JPH10139435A - （Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜形成用組成物及び（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜の形成方法 - Google Patents
（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜形成用組成物及び（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜の形成方法Info
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- JPH10139435A JPH10139435A JP30304696A JP30304696A JPH10139435A JP H10139435 A JPH10139435 A JP H10139435A JP 30304696 A JP30304696 A JP 30304696A JP 30304696 A JP30304696 A JP 30304696A JP H10139435 A JPH10139435 A JP H10139435A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組成制御が容易なゾルゲル法により、高周波
特性に優れる（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を形成する。
保存安定性、塗布性、塗膜形成性が良好な（Ｚｒ，Ｓ
ｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を提供する。 【解決手段】 ジルコニウムブトキシド、ジルコニウム
プロポキシド又はジルコニウムエトキシドのＺｒ原料
と、Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ（３≦ｎ≦７）のスズ塩のＳｎ
原料と、チタニウムブトキシド、チタニウムプロポキシ
ド又はチタニウムエトキシドのＴｉ原料を、カルボン
酸、エステル及びアルコキシアルコールの混合溶剤に混
合してなるＺｒ1-x Ｓｎx ＴｉＯ4 （０≦ｘ＜０．５）
薄膜形成用組成物。カルボン酸は、Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ
（３≦ｎ≦７）で、合計金属酸化物換算量の３〜８倍モ
ル量。アルコキシアルコールは、合計金属酸化物換算量
の５倍モル以上。この（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成
用組成物を基板に塗布して乾燥し、この工程を複数回繰
り返した後、６００〜８００℃で焼成する。
特性に優れる（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を形成する。
保存安定性、塗布性、塗膜形成性が良好な（Ｚｒ，Ｓ
ｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を提供する。 【解決手段】 ジルコニウムブトキシド、ジルコニウム
プロポキシド又はジルコニウムエトキシドのＺｒ原料
と、Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ（３≦ｎ≦７）のスズ塩のＳｎ
原料と、チタニウムブトキシド、チタニウムプロポキシ
ド又はチタニウムエトキシドのＴｉ原料を、カルボン
酸、エステル及びアルコキシアルコールの混合溶剤に混
合してなるＺｒ1-x Ｓｎx ＴｉＯ4 （０≦ｘ＜０．５）
薄膜形成用組成物。カルボン酸は、Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ
（３≦ｎ≦７）で、合計金属酸化物換算量の３〜８倍モ
ル量。アルコキシアルコールは、合計金属酸化物換算量
の５倍モル以上。この（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成
用組成物を基板に塗布して乾燥し、この工程を複数回繰
り返した後、６００〜８００℃で焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用薄膜コン
デンサ又は半導体集積回路装置の容量絶縁膜として用い
られるＺｒ1-x Ｓｎx ＴｉＯ4 薄膜（ただし、０≦ｘ＜
０．５）をゾルゲル法で製造するための（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物及びこの（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜形成用組成物を用いた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4
薄膜の形成方法に関する。
デンサ又は半導体集積回路装置の容量絶縁膜として用い
られるＺｒ1-x Ｓｎx ＴｉＯ4 薄膜（ただし、０≦ｘ＜
０．５）をゾルゲル法で製造するための（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物及びこの（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜形成用組成物を用いた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4
薄膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波誘電体材料として多種の材料
が研究開発されており、近年ではそれらの材料の低温焼
結化、薄膜化が求められている。従来の誘電体材料のう
ち、ＺｒＴｉＯ4 系の材料は、比較的高い比誘電率と高
いＱを有し、更に、このＺｒＴｉＯ4 系材料のＺｒの一
部をＳｎで置換して得られる（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 系
材料は、ゼロ温度係数に制御可能であることから、高周
