコーティングによっ
て設けることを特徴とする請求項１０または１１記載の
方法。 - 【請求項１３】 請求項１〜９のいずれか一つの項に記
載のペロブスカイト含有複合材料を有することを特徴と
する電子部品。 - 【請求項１４】 キャパシタ、特に集積化キャパシタ、
強誘電性の不揮発性メモリ、ダイナミックメモリ、ラン
ダムアクセス書込み読取りメモリ、アクチュエータ、非
線形抵抗、圧電トランスジューサ、パイロ電気サンサ、
圧電サンサまたはオプトエレクトロリック構成部品であ
ることを特徴とする請求項１３記載の電子部品。 - 【請求項１５】 請求項１３または１４記載の電子部品
を含む集積化した受動構成部品を具えていることを特徴
とするモジュール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4409697A DE4409697A1 (de) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | Perowskithaltiger Verbundwerkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung, elektronisches Bauelement und Modul |
| DE4409697:6 | 1994-03-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330426A true JPH07330426A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=6513414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7062933A Pending JPH07330426A (ja) | 1994-03-22 | 1995-03-22 | ペロブスカイト含有複合材料、その製造方法、電子部品およびモジュール |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6528863B1 (ja) |
| EP (1) | EP0676384B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07330426A (ja) |
| DE (2) | DE4409697A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010028129A (ja) * | 2009-10-26 | 2010-02-04 | Seiko Epson Corp | 複合酸化物積層体、複合酸化物積層体の製造方法、デバイス |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3081606B2 (ja) * | 1998-12-30 | 2000-08-28 | 三星電機株式会社 | シーディング層を利用した圧電／電歪厚膜の形成方法 |
| JP2000357826A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-12-26 | Seiko Epson Corp | 圧電体素子の製造方法、圧電体素子、インクジェット式記録ヘッドおよびプリンタ |
| US6403286B1 (en) | 1999-11-04 | 2002-06-11 | Corning Incorporated | High aspect ratio patterning of glass film |
| DE10035423C1 (de) * | 2000-07-20 | 2001-11-22 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauelement mit einer Schichtenfolge zum ineinander Umwandeln von akustischen oder thermischen Signalen und elektrischen Spannungsänderungen und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US6887716B2 (en) * | 2000-12-20 | 2005-05-03 | Fujitsu Limited | Process for producing high quality PZT films for ferroelectric memory integrated circuits |
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| US7601278B2 (en) | 2003-07-04 | 2009-10-13 | Nxp B.V. | Precursor solution, method of preparation thereof and use thereof |
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| TWI340473B (en) * | 2007-01-12 | 2011-04-11 | Winbond Electronics Corp | Nonvolatile memory and fabrication method thereof |
| JP2009170467A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドの製造方法及びアクチュエータ装置の製造方法 |
| US10032853B2 (en) | 2014-09-17 | 2018-07-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Microstructural architecture to enable strain relieved non-linear complex oxide thin films |
| US9506153B2 (en) * | 2014-09-17 | 2016-11-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Integrated composite perovskite oxide heterostructure |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198269A (en) * | 1989-04-24 | 1993-03-30 | Battelle Memorial Institute | Process for making sol-gel deposited ferroelectric thin films insensitive to their substrates |
| US5504330A (en) * | 1994-11-22 | 1996-04-02 | Texas Instruments Incorporated | Lead substitured perovskites for thin-film pyroelectric devices |
-
1994
- 1994-03-22 DE DE4409697A patent/DE4409697A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-03-17 EP EP95200648A patent/EP0676384B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-17 DE DE59506294T patent/DE59506294D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-22 JP JP7062933A patent/JPH07330426A/ja active Pending
- 1995-03-22 US US08/408,753 patent/US6528863B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2010028129A (ja) * | 2009-10-26 | 2010-02-04 | Seiko Epson Corp | 複合酸化物積層体、複合酸化物積層体の製造方法、デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6528863B1 (en) | 2003-03-04 |
| EP0676384B1 (de) | 1999-06-30 |
| EP0676384A2 (de) | 1995-10-11 |
| DE4409697A1 (de) | 1995-09-28 |
| DE59506294D1 (de) | 1999-08-05 |
| EP0676384A3 (de) | 1996-05-08 |
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