JPH08245263A - 酸化物薄膜およびその作製方法 - Google Patents
酸化物薄膜およびその作製方法Info
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- JPH08245263A JPH08245263A JP7290732A JP29073295A JPH08245263A JP H08245263 A JPH08245263 A JP H08245263A JP 7290732 A JP7290732 A JP 7290732A JP 29073295 A JP29073295 A JP 29073295A JP H08245263 A JPH08245263 A JP H08245263A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
- C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
- C23C18/1216—Metal oxides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機金属化合物を用いて基板上に形成され
た、薄膜キャパシター、圧電体、焦電体等に利用可能
な、均一で化学的量論性に優れ、リーク電流の小さい酸
化物薄膜及びその安定した作製方法を提供する。 【解決手段】 一般式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは IＡ族、
IIＡ族、III Ａ族、IVＢ族及びＶＢ族から選択される元
素、ＢはIVＡ族およびＶＡ族から選択される元素）で示
される酸化物薄膜であって、該薄膜がアモルファス相又
は超微粒子相中に結晶粒子が分散した構造を有する。ま
た、その作製方法は、元素Ａの金属アルコキシド化合物
及び元素Ｂの金属アルコキシド化合物の有機溶媒溶液
(1) と該溶液に水、又は水及び触媒を加えた溶液(2) と
を、溶液(1) 中の金属アルコキシド化合物濃度と溶液
(2) 中の金属アルコキシド化合物濃度が、モル比で１：
０．０１〜１：１００となるように混合した溶液を、基
板上に塗布して得られた薄膜を熱処理する。
た、薄膜キャパシター、圧電体、焦電体等に利用可能
な、均一で化学的量論性に優れ、リーク電流の小さい酸
化物薄膜及びその安定した作製方法を提供する。 【解決手段】 一般式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは IＡ族、
IIＡ族、III Ａ族、IVＢ族及びＶＢ族から選択される元
素、ＢはIVＡ族およびＶＡ族から選択される元素）で示
される酸化物薄膜であって、該薄膜がアモルファス相又
は超微粒子相中に結晶粒子が分散した構造を有する。ま
た、その作製方法は、元素Ａの金属アルコキシド化合物
及び元素Ｂの金属アルコキシド化合物の有機溶媒溶液
(1) と該溶液に水、又は水及び触媒を加えた溶液(2) と
を、溶液(1) 中の金属アルコキシド化合物濃度と溶液
(2) 中の金属アルコキシド化合物濃度が、モル比で１：
０．０１〜１：１００となるように混合した溶液を、基
板上に塗布して得られた薄膜を熱処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機金属化合物を用い
て基板上に形成された、薄膜コンデンサーおよびキャパ
シター、圧電体、焦電体等に利用可能な酸化物薄膜およ
びその作製方法に関する。
て基板上に形成された、薄膜コンデンサーおよびキャパ
シター、圧電体、焦電体等に利用可能な酸化物薄膜およ
びその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化物薄膜の作製方法としては、
スパッタリング法や真空蒸着法等のドライプロセスによ
る成膜またはゾルゲル法等のウエットプロセスによる成
膜が行われている。しかし、ドライプロセスによって成
膜を行う場合には、その方法に使用する装置が非常に高
価なものである上に、元素ごとにその蒸気圧が異なるた
め、化学量論性に優れた薄膜を安定して製造することが
できない、結晶性が悪化する、生産性が低くコストが高
いなどの欠点があり、ドライプロセス法は、実用化には
程遠い状態にある。
スパッタリング法や真空蒸着法等のドライプロセスによ
る成膜またはゾルゲル法等のウエットプロセスによる成
膜が行われている。しかし、ドライプロセスによって成
膜を行う場合には、その方法に使用する装置が非常に高
価なものである上に、元素ごとにその蒸気圧が異なるた
め、化学量論性に優れた薄膜を安定して製造することが
できない、結晶性が悪化する、生産性が低くコストが高
いなどの欠点があり、ドライプロセス法は、実用化には
程遠い状態にある。
【０００３】一方、有機金属化合物を用いたゾルゲル法
は、精密な化学組成の制御、分子レベルでの均一性、プ
ロセスの低温化、大面積化および低設備コスト等の面で
利点があることから、各方面で研究が行われている。一
般に、ゾルゲル法は、加水分解反応・脱水縮合反応によ
り酸化物薄膜を合成する方法であるため、前駆体に水を
加えて加水分解した溶液を基板上に塗布し、その後熱処
理が行われている。
は、精密な化学組成の制御、分子レベルでの均一性、プ
ロセスの低温化、大面積化および低設備コスト等の面で
利点があることから、各方面で研究が行われている。一
般に、ゾルゲル法は、加水分解反応・脱水縮合反応によ
り酸化物薄膜を合成する方法であるため、前駆体に水を
加えて加水分解した溶液を基板上に塗布し、その後熱処
理が行われている。
【０００４】例えば、特開平４−１９９１１号公報に
は、鉛、ランタン、チタン、ジルコニウムの有機金属化
合物を有機溶媒に溶解した後、安定化剤および所定量の
水を加えた溶液を用いて、チタン酸鉛（ＰＴ）、チタン
酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、第３成分添加ＰＺＴ、ラン
タン添加チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）の強誘電体
薄膜を形成する方法が提案されている。しかしながら、
この公報に例示されているプロセスでは、金属原子１モ
ル当たり０．１〜１．５モルの水による加水分解を行う
ために、作製した薄膜は粒子の成長がみられ、リーク電
流が増大するという問題がある。
は、鉛、ランタン、チタン、ジルコニウムの有機金属化
合物を有機溶媒に溶解した後、安定化剤および所定量の
水を加えた溶液を用いて、チタン酸鉛（ＰＴ）、チタン
酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、第３成分添加ＰＺＴ、ラン
タン添加チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）の強誘電体
薄膜を形成する方法が提案されている。しかしながら、
この公報に例示されているプロセスでは、金属原子１モ
ル当たり０．１〜１．５モルの水による加水分解を行う
ために、作製した薄膜は粒子の成長がみられ、リーク電
流が増大するという問題がある。
【０００５】また、特公昭６２−２７４８２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を終了させた後、電気