波用薄膜キャパシタとして実用化への期待が高まってい
る。
が研究開発されており、近年ではそれらの材料の低温焼
結化、薄膜化が求められている。従来の誘電体材料のう
ち、ＺｒＴｉＯ4 系の材料は、比較的高い比誘電率と高
いＱを有し、更に、このＺｒＴｉＯ4 系材料のＺｒの一
部をＳｎで置換して得られる（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 系
材料は、ゼロ温度係数に制御可能であることから、高周
波用薄膜キャパシタとして実用化への期待が高まってい
る。
【０００３】従来、（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 系材料の製
造方法としては、１２００〜１５００℃の高温の熱処理
を必要とするセラミックスバルクの製造方法と、これに
より得られたセラミックスをターゲットとして用いるス
パッタリング法、レーザーアブレーション法（例えば、
ＥＢ蒸着により成膜したＴｉ／Ｐｄ下部電極上にレーザ
ーアブレーション法により、レーザー強度約１Ｊ／ｃｍ
2 、基板温度室温〜７００℃、酸素分圧１〜１０ｍＴｏ
ｒｒで（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を作製した例が報告
されている。）による薄膜製造方法が提案されているの
みで、ゾルゲル法による（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜の
製造例はない。
造方法としては、１２００〜１５００℃の高温の熱処理
を必要とするセラミックスバルクの製造方法と、これに
より得られたセラミックスをターゲットとして用いるス
パッタリング法、レーザーアブレーション法（例えば、
ＥＢ蒸着により成膜したＴｉ／Ｐｄ下部電極上にレーザ
ーアブレーション法により、レーザー強度約１Ｊ／ｃｍ
2 、基板温度室温〜７００℃、酸素分圧１〜１０ｍＴｏ
ｒｒで（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を作製した例が報告
されている。）による薄膜製造方法が提案されているの
みで、ゾルゲル法による（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜の
製造例はない。
【０００４】なお、ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 系薄膜等の他
の誘電体薄膜については、これをゾルゲル法で形成する
ための薄膜形成用組成物として、各金属原料化合物を所
定組成となるように有機溶剤に混合したものが提供され
ている。このような薄膜形成用組成物において、有機溶
剤としては、一般に、エステル及び／又はアルコールが
使用されている。
の誘電体薄膜については、これをゾルゲル法で形成する
ための薄膜形成用組成物として、各金属原料化合物を所
定組成となるように有機溶剤に混合したものが提供され
ている。このような薄膜形成用組成物において、有機溶
剤としては、一般に、エステル及び／又はアルコールが
使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スパッ
タリング法やレーザーアブレーション法による（Ｚｒ，
Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜の形成では、設備コストが高くつ
き、作業が煩雑である上にゼロ温度係数にするための組
成制御が難しいという欠点がある。
タリング法やレーザーアブレーション法による（Ｚｒ，
Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜の形成では、設備コストが高くつ
き、作業が煩雑である上にゼロ温度係数にするための組
成制御が難しいという欠点がある。
【０００６】また、本発明者らは、ゾルゲル法による
（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製すべ
く、ジルコニウム、スズ及びチタン原料化合物を有機溶
剤に混合したところ、従来の薄膜形成用組成物で有機溶
剤として一般的に用いられているエステル及び／又はア
ルコールを用いたものでは、塗布性及び塗膜形成性が悪
く、基板に均一な塗膜を形成することが困難である上
に、保存安定性が悪く、調製直後又は数日経過後に沈殿
物が生成してしまい、このことが、（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜のゾルゲル法による成膜を困難にしていること
を知見した。
（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製すべ
く、ジルコニウム、スズ及びチタン原料化合物を有機溶
剤に混合したところ、従来の薄膜形成用組成物で有機溶
剤として一般的に用いられているエステル及び／又はア
ルコールを用いたものでは、塗布性及び塗膜形成性が悪
く、基板に均一な塗膜を形成することが困難である上
に、保存安定性が悪く、調製直後又は数日経過後に沈殿
物が生成してしまい、このことが、（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜のゾルゲル法による成膜を困難にしていること
を知見した。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、組成
制御が容易なゾルゲル法により、高周波特性に優れる
（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を形成することができ、保
存安定性、塗布性、塗膜形成性も良好な（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物及びこの（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜形成用組成物を用いた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4
