JPH11273988A - 誘電体膜およびセラミックコンデンサ - Google Patents
誘電体膜およびセラミックコンデンサInfo
- Publication number
- JPH11273988A JPH11273988A JP7003898A JP7003898A JPH11273988A JP H11273988 A JPH11273988 A JP H11273988A JP 7003898 A JP7003898 A JP 7003898A JP 7003898 A JP7003898 A JP 7003898A JP H11273988 A JPH11273988 A JP H11273988A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric film
- film
- dielectric
- dielectric constant
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】低温合成が可能で、低温合成による微小粒子サ
イズにおいても高誘電率を有する誘電体膜およびセラミ
ックコンデンサを提供する。 【解決手段】金属元素としてＫ、Ｓｒ、ＢａおよびＮｂ
を含むペロブスカイト型複合酸化物からなる誘電体膜で
あって、前記金属元素酸化物のモル比による組成式を
（１−ｙ）ＫＮｂＯ3 ・ｙ／２（Ｓｒ1-x Ｂａx ）Ｎｂ
2 Ｏ6 と表した時、前記ｘ、ｙが、０．１５≦ｘ≦０．
３０、０．１０≦ｙ≦０．３５を満足するものである。
ここで膜厚が２μｍ以下であることが望ましい。
イズにおいても高誘電率を有する誘電体膜およびセラミ
ックコンデンサを提供する。 【解決手段】金属元素としてＫ、Ｓｒ、ＢａおよびＮｂ
を含むペロブスカイト型複合酸化物からなる誘電体膜で
あって、前記金属元素酸化物のモル比による組成式を
（１−ｙ）ＫＮｂＯ3 ・ｙ／２（Ｓｒ1-x Ｂａx ）Ｎｂ
2 Ｏ6 と表した時、前記ｘ、ｙが、０．１５≦ｘ≦０．
３０、０．１０≦ｙ≦０．３５を満足するものである。
ここで膜厚が２μｍ以下であることが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は誘電体膜およびこの
誘電体膜を用いたセラミックコンデンサに関するもので
ある。
誘電体膜を用いたセラミックコンデンサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来技術】近年、電子機器の小型、薄型化に伴い、電
子部品の小型化、薄膜化が要求されている。特に受動部
品であるコンデンサの小型、薄型化は必須となってい
る。
子部品の小型化、薄膜化が要求されている。特に受動部
品であるコンデンサの小型、薄型化は必須となってい
る。
【０００３】また、近年鉛化合物の環境への影響の大き
さから、鉛を含有しない高容量コンデンサが望まれてい
る。
さから、鉛を含有しない高容量コンデンサが望まれてい
る。
【０００４】従来、ペロブスカイト構造を持つＴｉ化合
物であるＢａＴｉＯ3 が知られており、このＢａＴｉＯ
3 は、比誘電率が大きく、温度特性が良好なため、コン
デンサ材料として有用であることが知られている。ま
た、２種以上の金属からなる複合ペロブスカイト酸化
物、特にＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （以下、ＰＭＮ
という）は室温で大きな比誘電率を有するため、コンデ
ンサ材料として有用であることが知られている。
物であるＢａＴｉＯ3 が知られており、このＢａＴｉＯ
3 は、比誘電率が大きく、温度特性が良好なため、コン
デンサ材料として有用であることが知られている。ま
た、２種以上の金属からなる複合ペロブスカイト酸化
物、特にＰｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 （以下、ＰＭＮ
という）は室温で大きな比誘電率を有するため、コンデ
ンサ材料として有用であることが知られている。
【０００５】近年、ＢａＴｉＯ3 、ＰＭＮ等の高誘電率
材料を薄膜化し、薄膜コンデンサに応用しようとされて
いるが、従来の固相焼結法では膜厚はせいぜい１０μｍ
程度であった。またＰＭＮにおいては、薄膜においても
固相焼結法による焼結体と同様、低温で安定なパイロク
ロア相が生成し易く、ほぼペロブスカイト単相からなる
膜を得るのが困難であり、コンデンサ材料として不適当
な場合が多い。特に薄膜化する場合、下部電極との格子
の不整合および化学結合の相違等でパイロクロア相が生
成し易いという問題があると言われており（例えば、特
開平６−５７４３７号公報参照）、パイロクロア相の少
ないペロブスカイト単相のＰＭＮ薄膜を得るのが困難で
あった。
材料を薄膜化し、薄膜コンデンサに応用しようとされて
いるが、従来の固相焼結法では膜厚はせいぜい１０μｍ
程度であった。またＰＭＮにおいては、薄膜においても
固相焼結法による焼結体と同様、低温で安定なパイロク
ロア相が生成し易く、ほぼペロブスカイト単相からなる
膜を得るのが困難であり、コンデンサ材料として不適当
な場合が多い。特に薄膜化する場合、下部電極との格子
の不整合および化学結合の相違等でパイロクロア相が生
成し易いという問題があると言われており（例えば、特
開平６−５７４３７号公報参照）、パイロクロア相の少