炉中で強制的に水蒸気を送入しながら、５５０〜８００
℃の温度で焼成する酸化物薄膜の作製方法が提案されて
いる。しかしながら、この公報に例示されているプロセ
スでは、塗布前に加水分解を行わないものの、塗布後に
電気炉中において強制的に水蒸気を送入するために、作
製した薄膜はリーク電流が増大するという問題がある。
このように、上記の方法により作製された多結晶酸化物
薄膜は、その製造条件によっては粒径が約数ミクロンの
結晶粒からなり、その薄膜の断面を透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）によって観察したところ、図１に見られるよ
うに、その内部および表面に微細な粒界空隙が存在して
いた。そのため、これらのピンホールや粒界を介する電
気伝導により、リーク電流が増大するものと考えられ
る。
は、有機金属化合物を含有する溶液をガラス基板上に塗
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を終了させた後、電気
炉中で強制的に水蒸気を送入しながら、５５０〜８００
℃の温度で焼成する酸化物薄膜の作製方法が提案されて
いる。しかしながら、この公報に例示されているプロセ
スでは、塗布前に加水分解を行わないものの、塗布後に
電気炉中において強制的に水蒸気を送入するために、作
製した薄膜はリーク電流が増大するという問題がある。
このように、上記の方法により作製された多結晶酸化物
薄膜は、その製造条件によっては粒径が約数ミクロンの
結晶粒からなり、その薄膜の断面を透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）によって観察したところ、図１に見られるよ
うに、その内部および表面に微細な粒界空隙が存在して
いた。そのため、これらのピンホールや粒界を介する電
気伝導により、リーク電流が増大するものと考えられ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来提案されている上
記した酸化物の多くは、強誘電体薄膜として利用するこ
とができるものであり、その強誘電体薄膜は、強誘電体
のもつ強誘電性、圧電性、焦電性、電気光学効果等の多
くの優れた性質を有することから、エレクトロニクスの
多くの分野で用いられており、また近年では、ＤＲＡＭ
（Dynamic RAM ）のメモリセルへの適用が集積化の急速
な展開とともに注目されており、その作製方法の改善が
求められている。
記した酸化物の多くは、強誘電体薄膜として利用するこ
とができるものであり、その強誘電体薄膜は、強誘電体
のもつ強誘電性、圧電性、焦電性、電気光学効果等の多
くの優れた性質を有することから、エレクトロニクスの
多くの分野で用いられており、また近年では、ＤＲＡＭ
（Dynamic RAM ）のメモリセルへの適用が集積化の急速
な展開とともに注目されており、その作製方法の改善が
求められている。
【０００７】本発明は、従来の技術における上記のよう
な実情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明
の目的は、有機金属化合物を用いて基板上に薄膜キャパ
シター、圧電体、焦電体等に利用可能な、均一で化学的
量論性に優れ、リーク電流の小さい酸化物薄膜およびそ
の安定した作製方法を提供することにある。
な実情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明
の目的は、有機金属化合物を用いて基板上に薄膜キャパ
シター、圧電体、焦電体等に利用可能な、均一で化学的
量論性に優れ、リーク電流の小さい酸化物薄膜およびそ
の安定した作製方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
を重ねた結果、酸化物薄膜がアモルファス相または超微
粒子相と結晶粒子との混在した構造を有していることに
より、誘電特性に優れ、リーク電流の小さな酸化物薄膜
となることを見出した。また、金属アルコキシド化合物
の有機溶媒溶液と、該有機溶媒溶液に水を加えた溶液と
の混合溶液を基板上に塗布し、その後熱処理することに
より、上記の構造を有する酸化物薄膜を作製できること
を見出し、本発明を完成するに至った。
を重ねた結果、酸化物薄膜がアモルファス相または超微
粒子相と結晶粒子との混在した構造を有していることに
より、誘電特性に優れ、リーク電流の小さな酸化物薄膜
となることを見出した。また、金属アルコキシド化合物
の有機溶媒溶液と、該有機溶媒溶液に水を加えた溶液と
の混合溶液を基板上に塗布し、その後熱処理することに
より、上記の構造を有する酸化物薄膜を作製できること
を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】すなわち、本発明の酸化物薄膜は、一般
式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表 IＡ族、IIＡ族、II
I Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選択される元素、Ｂは
周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選択される元素）で示
される酸化物薄膜であって、該酸化物薄膜が、アモルフ
ァス相中または超微粒子相中に粒子径が５０〜５００ｎ
ｍの結晶粒子が分散された構造を有していること、すな
わち、酸化物薄膜中の結晶粒子間がアモルファス相で満
たされた構造であるか、または、酸化物薄膜中の結晶粒
子間が超微粒子相で満たされた構造を有していることを
特徴とする。
式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表 IＡ族、IIＡ族、II
I Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選択される元素、Ｂは
周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選択される元素）で示
される酸化物薄膜であって、該酸化物薄膜が、アモルフ
ァス相中または超微粒子相中に粒子径が５０〜５００ｎ
ｍの結晶粒子が分散された構造を有していること、すな
わち、酸化物薄膜中の結晶粒子間がアモルファス相で満
たされた構造であるか、または、酸化物薄膜中の結晶粒
子間が超微粒子相で満たされた構造を有していることを
特徴とする。
【００１０】また、本発明の酸化物薄膜の作製方法は、
一般式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表 IＡ族、IIＡ
族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選択される元
素、Ｂは周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選択される元
素）で示される酸化物薄膜の作製方法であって、元素Ａ
の金属アルコキシド化合物および元素Ｂの金属アルコキ
シド化合物の有機溶媒溶液(1) と該有機溶媒溶液に水、
または水および触媒を加えた溶液(2) とを、溶液(1) 中