薄膜の形成方法を提供することを目的とする。
制御が容易なゾルゲル法により、高周波特性に優れる
（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を形成することができ、保
存安定性、塗布性、塗膜形成性も良好な（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物及びこの（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜形成用組成物を用いた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4
薄膜の形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物は、ジルコニウム化合物、ス
ズ化合物及びチタン化合物をモル比でＺｒ：Ｓｎ：Ｔｉ
＝（１−ｘ）：ｘ：ｙ（ただし、０≦ｘ＜０．５）とな
るように、カルボン酸、エステル及びアルコキシアルコ
ールを含む混合溶剤に混合してなる（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜形成用組成物であって、ジルコニウム化合物
が、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムプロポキシ
ド及びジルコニウムエトキシドよりなる群から選ばれる
１種又は２種以上であり、スズ化合物が一般式Ｃn Ｈ
2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦７）で表されるカルボ
ン酸のスズ塩より選ばれる１種又は２種以上であり、チ
タン化合物がチタニウムブトキシド、チタニウムプロポ
キシド及びチタニウムエトキシドよりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上であり、混合溶剤に用いるカルボン
酸が一般式Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦７）
で表されるカルボン酸の１種又は２種以上で、組成物中
の該カルボン酸の含有量が、組成物中のジルコニウム化
合物、スズ化合物及びチタン化合物の金属酸化物換算の
合計含有量に対して３〜８倍モルであり、組成物中のア
ルコキシアルコールの含有量が、組成物中のジルコニウ
ム化合物、スズ化合物及びチタン化合物の金属酸化物換
算の合計含有量に対して５倍モル以上であることを特徴
とする。
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物は、ジルコニウム化合物、ス
ズ化合物及びチタン化合物をモル比でＺｒ：Ｓｎ：Ｔｉ
＝（１−ｘ）：ｘ：ｙ（ただし、０≦ｘ＜０．５）とな
るように、カルボン酸、エステル及びアルコキシアルコ
ールを含む混合溶剤に混合してなる（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜形成用組成物であって、ジルコニウム化合物
が、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムプロポキシ
ド及びジルコニウムエトキシドよりなる群から選ばれる
１種又は２種以上であり、スズ化合物が一般式Ｃn Ｈ
2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦７）で表されるカルボ
ン酸のスズ塩より選ばれる１種又は２種以上であり、チ
タン化合物がチタニウムブトキシド、チタニウムプロポ
キシド及びチタニウムエトキシドよりなる群から選ばれ
る１種又は２種以上であり、混合溶剤に用いるカルボン
酸が一般式Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦７）
で表されるカルボン酸の１種又は２種以上で、組成物中
の該カルボン酸の含有量が、組成物中のジルコニウム化
合物、スズ化合物及びチタン化合物の金属酸化物換算の
合計含有量に対して３〜８倍モルであり、組成物中のア
ルコキシアルコールの含有量が、組成物中のジルコニウ
ム化合物、スズ化合物及びチタン化合物の金属酸化物換
算の合計含有量に対して５倍モル以上であることを特徴
とする。
【０００９】原料金属化合物として特定の有機金属化合
物を用いると共に、有機溶剤として、本発明に係るカル
ボン酸、エステル及びアルコキシアルコールの３種を特
定割合で併用することにより、保存安定性、塗布性、塗
膜形成性に優れた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組
成物を実現することができる。
物を用いると共に、有機溶剤として、本発明に係るカル
ボン酸、エステル及びアルコキシアルコールの３種を特
定割合で併用することにより、保存安定性、塗布性、塗
膜形成性に優れた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組
成物を実現することができる。
【００１０】また、ゾルゲル法による薄膜形成用組成物
であれば、その調製時に原料金属化合物の配合割合を制
御することで容易に所望組成の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4
薄膜を形成することが可能であるから、本発明の（Ｚ
ｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物によれば、これを
スピンコート法により基板に塗布して乾燥し、この塗
布、乾燥工程を複数回繰り返した後、６００〜８００℃
の焼成温度で結晶化させることにより、高周波特性に優
れる所望組成の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を所望の厚
さに容易に形成することができる。
であれば、その調製時に原料金属化合物の配合割合を制
御することで容易に所望組成の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4
薄膜を形成することが可能であるから、本発明の（Ｚ
ｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物によれば、これを
スピンコート法により基板に塗布して乾燥し、この塗
布、乾燥工程を複数回繰り返した後、６００〜８００℃
の焼成温度で結晶化させることにより、高周波特性に優
れる所望組成の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を所望の厚
さに容易に形成することができる。
【００１１】なお、本発明において、混合溶剤に用いる
エステルは酢酸イソアミルが好ましく、組成物中の酢酸
イソアミルの含有量は１０重量％以上であることが好ま
しい。
エステルは酢酸イソアミルが好ましく、組成物中の酢酸
イソアミルの含有量は１０重量％以上であることが好ま
しい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１３】なお、以下において、組成物中のジルコニ
ウム化合物、スズ化合物及びチタン化合物の金属酸化物
換算の合計含有量を「合計金属酸化物換算量」と称す。
ウム化合物、スズ化合物及びチタン化合物の金属酸化物
換算の合計含有量を「合計金属酸化物換算量」と称す。
【００１４】本発明の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成
用組成物は、特定のジルコニウム化合物、スズ化合物及
びチタン化合物を、モル比でＺｒ：Ｓｎ：Ｔｉ＝（１−
ｘ）：ｘ：ｙ（ただし、０≦ｘ＜０．５）となるよう
に、カルボン酸、エステル及びアルコキシアルコールか
らなる混合溶剤に混合してなるものである（ただし、ｘ
＝０のときは、スズ化合物使用せず。）。
用組成物は、特定のジルコニウム化合物、スズ化合物及
びチタン化合物を、モル比でＺｒ：Ｓｎ：Ｔｉ＝（１−
ｘ）：ｘ：ｙ（ただし、０≦ｘ＜０．５）となるよう
に、カルボン酸、エステル及びアルコキシアルコールか
らなる混合溶剤に混合してなるものである（ただし、ｘ
＝０のときは、スズ化合物使用せず。）。
【００１５】本発明で用いるＺｒ原料のジルコニウム化
合物は、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムプロポ
キシド及びジルコニウムエトキシドよりなる群から選ば
れる１種又は２種以上である。
合物は、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムプロポ
キシド及びジルコニウムエトキシドよりなる群から選ば
れる１種又は２種以上である。
【００１６】Ｓｎ原料のスズ化合物は、一般式Ｃn Ｈ
2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦７）で表されるカルボ
ン酸のスズ塩、例えば、酪酸スズ（ｎ＝３）、メチルペ
ンタン酸スズ（ｎ＝５）、エチルヘキサン酸スズ（ｎ＝
７）等よりなる群から選ばれる１種又は２種以上であ
る。
2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦７）で表されるカルボ
ン酸のスズ塩、例えば、酪酸スズ（ｎ＝３）、メチルペ
ンタン酸スズ（ｎ＝５）、エチルヘキサン酸スズ（ｎ＝
７）等よりなる群から選ばれる１種又は２種以上であ
る。
【００１７】Ｔｉ原料のチタン化合物は、チタニウムブ
トキシド、チタニウムプロポキシド及びチタニウムエト
キシドよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であ
る。
トキシド、チタニウムプロポキシド及びチタニウムエト
キシドよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であ
る。
【００１８】これらの金属原料を溶解する混合溶剤のカ
ルボン酸は、Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦
７）で表されるカルボン酸（例えば、酪酸（ｎ＝３）、
メチルペンタン酸（ｎ＝５）、エチルヘキサン酸（ｎ＝
７）等）を用いる。混合溶剤のアルコキシアルコールと
しては、メトキシエタノール、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル（２ーメトキシプロパノール）等の炭
素数１のアルコキシ基を有する炭素数３〜４のアルコー
ルが好適である。また、混合溶剤のエステルとしては、
酢酸アミル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピル等
の炭素数２のカルボン酸と炭素数２〜５のアルコールと
のエステルが好適である。これらのカルボン酸、アルコ
キシアルコール及びエステルの各溶剤は、１種を単独で
用いても良く、２種以上を併用しても良い。
ルボン酸は、Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦ｎ≦
７）で表されるカルボン酸（例えば、酪酸（ｎ＝３）、
メチルペンタン酸（ｎ＝５）、エチルヘキサン酸（ｎ＝
７）等）を用いる。混合溶剤のアルコキシアルコールと
しては、メトキシエタノール、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル（２ーメトキシプロパノール）等の炭
素数１のアルコキシ基を有する炭素数３〜４のアルコー
ルが好適である。また、混合溶剤のエステルとしては、
酢酸アミル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピル等
の炭素数２のカルボン酸と炭素数２〜５のアルコールと
のエステルが好適である。これらのカルボン酸、アルコ
キシアルコール及びエステルの各溶剤は、１種を単独で
用いても良く、２種以上を併用しても良い。
【００１９】本発明において、混合溶剤のうち、カルボ
ン酸は、合計金属酸化物換算量に対して３〜８倍モル用
いる。アルコキシアルコールは、合計金属酸化物換算量
に対して５倍モル以上、好ましくは５〜１０倍モル用い
る。エステルは、組成物の総重量に対して１０重量％以