の金属アルコキシド化合物の濃度と溶液(2) 中の金属ア
ルコキシド化合物の濃度が、モル比で１：０．０１ない
し１：１００の範囲となるように混合した混合溶液を、
基板上に塗布することにより薄膜を形成させ、次いで熱
処理することを特徴とする。なお、本発明においては、
超微粒子とは粒子径が５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎ
ｍ以下のＡＢＯ3 で示される酸化物粒子をいう。
一般式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表 IＡ族、IIＡ
族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選択される元
素、Ｂは周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選択される元
素）で示される酸化物薄膜の作製方法であって、元素Ａ
の金属アルコキシド化合物および元素Ｂの金属アルコキ
シド化合物の有機溶媒溶液(1) と該有機溶媒溶液に水、
または水および触媒を加えた溶液(2) とを、溶液(1) 中
の金属アルコキシド化合物の濃度と溶液(2) 中の金属ア
ルコキシド化合物の濃度が、モル比で１：０．０１ない
し１：１００の範囲となるように混合した混合溶液を、
基板上に塗布することにより薄膜を形成させ、次いで熱
処理することを特徴とする。なお、本発明においては、
超微粒子とは粒子径が５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎ
ｍ以下のＡＢＯ3 で示される酸化物粒子をいう。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明においては、一般式：ＡＢＯ
3 で示される酸化物中、Ａは、周期律表のIＡ族、IIＡ
族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族に属する元素から選
択されるが、具体的にはＢａおよび／またはＳｒがあげ
られ、また、Ｂは、周期律表のIVＡ族およびＶＡ族に属
する元素から選択されるが、具体的にはＴｉがあげられ
る。元素ＡがＢａおよび／またはＳｒであり、かつ元素
ＢがＴｉである場合が特に有効である。
て詳細に説明する。本発明においては、一般式：ＡＢＯ
3 で示される酸化物中、Ａは、周期律表のIＡ族、IIＡ
族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族に属する元素から選
択されるが、具体的にはＢａおよび／またはＳｒがあげ
られ、また、Ｂは、周期律表のIVＡ族およびＶＡ族に属
する元素から選択されるが、具体的にはＴｉがあげられ
る。元素ＡがＢａおよび／またはＳｒであり、かつ元素
ＢがＴｉである場合が特に有効である。
【００１２】また、元素Ａの金属アルコキシド化合物お
よび元素Ｂの金属アルコキシド化合物の有機溶媒溶液
(1) としては、元素Ａの金属アルコキシド化合物および
元素Ｂの金属アルコキシド化合物が有機溶媒に溶解され
ていれば如何なるものでも使用できるが、元素Ａおよび
元素Ｂを含む複合金属アルコキシド化合物として有機溶
媒に溶解されていることが好ましい。
よび元素Ｂの金属アルコキシド化合物の有機溶媒溶液
(1) としては、元素Ａの金属アルコキシド化合物および
元素Ｂの金属アルコキシド化合物が有機溶媒に溶解され
ていれば如何なるものでも使用できるが、元素Ａおよび
元素Ｂを含む複合金属アルコキシド化合物として有機溶
媒に溶解されていることが好ましい。
【００１３】また、複合金属アルコキシド化合物の有機
配位子としては、式：Ｒ1 Ｏ−またはＲ2 ＯＲ3 Ｏ−
（式中、Ｒ1 およびＲ2 は脂肪族炭化水素基を表わし、
Ｒ3 は、エーテル結合を有してもよい２価の脂肪族炭化
水素基を表わす。）より選ばれることが好ましい。特
に、Ｒ2 ＯＲ3 Ｏ−において、Ｒ2 が炭素数１〜４の脂
肪族炭化水素基を表わし、Ｒ3 が炭素数２〜４の脂肪族
炭化水素基を表わすものは、緻密な膜を形成できる点で
好ましい。有機配位子の具体例としては、Ｒ1 Ｏ−とし
て、Ｃ2 Ｈ5 Ｏ−、Ｃ3 Ｈ7 ０−、Ｃ4 Ｈ9 Ｏ−等があ
げられ、また、Ｒ2ＯＲ3 Ｏ−としては、ＣＨ3 ＯＣ2
Ｈ4 Ｏ−、Ｃ2 Ｈ5 ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ−、Ｃ3 Ｈ7 ＯＣ2 Ｈ
4 Ｏ−、Ｃ4 Ｈ9 ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ−、Ｃ2 Ｈ5 ＯＣ2 Ｈ4
ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ−等があげられる。
配位子としては、式：Ｒ1 Ｏ−またはＲ2 ＯＲ3 Ｏ−
（式中、Ｒ1 およびＲ2 は脂肪族炭化水素基を表わし、
Ｒ3 は、エーテル結合を有してもよい２価の脂肪族炭化
水素基を表わす。）より選ばれることが好ましい。特
に、Ｒ2 ＯＲ3 Ｏ−において、Ｒ2 が炭素数１〜４の脂
肪族炭化水素基を表わし、Ｒ3 が炭素数２〜４の脂肪族
炭化水素基を表わすものは、緻密な膜を形成できる点で
好ましい。有機配位子の具体例としては、Ｒ1 Ｏ−とし
て、Ｃ2 Ｈ5 Ｏ−、Ｃ3 Ｈ7 ０−、Ｃ4 Ｈ9 Ｏ−等があ
げられ、また、Ｒ2ＯＲ3 Ｏ−としては、ＣＨ3 ＯＣ2
Ｈ4 Ｏ−、Ｃ2 Ｈ5 ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ−、Ｃ3 Ｈ7 ＯＣ2 Ｈ
4 Ｏ−、Ｃ4 Ｈ9 ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ−、Ｃ2 Ｈ5 ＯＣ2 Ｈ4
ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ−等があげられる。
【００１４】本発明の複合金属アルコキシド化合物は、
元素Ａを含む金属アルコキシド化合物および元素Ｂを含
む金属アルコキシド化合物を所定の組成にて、式：Ｒ1
ＯＨまたはＲ2 ＯＲ3 ＯＨ（式中、Ｒ1 およびＲ2 は脂
肪族炭化水素基を表し、Ｒ3は、エーテル結合を有して
もよい２価の脂肪族炭化水素基を表わす。）で示される
有機溶媒中で、蒸留、還流、または蒸留および還流を行
うことによって合成することができる。
元素Ａを含む金属アルコキシド化合物および元素Ｂを含
む金属アルコキシド化合物を所定の組成にて、式：Ｒ1
ＯＨまたはＲ2 ＯＲ3 ＯＨ（式中、Ｒ1 およびＲ2 は脂
肪族炭化水素基を表し、Ｒ3は、エーテル結合を有して
もよい２価の脂肪族炭化水素基を表わす。）で示される
有機溶媒中で、蒸留、還流、または蒸留および還流を行
うことによって合成することができる。
【００１５】上記式で示される有機溶媒において、Ｒ1
およびＲ2 の脂肪族炭化水素基としては、炭素数１〜４
のアルキル基が好ましく、Ｒ3 は、炭素数２〜４のアル
キレン基、炭素数２〜４のアルキレン基がエーテル結合
によって結合している全炭素数４〜８の２価の基が好ま
しい。有機溶媒の具体例としては、例えば、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコ
ール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル等のエチレングリコールのモノアルキルエー
テル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレング
リコールモノプロピルエーテル等のジエチレングリコー
ルのモノアルキルエーテル類、１，２−プロピレングリ
コールモノメチルエーテル等の１，２−プロピレングリ
コールモノアルキルエーテル類、１，３−プロピレング
リコールモノメチルエーテル、１，３−プロピレングリ
コールモノエチルエーテル、１，３−プロピレングリコ
ールモノプロピルエーテル等の１，３−プロピレングリ
コールのモノアルキルエーテル類等があげられるが、こ
れらに限定されるものではない。また、これらの有機溶
媒は単独で用いてもよいし、または２種以上を併用して
もよい。
およびＲ2 の脂肪族炭化水素基としては、炭素数１〜４
のアルキル基が好ましく、Ｒ3 は、炭素数２〜４のアル
キレン基、炭素数２〜４のアルキレン基がエーテル結合
によって結合している全炭素数４〜８の２価の基が好ま
しい。有機溶媒の具体例としては、例えば、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコ
ール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル等のエチレングリコールのモノアルキルエー
テル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレング
リコールモノプロピルエーテル等のジエチレングリコー
ルのモノアルキルエーテル類、１，２−プロピレングリ
コールモノメチルエーテル等の１，２−プロピレングリ
コールモノアルキルエーテル類、１，３−プロピレング
リコールモノメチルエーテル、１，３−プロピレングリ
コールモノエチルエーテル、１，３−プロピレングリコ
ールモノプロピルエーテル等の１，３−プロピレングリ
コールのモノアルキルエーテル類等があげられるが、こ
れらに限定されるものではない。また、これらの有機溶
媒は単独で用いてもよいし、または２種以上を併用して
もよい。
【００１６】上記の方法で合成される複合金属アルコキ
シド化合物の溶液は、有機溶媒に溶解した状態で得られ
るが、さらに有機溶媒を添加してもよい。また、使用す
る金属アルコキシド化合物と有機溶媒との種類によっ
て、形成される複合金属アルコキシド化合物の有機配位
子である式：Ｒ1 Ｏ−またはＲ2 ＯＲ3 Ｏ−の基と、複
合金属アルコキシドを溶解する有機溶媒におけるＲ1 Ｏ
−またはＲ2 ＯＲ3 Ｏ−の基とが、同一のものになる場
合、およびエステル交換反応の結果、異なるものになる
場合が生じるが、いずれの場合であってもよい。ただ
し、有機配位子のＲ3 の炭素数が４以上の場合には、有
機溶媒のＲ3 は、有機配位子のものとは異なる方が塗布
上好ましい。また、複合金属アルコキシド化合物の有機
溶媒溶液中の濃度は、０．０１〜１０Ｍであり、好まし
くは０．０５〜２．０Ｍである。
シド化合物の溶液は、有機溶媒に溶解した状態で得られ
るが、さらに有機溶媒を添加してもよい。また、使用す
る金属アルコキシド化合物と有機溶媒との種類によっ
て、形成される複合金属アルコキシド化合物の有機配位
子である式：Ｒ1 Ｏ−またはＲ2 ＯＲ3 Ｏ−の基と、複
合金属アルコキシドを溶解する有機溶媒におけるＲ1 Ｏ
−またはＲ2 ＯＲ3 Ｏ−の基とが、同一のものになる場
合、およびエステル交換反応の結果、異なるものになる
場合が生じるが、いずれの場合であってもよい。ただ
し、有機配位子のＲ3 の炭素数が４以上の場合には、有
機溶媒のＲ3 は、有機配位子のものとは異なる方が塗布
上好ましい。また、複合金属アルコキシド化合物の有機
溶媒溶液中の濃度は、０．０１〜１０Ｍであり、好まし
くは０．０５〜２．０Ｍである。
【００１７】次に、上記のようにして得られた有機溶媒
溶液(1) の一部に、水、または水および触媒を添加する
ことにより、溶液(2) を作製することができる。この溶
液(2) は、０〜１５０℃の温度で反応させることによ
り、有機溶媒溶液中の金属アルコキシド化合物が、加水
分解、または部分的に加水分解された溶液となる。この
場合、添加する水の量は、金属アルコキシド化合物１モ
ルに対して、０．１〜４モル、好ましくは０．５〜３モ
ルであり、また、触媒の量は、金属アルコキシド化合物
１モルに対して、０．０１〜１．０モル、好ましくは
０．１５〜０．５モルである。水および／または触媒の
添加量が、上記の範囲よりも少ない場合には、加水分解
反応が進みにくいし、また、多すぎる場合には、加水分
解反応が急激に進行することにより、析出物が生成した
り、溶液がゲル化して均質な溶液を作製することはでき
ない。上記触媒としては、アンモニア、硝酸、塩酸また
は酢酸が用いられる。
溶液(1) の一部に、水、または水および触媒を添加する
ことにより、溶液(2) を作製することができる。この溶
液(2) は、０〜１５０℃の温度で反応させることによ
り、有機溶媒溶液中の金属アルコキシド化合物が、加水
分解、または部分的に加水分解された溶液となる。この
場合、添加する水の量は、金属アルコキシド化合物１モ
ルに対して、０．１〜４モル、好ましくは０．５〜３モ
ルであり、また、触媒の量は、金属アルコキシド化合物
１モルに対して、０．０１〜１．０モル、好ましくは
０．１５〜０．５モルである。水および／または触媒の
添加量が、上記の範囲よりも少ない場合には、加水分解
反応が進みにくいし、また、多すぎる場合には、加水分
解反応が急激に進行することにより、析出物が生成した
り、溶液がゲル化して均質な溶液を作製することはでき
ない。上記触媒としては、アンモニア、硝酸、塩酸また
は酢酸が用いられる。
【００１８】本発明においては、上記の方法で合成した
溶液(2) と有機溶媒溶液(1) とを混合した混合溶液が作
製される。この溶液の混合割合は、有機溶媒溶液(1) 中
の金属アルコキシド化合物と溶液(2) 中の金属アルコキ
シド化合物とのモル比が、１：０．０１〜１：１００で
あることが必要であり、好ましくは、１：０．１〜１：
１０である。この範囲以外の混合割合では、本発明の目
的を十分に達成することができない。
溶液(2) と有機溶媒溶液(1) とを混合した混合溶液が作
製される。この溶液の混合割合は、有機溶媒溶液(1) 中
の金属アルコキシド化合物と溶液(2) 中の金属アルコキ
シド化合物とのモル比が、１：０．０１〜１：１００で
あることが必要であり、好ましくは、１：０．１〜１：
１０である。この範囲以外の混合割合では、本発明の目
的を十分に達成することができない。
【００１９】上記混合溶液を塗布する基板としては、目
的とする素子に適用できるものであれば如何なるもので
も使用でき、例えば、ＩＴＯ／ＳｉＯ2 ガラス、Ｐｔ／
Ｔｉ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ、Ａｌ2 Ｏ3 等があげられる。ま
た、この溶液を基板上に塗布する方法としては、スピン
コート法、ディッピング法、スプレー法、スクリーン印
刷法、インクジェット法等を用いることができる。