上、特に２０〜５０重量％となるように用いるのが好ま
しい。
ン酸は、合計金属酸化物換算量に対して３〜８倍モル用
いる。アルコキシアルコールは、合計金属酸化物換算量
に対して５倍モル以上、好ましくは５〜１０倍モル用い
る。エステルは、組成物の総重量に対して１０重量％以
上、特に２０〜５０重量％となるように用いるのが好ま
しい。
【００２０】本発明の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成
用組成物は、カルボン酸、アルコキシアルコール及びエ
ステルからなる混合溶剤に、前記Ｚｒ，Ｓｎ及びＴｉ原
料を所定の組成比で、好ましくは、合計金属酸化物換算
量濃度が５〜１０重量％となるように溶解させ、必要に
応じてこの溶液を１２０〜１５０℃で０．５〜１時間還
流することにより調製することができる。
用組成物は、カルボン酸、アルコキシアルコール及びエ
ステルからなる混合溶剤に、前記Ｚｒ，Ｓｎ及びＴｉ原
料を所定の組成比で、好ましくは、合計金属酸化物換算
量濃度が５〜１０重量％となるように溶解させ、必要に
応じてこの溶液を１２０〜１５０℃で０．５〜１時間還
流することにより調製することができる。
【００２１】なお、本発明においては、前記特定の金属
原料に対して、特定の混合溶剤を用いることで、良好な
保存安定性、塗布性、塗膜形成性を得るものであり、こ
れらの条件が本発明の範囲外であると、満足し得る保存
安定性、塗布性、塗膜形成性を得ることができない。
原料に対して、特定の混合溶剤を用いることで、良好な
保存安定性、塗布性、塗膜形成性を得るものであり、こ
れらの条件が本発明の範囲外であると、満足し得る保存
安定性、塗布性、塗膜形成性を得ることができない。
【００２２】また、本発明における薄膜組成Ｚｒ1-x Ｓ
ｎx ＴｉＯ4 のｘが０．５を超えると、高周波用コンデ
ンサに最も重要な特性であるＱ値及び温度変化率τk が
悪化するため、０≦ｘ＜０．５とする。
ｎx ＴｉＯ4 のｘが０．５を超えると、高周波用コンデ
ンサに最も重要な特性であるＱ値及び温度変化率τk が
悪化するため、０≦ｘ＜０．５とする。
【００２３】このような本発明の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ
4 薄膜形成用組成物を用いて（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄
膜を形成するには、スピンコート法により、Ｐｔ，Ｓ
ｉ，Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／Ｔａ／ＳｉＯ
2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ，Ｒｕ／ＲｕＯ2 ／Ｓ
ｉＯ2 ／Ｓｉ，ＲｕＯ2 ／Ｓｉ，ＲｕＯ2 ／Ｒｕ／Ｓｉ
Ｏ2 ／Ｓｉ，Ｉｒ／ＩｒＯ2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／Ｉｒ／Ｉｒ
Ｏ2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／ＩｒＯ2 ／Ｓｉ等の基板上に本発明
の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を塗布し、
乾燥する工程を複数回繰り返し行った後、焼成による結
晶化を行う。ここで、乾燥は、１５０〜４００℃で行わ
れ、焼成は６００〜８００℃の電気炉で０．５〜１時間
程度、或いは、７００〜８００℃のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ
Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）にて５〜３０
分程度行われる。
4 薄膜形成用組成物を用いて（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄
膜を形成するには、スピンコート法により、Ｐｔ，Ｓ
ｉ，Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／Ｔａ／ＳｉＯ
2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／ＳｉＯ2 ／Ｓｉ，Ｒｕ／ＲｕＯ2 ／Ｓ
ｉＯ2 ／Ｓｉ，ＲｕＯ2 ／Ｓｉ，ＲｕＯ2 ／Ｒｕ／Ｓｉ
Ｏ2 ／Ｓｉ，Ｉｒ／ＩｒＯ2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／Ｉｒ／Ｉｒ
Ｏ2 ／Ｓｉ，Ｐｔ／ＩｒＯ2 ／Ｓｉ等の基板上に本発明
の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を塗布し、
乾燥する工程を複数回繰り返し行った後、焼成による結
晶化を行う。ここで、乾燥は、１５０〜４００℃で行わ
れ、焼成は６００〜８００℃の電気炉で０．５〜１時間
程度、或いは、７００〜８００℃のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ
Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）にて５〜３０
分程度行われる。
【００２４】このようにして形成される（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物の厚さは、通常の場合、１０
００〜５０００Å程度である。
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物の厚さは、通常の場合、１０
００〜５０００Å程度である。
【００２５】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２６】実施例１ ジルコニウムブトキシド、２−エチルヘキサン酸スズ及
びチタニウムプロポキシドを組成比（Ｚｒ0.8 Ｓ
ｎ0.2 ）ＴｉＯ4 となるように有機溶剤中に溶解し、組
成物中の合計金属酸化物換算量濃度が７重量％の組成物
溶液を調製した。
びチタニウムプロポキシドを組成比（Ｚｒ0.8 Ｓ