的とする素子に適用できるものであれば如何なるもので
も使用でき、例えば、ＩＴＯ／ＳｉＯ2 ガラス、Ｐｔ／
Ｔｉ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ、Ａｌ2 Ｏ3 等があげられる。ま
た、この溶液を基板上に塗布する方法としては、スピン
コート法、ディッピング法、スプレー法、スクリーン印
刷法、インクジェット法等を用いることができる。
【００２０】さらに、塗布された基板は、加熱処理が施
される。例えば、０．１〜５００℃／秒の昇温速度で基
板を加熱し、１００〜５００℃の結晶化の起こらない温
度範囲で塗布層を熱分解し、次いで１００〜８００℃の
温度範囲で酸化物薄膜を結晶化させる。塗布を繰り返す
場合には、塗布した後に、０．１〜５００℃／秒の昇温
速度で基板を加熱し、１００〜５００℃の結晶化の起こ
らない温度範囲で塗布層を熱分解させる。この塗布およ
び熱分解を必要に応じて所定の回数繰り返した後、１０
０〜８００℃の温度範囲で酸化物薄膜を結晶化させる。
この熱処理により酸化物薄膜が形成される。
される。例えば、０．１〜５００℃／秒の昇温速度で基
板を加熱し、１００〜５００℃の結晶化の起こらない温
度範囲で塗布層を熱分解し、次いで１００〜８００℃の
温度範囲で酸化物薄膜を結晶化させる。塗布を繰り返す
場合には、塗布した後に、０．１〜５００℃／秒の昇温
速度で基板を加熱し、１００〜５００℃の結晶化の起こ
らない温度範囲で塗布層を熱分解させる。この塗布およ
び熱分解を必要に応じて所定の回数繰り返した後、１０
０〜８００℃の温度範囲で酸化物薄膜を結晶化させる。
この熱処理により酸化物薄膜が形成される。
【００２１】本発明の酸化物薄膜について、図１〜図３
により説明する。図１は、従来の方法により作製された
酸化物薄膜の模式図を示すものであり、基板１上に形成
した酸化物薄膜の隣接する結晶粒子２の間には、粒界空
隙３が存在する。図２は、本発明の酸化物薄膜の模式図
を示すものであり、酸化物薄膜の作製において、有機溶
剤溶液(2) の混合割合が大きい場合である。また、図３
は、本発明の他の酸化物薄膜の模式図を示すものであ
り、酸化物薄膜の作製において、有機溶剤溶液(1) の混
合割合が大きい場合である。図２および図３における４
は、アモルファス相または超微粒子相である。
により説明する。図１は、従来の方法により作製された
酸化物薄膜の模式図を示すものであり、基板１上に形成
した酸化物薄膜の隣接する結晶粒子２の間には、粒界空
隙３が存在する。図２は、本発明の酸化物薄膜の模式図
を示すものであり、酸化物薄膜の作製において、有機溶
剤溶液(2) の混合割合が大きい場合である。また、図３
は、本発明の他の酸化物薄膜の模式図を示すものであ
り、酸化物薄膜の作製において、有機溶剤溶液(1) の混
合割合が大きい場合である。図２および図３における４
は、アモルファス相または超微粒子相である。
【００２２】
【作用】本発明においては、上記のように塗布溶液中に
含まれる、水、または水および触媒を添加した溶液(2)
中の金属アルコキシド化合物成分は、最終段階であるＡ
ＢＯ3 酸化物の構造に近い構造をしているために、比較
的低い温度において容易に結晶化され、生成した結晶粒
子が成長することにより、誘電特性を向上させることが
できる。また、この塗布溶液に含まれる、水を加えてい
ない溶液(1) 中の金属アルコキシド化合物成分は、熱処
理によっても比較的結晶化しにくく、アモルファス相を
形成するか、または超微粒子相となり易い。これらの溶
液を混合し、適当な条件のもとで成膜することにより、
図２または図３に見られるように、結晶粒子間の粒界空
隙は、アモルファス相または超微粒子相で満たされてピ
ンホールがない酸化物薄膜が得られる。
含まれる、水、または水および触媒を添加した溶液(2)
中の金属アルコキシド化合物成分は、最終段階であるＡ
ＢＯ3 酸化物の構造に近い構造をしているために、比較
的低い温度において容易に結晶化され、生成した結晶粒
子が成長することにより、誘電特性を向上させることが
できる。また、この塗布溶液に含まれる、水を加えてい
ない溶液(1) 中の金属アルコキシド化合物成分は、熱処
理によっても比較的結晶化しにくく、アモルファス相を
形成するか、または超微粒子相となり易い。これらの溶
液を混合し、適当な条件のもとで成膜することにより、
図２または図３に見られるように、結晶粒子間の粒界空
隙は、アモルファス相または超微粒子相で満たされてピ
ンホールがない酸化物薄膜が得られる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるも
のではない。 実施例１ Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）4 およびＳｒ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
2 を、ＴｉとＳｒのモル比が１：１となるように、モレ
キュラー・シーブで脱水したエチレングリコールモノエ
チルエーテルに溶解させて０．６Ｍの溶液を得た。次
に、この溶液を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、
さらに１８時間還流させて、複合金属アルコキシド：Ｓ
ｒＴｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液Ｉを得た。
るが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるも
のではない。 実施例１ Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）4 およびＳｒ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
2 を、ＴｉとＳｒのモル比が１：１となるように、モレ
キュラー・シーブで脱水したエチレングリコールモノエ
チルエーテルに溶解させて０．６Ｍの溶液を得た。次
に、この溶液を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、
さらに１８時間還流させて、複合金属アルコキシド：Ｓ
ｒＴｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液Ｉを得た。
【００２４】次いで、溶液Ｉの一部を、溶液濃度が０．
５Ｍとなるように調合した溶液IIを得た。一方、溶液Ｉ
の一部に、Ｔｉとのモル比が１：１となる水および１：
０．１５となるアンモニアを加え、１００℃で３時間撹
拌した後、０．５Ｍになるように調合した溶液III を得
た。この０．５Ｍに調合した２種の溶液IIおよび溶液II
I を体積比で１：１となるように混合し、塗布用の混合
溶液を得た。この溶液をＩＴＯ／ガラス基板上にスピン
コートし、続いて１０℃／秒の速度で加熱し、３００℃
で２分間および４５０℃で３０分間保持することによ
り、ＳｒＴｉＯ3薄膜を形成した。
５Ｍとなるように調合した溶液IIを得た。一方、溶液Ｉ
の一部に、Ｔｉとのモル比が１：１となる水および１：
０．１５となるアンモニアを加え、１００℃で３時間撹
拌した後、０．５Ｍになるように調合した溶液III を得
た。この０．５Ｍに調合した２種の溶液IIおよび溶液II
I を体積比で１：１となるように混合し、塗布用の混合
溶液を得た。この溶液をＩＴＯ／ガラス基板上にスピン
コートし、続いて１０℃／秒の速度で加熱し、３００℃
で２分間および４５０℃で３０分間保持することによ
り、ＳｒＴｉＯ3薄膜を形成した。
【００２５】得られたＳｒＴｉＯ3 薄膜のＸ線回折結果
を図４に示す。そのＳｒＴｉＯ3 薄膜の表面は、光学的
に平滑で、かつ透明であった。また、そのＳｒＴｉＯ3
薄膜の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察
したところ、図２のように、殆どが結晶粒子で占められ
ており、結晶粒子間の粒界空隙は粒子径約５ｍｍの超微
粒子相で満たされていた。さらに、この薄膜上にＰｔ電
極を設け、ケースレー６１７エレクトロメーターにより
リーク電流を測定したところ、印加電圧２Ｖにおいて、
１×１０-7Ａ／ｃｍ2 であった。
を図４に示す。そのＳｒＴｉＯ3 薄膜の表面は、光学的
に平滑で、かつ透明であった。また、そのＳｒＴｉＯ3
薄膜の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察
したところ、図２のように、殆どが結晶粒子で占められ
ており、結晶粒子間の粒界空隙は粒子径約５ｍｍの超微
粒子相で満たされていた。さらに、この薄膜上にＰｔ電
極を設け、ケースレー６１７エレクトロメーターにより
リーク電流を測定したところ、印加電圧２Ｖにおいて、
１×１０-7Ａ／ｃｍ2 であった。
【００２６】比較例１ Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）4 およびＳｒ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
2 を、ＴｉとＳｒのモル比が１：１となるように、モレ
キュラー・シーブで脱水したエチレングリコールモノエ
チルエーテルに溶解し０．６Ｍの溶液を得た。次に、こ
の溶液を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、さらに
１８時間還流させて、複合金属アルコキシド：ＳｒＴｉ
（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液を得た。この溶液を
０．５Ｍに調合した。この溶液を用いて、実施例１と同
様にして薄膜を形成し、リーク電流を測定したところ、
印加電圧２Ｖにおいて、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 であった
が、そのＸ線回折の結果によれば、結晶性が悪く、アモ
ルファスに近い状態であった。
2 を、ＴｉとＳｒのモル比が１：１となるように、モレ
キュラー・シーブで脱水したエチレングリコールモノエ
チルエーテルに溶解し０．６Ｍの溶液を得た。次に、こ
の溶液を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、さらに
１８時間還流させて、複合金属アルコキシド：ＳｒＴｉ
（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液を得た。この溶液を
０．５Ｍに調合した。この溶液を用いて、実施例１と同
様にして薄膜を形成し、リーク電流を測定したところ、
印加電圧２Ｖにおいて、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 であった
が、そのＸ線回折の結果によれば、結晶性が悪く、アモ
ルファスに近い状態であった。
【００２７】比較例２ Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）4 およびＳｒ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
2 を、ＴｉとＳｒのモル比が１：１となるように、モレ
キュラー・シーブで脱水したエチレングリコールモノエ
チルエーテルに溶解し０．６Ｍの溶液を得た。次に、こ
の溶液を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、さらに
１８時間還流させて、複合金属アルコキシド：ＳｒＴｉ
（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液を得た。この溶液
に、Ｔｉとのモル比が１：１となる水および１：０．１
５となるアンモニアを加え、１００℃で３時間撹拌した
後、０．５Ｍになるように調合した。この溶液を用い
て、実施例１と同様に薄膜を形成した。そのＸ線回折の
結果によれば、結晶性は良好であったが、リーク電流を
測定したところ、印加電圧２Ｖにおいて、１×１０-6Ａ
／ｃｍ2 であった。
2 を、ＴｉとＳｒのモル比が１：１となるように、モレ
キュラー・シーブで脱水したエチレングリコールモノエ
チルエーテルに溶解し０．６Ｍの溶液を得た。次に、こ
の溶液を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、さらに
１８時間還流させて、複合金属アルコキシド：ＳｒＴｉ
（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液を得た。この溶液
に、Ｔｉとのモル比が１：１となる水および１：０．１
５となるアンモニアを加え、１００℃で３時間撹拌した
後、０．５Ｍになるように調合した。この溶液を用い
て、実施例１と同様に薄膜を形成した。そのＸ線回折の
結果によれば、結晶性は良好であったが、リーク電流を
測定したところ、印加電圧２Ｖにおいて、１×１０-6Ａ
／ｃｍ2 であった。
【００２８】実施例２ Ｂａ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 、Ｓｒ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 およびＴ
ｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3 Ｈ7）4 を、ＢａとＳｒとＴｉのモル
比が０．６：０．４：１となるように、モレキュラー・
シーブで脱水したエチレングリコールモノエチルエーテ
ルに溶解させて０．６Ｍの溶液を得た。次に、この溶液
を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、さらに２２時
間還流させて、複合金属アルコキシド：（ＢａＳｒ）Ｔ
ｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液Ｉを得た。
ｉ（Ｏ−ｉ−Ｃ3 Ｈ7）4 を、ＢａとＳｒとＴｉのモル
比が０．６：０．４：１となるように、モレキュラー・
シーブで脱水したエチレングリコールモノエチルエーテ
ルに溶解させて０．６Ｍの溶液を得た。次に、この溶液
を撹拌しながら１３５℃で２時間蒸留し、さらに２２時
間還流させて、複合金属アルコキシド：（ＢａＳｒ）Ｔ
ｉ（ＯＣ2 Ｈ4 ＯＣ2 Ｈ5 ）6 の溶液Ｉを得た。
【００２９】次いで、溶液Ｉの一部を、溶液濃度が０．
５Ｍとなるように調合した溶液IIを得た。一方、溶液Ｉ
の一部に、Ｔｉとのモル比が１：１となる水、および