ｎ0.2 ）ＴｉＯ4 となるように有機溶剤中に溶解し、組
成物中の合計金属酸化物換算量濃度が７重量％の組成物
溶液を調製した。
【００２７】なお、有機溶剤としては、２−エチルヘキ
サン酸、２−メトキシエタノール及び酢酸イソアミルを
用い、組成物中の２−エチルヘキサン酸の含有量を合計
金属酸化物換算量に対して３倍モル、２−メトキシエタ
ノールの含有量を合計金属酸化物換算量に対して１０倍
モル、その他を酢酸イソアミルとした。
サン酸、２−メトキシエタノール及び酢酸イソアミルを
用い、組成物中の２−エチルヘキサン酸の含有量を合計
金属酸化物換算量に対して３倍モル、２−メトキシエタ
ノールの含有量を合計金属酸化物換算量に対して１０倍
モル、その他を酢酸イソアミルとした。
【００２８】この組成物溶液を１４０℃で１時間還流し
た後、酢酸イソアミルで重量調製を行い、（Ｚｒ0.8 Ｓ
ｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製した。なお、
組成物中の酢酸イソアミル含有量は３５重量％である。
た後、酢酸イソアミルで重量調製を行い、（Ｚｒ0.8 Ｓ
ｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製した。なお、
組成物中の酢酸イソアミル含有量は３５重量％である。
【００２９】この組成物を基板の白金／チタン（Ｐｔ／
Ｔｉ）膜等よりなる下部電極上にスピンコート法により
塗布した後乾燥（４００℃，１０分）し、この塗布、乾
燥工程を繰り返し行った後、最後に６００℃の電気炉で
１時間焼成した。
Ｔｉ）膜等よりなる下部電極上にスピンコート法により
塗布した後乾燥（４００℃，１０分）し、この塗布、乾
燥工程を繰り返し行った後、最後に６００℃の電気炉で
１時間焼成した。
【００３０】その結果、膜厚２０００Åの（Ｚｒ0.8 Ｓ
ｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜を形成することができた。
ｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜を形成することができた。
【００３１】実施例２〜３６ 原料化合物の種類、原料組成（薄膜組成）、用いる有機
溶剤の種類、有機溶剤の添加量を表１〜３に示すものと
したこと以外は実施例１と同様にして（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔ
ｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製し、同様に（Ｚｒ，Ｓ
ｎ）ＴｉＯ4 薄膜の形成を行ったところ、いずれも良好
な（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を形成することができ
た。
溶剤の種類、有機溶剤の添加量を表１〜３に示すものと
したこと以外は実施例１と同様にして（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔ
ｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製し、同様に（Ｚｒ，Ｓ
ｎ）ＴｉＯ4 薄膜の形成を行ったところ、いずれも良好
な（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜を形成することができ
た。
【００３２】なお、表１〜３及び後掲の表４において、
カルボン酸及びアルコキシアルコールの添加量は合計金
属酸化物換算量に対する割合で示し、エステルの含有量
は組成物中の含有量で示す。
カルボン酸及びアルコキシアルコールの添加量は合計金
属酸化物換算量に対する割合で示し、エステルの含有量
は組成物中の含有量で示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】比較例１〜６ 実施例１において、有機溶剤として表４に示すものを表
４に示す割合で用いたこと以外は同様にして（Ｚｒ0.8
Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製した。
４に示す割合で用いたこと以外は同様にして（Ｚｒ0.8
Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製した。
【００３７】この（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜形
成用組成物の調製直後の状態、実施例１と同様にして塗
布したときの塗膜形成性、及び数日経過後の状態を表４
に示す。
成用組成物の調製直後の状態、実施例１と同様にして塗
布したときの塗膜形成性、及び数日経過後の状態を表４
に示す。
【００３８】比較例７，８ 実施例１において、スズ原料化合物として表４に示すも
のを用いたこと以外は同様にして（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製した。
のを用いたこと以外は同様にして（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を調製した。
【００３９】この（Ｚｒ0.8 Ｓｎ0.2 ）ＴｉＯ4 薄膜形
成用組成物の調製直後の状態、実施例１と同様にして塗
布したときの塗膜形成性、及び数日経過後の状態を表４
に示す。
成用組成物の調製直後の状態、実施例１と同様にして塗
布したときの塗膜形成性、及び数日経過後の状態を表４
に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の（Ｚｒ，Ｓ
ｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物及び（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜の形成方法によれば、保存安定性、塗布性、塗
膜形成性に優れた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組