１：０．１５となるようにアンモニアを加えて１００℃
で３時間撹拌した後、０．５Ｍになるように調合した溶
液III を得た。この０．５Ｍに調合した２種の溶液IIお
よび溶液III を、体積比で１：１になるように混合し、
塗布用の混合溶液を得た。この溶液をＩＴＯ／ガラス基
板上にスピンコートし、続いて１０℃／秒の速度で加熱
し、３００℃で２分間および５００℃で３０分間保持す
ることにより、（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 薄膜を形成した。
５Ｍとなるように調合した溶液IIを得た。一方、溶液Ｉ
の一部に、Ｔｉとのモル比が１：１となる水、および
１：０．１５となるようにアンモニアを加えて１００℃
で３時間撹拌した後、０．５Ｍになるように調合した溶
液III を得た。この０．５Ｍに調合した２種の溶液IIお
よび溶液III を、体積比で１：１になるように混合し、
塗布用の混合溶液を得た。この溶液をＩＴＯ／ガラス基
板上にスピンコートし、続いて１０℃／秒の速度で加熱
し、３００℃で２分間および５００℃で３０分間保持す
ることにより、（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 薄膜を形成した。
【００３０】得られた（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 薄膜のＸ線
回折結果を図５に示す。その薄膜の表面は、光学的に平
滑で、かつ透明であった。また、その（ＢａＳｒ）Ｔｉ
Ｏ3薄膜の断面をＴＥＭによって観察したところ、図２
のように、殆どが結晶粒子で占められており、結晶粒子
間の粒界空隙はアモルファス相で満たされていた。さら
に、この薄膜上にＰｔ電極を設け、電気特性を測定した
ところ、リーク電流は印加電圧２Ｖにおいて、１×１０
-7Ａ／ｃｍ2 であった。
回折結果を図５に示す。その薄膜の表面は、光学的に平
滑で、かつ透明であった。また、その（ＢａＳｒ）Ｔｉ
Ｏ3薄膜の断面をＴＥＭによって観察したところ、図２
のように、殆どが結晶粒子で占められており、結晶粒子
間の粒界空隙はアモルファス相で満たされていた。さら
に、この薄膜上にＰｔ電極を設け、電気特性を測定した
ところ、リーク電流は印加電圧２Ｖにおいて、１×１０
-7Ａ／ｃｍ2 であった。
【００３１】比較例３ 実施例２で得られた溶液IIを、ＩＴＯ／ガラス基板上に
スピンコートし、続いて１０℃／秒の速度にて加熱し、
３００℃で２分間および５００℃で３０分間保持した。
得られた（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 薄膜のリーク電流は、印
加電圧２Ｖにおいて、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 であった
が、そのＸ線回折の結果によれば、結晶性は悪く、アモ
ルファスに近い状態であった。
スピンコートし、続いて１０℃／秒の速度にて加熱し、
３００℃で２分間および５００℃で３０分間保持した。
得られた（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 薄膜のリーク電流は、印
加電圧２Ｖにおいて、１×１０-7Ａ／ｃｍ2 であった
が、そのＸ線回折の結果によれば、結晶性は悪く、アモ
ルファスに近い状態であった。
【００３２】比較例４ 実施例２で得られた溶液III を、ＩＴＯ／ガラス基板上
にスピンコートし、続いて１０℃／秒の速度にて加熱し
３００℃で２分間および５００℃で３０分間保持した。
得られた（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 薄膜は結晶性がよくペロ
ブスカイト単相よりなり、その表面は光学的に平滑で、
かつ透明であったが、リーク電流は印加電圧２Ｖにおい
て、１×１０-6Ａ／ｃｍ2 であった。
にスピンコートし、続いて１０℃／秒の速度にて加熱し
３００℃で２分間および５００℃で３０分間保持した。
得られた（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3 薄膜は結晶性がよくペロ
ブスカイト単相よりなり、その表面は光学的に平滑で、
かつ透明であったが、リーク電流は印加電圧２Ｖにおい
て、１×１０-6Ａ／ｃｍ2 であった。
【００３３】実施例３ 実施例２において、基板をＰｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ
に代えた以外は、実施例２と同様にして（ＢａＳｒ）Ｔ
ｉＯ3 薄膜を形成した。得られた（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3
薄膜は、Ｘ線回折の結果、結晶性がよく、光学的に平滑
であり、かつ、透明であった。得られた（ＢａＳｒ）Ｔ
ｉＯ3 薄膜の断面をＴＥＭによって観察したところ、図
２のように、殆どが結晶粒子で占められており、結晶粒
子間の粒界空隙はアモルファス相で満たされていた。さ
らに、この薄膜上にＰｔ電極を設け、電気特性を測定し
たところ、リーク電流は印加電圧２Ｖにおいて、８×１
０-8Ａ／ｃｍ2 であった。
に代えた以外は、実施例２と同様にして（ＢａＳｒ）Ｔ
ｉＯ3 薄膜を形成した。得られた（ＢａＳｒ）ＴｉＯ3
薄膜は、Ｘ線回折の結果、結晶性がよく、光学的に平滑
であり、かつ、透明であった。得られた（ＢａＳｒ）Ｔ
ｉＯ3 薄膜の断面をＴＥＭによって観察したところ、図
２のように、殆どが結晶粒子で占められており、結晶粒
子間の粒界空隙はアモルファス相で満たされていた。さ
らに、この薄膜上にＰｔ電極を設け、電気特性を測定し
たところ、リーク電流は印加電圧２Ｖにおいて、８×１
０-8Ａ／ｃｍ2 であった。
【００３４】
【発明の効果】本発明の酸化物薄膜は、上記したよう
に、一般式ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表 IＡ族、IIＡ
族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選択される元
素、Ｂは周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選択される元
素）で示されてなるものであり、アモルファス相中また
は超微粒子相中に結晶粒子が分散された構造、すなわ
ち、酸化物薄膜中の結晶粒子間がアモルファス相で満た
された構造であるか、または酸化物薄膜中の結晶粒子間
が超微粒子相で満たされた構造を有し、ピンホールがな
い薄膜となるから、誘電特性に優れており、また、リー
ク電流が小さいものである。
に、一般式ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表 IＡ族、IIＡ
族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選択される元
素、Ｂは周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選択される元
素）で示されてなるものであり、アモルファス相中また
は超微粒子相中に結晶粒子が分散された構造、すなわ
ち、酸化物薄膜中の結晶粒子間がアモルファス相で満た