成物を用いて、組成制御が容易なゾルゲル法により、高
周波特性に優れる所望組成の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄
膜を所望の厚さに容易に形成することができる。
ｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物及び（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔｉ
Ｏ4 薄膜の形成方法によれば、保存安定性、塗布性、塗
膜形成性に優れた（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組
成物を用いて、組成制御が容易なゾルゲル法により、高
周波特性に優れる所望組成の（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄
膜を所望の厚さに容易に形成することができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 ジルコニウム化合物、スズ化合物及びチ
タン化合物をモル比でＺｒ：Ｓｎ：Ｔｉ＝（１−ｘ）：
ｘ：ｙ（ただし、０≦ｘ＜０．５）となるように、カル
ボン酸、エステル及びアルコキシアルコールを含む混合
溶剤に混合してなる（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用
組成物であって、 ジルコニウム化合物が、ジルコニウムブトキシド、ジル
コニウムプロポキシド及びジルコニウムエトキシドより
なる群から選ばれる１種又は２種以上であり、 スズ化合物が一般式Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯＨ（ただし、３≦
ｎ≦７）で表されるカルボン酸のスズ塩より選ばれる１
種又は２種以上であり、 チタン化合物がチタニウムブトキシド、チタニウムプロ
ポキシド及びチタニウムエトキシドよりなる群から選ば
れる１種又は２種以上であり、 混合溶剤に用いるカルボン酸が一般式Ｃn Ｈ2n+1ＣＯＯ
Ｈ（ただし、３≦ｎ≦７）で表されるカルボン酸の１種
又は２種以上で、組成物中の該カルボン酸の含有量が、
組成物中のジルコニウム化合物、スズ化合物及びチタン
化合物の金属酸化物換算の合計含有量に対して３〜８倍
モルであり、 組成物中のアルコキシアルコールの含有量が、組成物中
のジルコニウム化合物、スズ化合物及びチタン化合物の
金属酸化物換算の合計含有量に対して５倍モル以上であ
ることを特徴とする（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用
組成物。 - 【請求項２】 請求項１において、混合溶剤に用いるエ
ステルが酢酸イソアミルであり、組成物中の酢酸イソア
ミルの含有量が１０重量％以上であることを特徴とする
（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の（Ｚｒ，Ｓｎ）
ＴｉＯ4 薄膜形成用組成物を、スピンコート法により基
板に塗布して乾燥し、この塗布、乾燥工程を複数回繰り
返した後、６００〜８００℃で焼成することを特徴とす
る（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30304696A JPH10139435A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | （Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜形成用組成物及び（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30304696A JPH10139435A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | （Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜形成用組成物及び（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139435A true JPH10139435A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17916277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30304696A Withdrawn JPH10139435A (ja) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | （Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜形成用組成物及び（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10139435A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005231979A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Tohoku Univ | 混晶化二酸化チタン、多層膜構造体、及び素子構造 |
-
1996
- 1996-11-14 JP JP30304696A patent/JPH10139435A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005231979A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Tohoku Univ | 混晶化二酸化チタン、多層膜構造体、及び素子構造 |
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|---|---|---|---|
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