された構造であるか、または酸化物薄膜中の結晶粒子間
が超微粒子相で満たされた構造を有し、ピンホールがな
い薄膜となるから、誘電特性に優れており、また、リー
ク電流が小さいものである。
【００３５】上記した酸化物薄膜は、元素Ａの金属アル
コキシド化合物および元素Ｂの金属アルコキシド化合物
の有機溶媒溶液と、その有機溶媒溶液に水、または水お
よび触媒を加えた溶液とを混合した混合溶液を基板上に
塗布するものであるから、均一で化学的量論性および誘
電特性に優れ、リーク電流の小さいものを低温で作製す
ることができる。したがって、本発明により作製される
酸化物薄膜は、薄膜コンデンサーおよびキャパシター、
圧電体、焦電体等に利用可能な酸化物薄膜として有用な
ものである。
コキシド化合物および元素Ｂの金属アルコキシド化合物
の有機溶媒溶液と、その有機溶媒溶液に水、または水お
よび触媒を加えた溶液とを混合した混合溶液を基板上に
塗布するものであるから、均一で化学的量論性および誘
電特性に優れ、リーク電流の小さいものを低温で作製す
ることができる。したがって、本発明により作製される
酸化物薄膜は、薄膜コンデンサーおよびキャパシター、
圧電体、焦電体等に利用可能な酸化物薄膜として有用な
ものである。
【図１】 従来の方法により作製された酸化物薄膜の模
式図である。
式図である。
【図２】 本発明の方法により作製された酸化物薄膜の
模式図である。
模式図である。
【図３】 本発明の方法により作製された他の酸化物薄
膜の模式図である。
膜の模式図である。
【図４】 実施例１により得られた酸化物薄膜のＸ線回
折図を示す。
折図を示す。
【図５】 実施例２により得られた酸化物薄膜のＸ線回
折図を示す。
折図を示す。
１…基板、２…結晶粒子、３…粒界空隙、４…アモルフ
ァス相または超微粒子相。
ァス相または超微粒子相。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｂ 3/12 Ｈ０１Ｇ 4/33 Ｃ０４Ｂ 35/46 Ｊ 4/10 7924−5Ｅ Ｈ０１Ｇ 4/06 １０２ 7924−5Ｅ 4/10
Claims (8)
- 【請求項１】 一般式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表
IＡ族、IIＡ族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選
択される元素、Ｂは周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選
択される元素）で示される酸化物薄膜において、該酸化
物薄膜が、アモルファス相中または超微粒子相中に結晶
粒子が分散された構造を有していることを特徴とする酸
化物薄膜。 - 【請求項２】 一般式：ＡＢＯ3 （式中、Ａは周期律表
IＡ族、IIＡ族、III Ａ族、IVＢ族およびＶＢ族から選
択される元素、Ｂは周期律表IVＡ族およびＶＡ族から選
択される元素）で示される酸化物薄膜の作製方法におい
て、元素Ａの金属アルコキシド化合物および元素Ｂの金
属アルコキシド化合物の有機溶媒溶液(1) と該有機溶媒
溶液に水、または水および触媒を加えた溶液(2) とを、
溶液(1) 中の金属アルコキシド化合物の濃度と溶液(2)
中の金属アルコキシド化合物の濃度が、モル比で１：
０．０１ないし１：１００の範囲となるように混合した
混合溶液を、基板上に塗布することにより薄膜を形成さ
せ、次いで熱処理することを特徴とする酸化物薄膜の作
製方法。 - 【請求項３】 元素Ａの金属アルコキシド化合物および
元素Ｂの金属アルコキシド化合物の有機溶媒溶液(1)
が、元素Ａおよび元素Ｂを含有する複合金属アルコキシ
ド化合物の有機溶媒溶液であることを特徴とする請求項
２記載の酸化物薄膜の作製方法。 - 【請求項４】 水、または水および触媒を加えた溶液
(2) が、金属アルコキシド化合物１モルに対して、水
０．１〜４モルおよび触媒０．０１〜０．５モルを加
え、０〜１５０℃の温度で反応させた溶液であることを
特徴とする請求項２記載の酸化物薄膜の作製方法。 - 【請求項５】 前記塗布する工程と、該塗布により形成
した塗布層を結晶化の起こらない温度範囲で熱分解する
工程とを複数回繰り返した後に、該塗布層を結晶化させ
る温度で加熱することを特徴とする請求項２記載の酸化
物薄膜の作製方法。 - 【請求項６】 一般式：ＡＢＯ3 で示される化合物にお
いて、元素ＡがＢａおよび／またはＳｒ、元素ＢがＴｉ
であることを特徴とする請求項２記載の酸化物薄膜の作
製方法。 - 【請求項７】 複合金属アルコキシド化合物の有機配位
子が、式：Ｒ1 Ｏ−またはＲ2 ＯＲ3 Ｏ−（式中、Ｒ1
およびＲ2 は脂肪族炭化水素基を表わし、Ｒ3 は、エー
テル結合を有してもよい２価の脂肪族炭化水素基を表わ
す。）で示されることを特徴とする請求項３記載の酸化
物薄膜の作製方法。 - 【請求項８】 有機溶媒が、式：Ｒ1 ＯＨまたはＲ2 Ｏ
Ｒ3 ＯＨ（式中、Ｒ1 およびＲ2 は脂肪族炭化水素基を
表わし、Ｒ3 は、エーテル結合を有してもよい２価の脂
肪族炭化水素基を表わす。）で示される化合物であるこ
とを特徴とする請求項２または３記載の酸化物薄膜の作
製方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290732A JPH08245263A (ja) | 1994-11-24 | 1995-11-09 | 酸化物薄膜およびその作製方法 |
| US09/189,932 US6001416A (en) | 1994-11-24 | 1998-11-12 | Oxide thin film and process for forming the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31236694 | 1994-11-24 | ||
| JP6-312366 | 1994-11-24 | ||
| JP7290732A JPH08245263A (ja) | 1994-11-24 | 1995-11-09 | 酸化物薄膜およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08245263A true JPH08245263A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=26558206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7290732A Pending JPH08245263A (ja) | 1994-11-24 | 1995-11-09 | 酸化物薄膜およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08245263A (ja) |
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1995
- 1995-11-09 JP JP7290732A patent/JPH08245263A/ja active Pending
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