ないペロブスカイト単相のＰＭＮ薄膜を得るのが困難で
あった。
【０００６】これらのパイロクロア相生成の問題を解決
する手法として、ゾルゲル法で作製されたＰＭＮ薄膜に
おいては、急速昇温焼成（特開平２−１７７５２１号公
報参照）やシーディング法（特開平６−５７４３７号公
報参照）等の種々の手法が提案されており、ペロブスカ
イト単相に近いＰＭＮ薄膜が得られている。
する手法として、ゾルゲル法で作製されたＰＭＮ薄膜に
おいては、急速昇温焼成（特開平２−１７７５２１号公
報参照）やシーディング法（特開平６−５７４３７号公
報参照）等の種々の手法が提案されており、ペロブスカ
イト単相に近いＰＭＮ薄膜が得られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、典型的
なコンデンサ材料であるＢａＴｉＯ3 は粒子サイズ効果
が大きく、１μｍ程度までの粒子サイズにおいては、比
誘電率３０００程度の高誘電率を示すが、粒子サイズが
１μｍより小さくなると比誘電率は粒子サイズとともに
単調に減少する。薄膜においては粒子サイズが１μｍよ
り小さく、特に７００℃程度の低温で作製する場合、粒
子サイズが０．１μｍ程度と極めて小さくなり、比誘電
率が粒子サイズの大きいバルク体に比べて１／１０程度
と極めて小さくなるという問題があった。
なコンデンサ材料であるＢａＴｉＯ3 は粒子サイズ効果
が大きく、１μｍ程度までの粒子サイズにおいては、比
誘電率３０００程度の高誘電率を示すが、粒子サイズが
１μｍより小さくなると比誘電率は粒子サイズとともに
単調に減少する。薄膜においては粒子サイズが１μｍよ
り小さく、特に７００℃程度の低温で作製する場合、粒
子サイズが０．１μｍ程度と極めて小さくなり、比誘電
率が粒子サイズの大きいバルク体に比べて１／１０程度
と極めて小さくなるという問題があった。
【０００８】また、粒子サイズをサブミクロン以上の大
きさまで大きくするためには、１０００℃を越す高温焼
成が必要であるが、その様な高温では、基板と電極との
反応が起こり低誘電率相が界面に生成するため粒子サイ
ズを大きくしても、高誘電率を得ることが困難であっ
た。
きさまで大きくするためには、１０００℃を越す高温焼
成が必要であるが、その様な高温では、基板と電極との
反応が起こり低誘電率相が界面に生成するため粒子サイ
ズを大きくしても、高誘電率を得ることが困難であっ
た。
【０００９】また、ＰＭＮは薄膜においては、大きな比
誘電率を示す優れたコンデンサ材料であるが、鉛が主成
分であり、鉛を多く含有するため、環境に与える影響が
大きいという問題があった。
誘電率を示す優れたコンデンサ材料であるが、鉛が主成
分であり、鉛を多く含有するため、環境に与える影響が
大きいという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
ついて鋭意検討した結果、典型的なペロブスカイト構造
をもつ強誘電体であり、ＢａＴｉＯ3 と同様な相転移現
象を示すＫＮｂＯ3 に、大きな比誘電率を持ち、かつＰ
ＭＮに代表されるリラクサ誘電体と同様の誘電的振る舞
いを示し粒子サイズ依存性が小さいと考えられる（Ｓｒ
1-x Ｂａx ）Ｎｂ2 Ｏ6 （以下、ＳＢＮということもあ
る）を固溶した材料を薄膜化することにより、７００℃
の様な低温合成が可能で、低温合成による微小粒子サイ
ズにおいても高誘電率を有することを見いだし、本発明
に至った。
ついて鋭意検討した結果、典型的なペロブスカイト構造
をもつ強誘電体であり、ＢａＴｉＯ3 と同様な相転移現
象を示すＫＮｂＯ3 に、大きな比誘電率を持ち、かつＰ
ＭＮに代表されるリラクサ誘電体と同様の誘電的振る舞
いを示し粒子サイズ依存性が小さいと考えられる（Ｓｒ
1-x Ｂａx ）Ｎｂ2 Ｏ6 （以下、ＳＢＮということもあ
る）を固溶した材料を薄膜化することにより、７００℃
の様な低温合成が可能で、低温合成による微小粒子サイ
ズにおいても高誘電率を有することを見いだし、本発明
に至った。
【００１１】即ち、本発明の誘電体膜は、金属元素とし
てＫ、Ｓｒ、ＢａおよびＮｂを含むペロブスカイト型複
合酸化物からなる誘電体膜であって、前記金属元素酸化
物のモル比による組成式を（１−ｙ）ＫＮｂＯ3 ・ｙ／
２（Ｓｒ1-x Ｂａx ）Ｎｂ2Ｏ6 と表した時、前記ｘ、
ｙが、０．１５≦ｘ≦０．３０、０．１０≦ｙ≦０．３
５を満足するものである。ここで膜厚が２μｍ以下であ
ることが望ましい。
てＫ、Ｓｒ、ＢａおよびＮｂを含むペロブスカイト型複
合酸化物からなる誘電体膜であって、前記金属元素酸化
物のモル比による組成式を（１−ｙ）ＫＮｂＯ3 ・ｙ／
２（Ｓｒ1-x Ｂａx ）Ｎｂ2Ｏ6 と表した時、前記ｘ、
ｙが、０．１５≦ｘ≦０．３０、０．１０≦ｙ≦０．３
５を満足するものである。ここで膜厚が２μｍ以下であ
ることが望ましい。
【００１２】本発明のセラミックコンデンサは、上記誘
電体膜の両面に一対の電極を対向して形成してなるもの
である。
電体膜の両面に一対の電極を対向して形成してなるもの
である。
【００１３】
【作用】本発明の誘電体膜によれば、ＢａＴｉＯ3 と同
様に典型的な強誘電体であるＫＮｂＯ3 に、高誘電率で
かつ比較的粒子サイズ依存性が小さいＳＢＮを固溶する
ことにより、低温合成が可能となるとともに、室温にお
ける比誘電率が測定周波数１ＫＨｚにおいて１０００以
上と向上でき、しかもＤＣバイアス特性を向上できる。
様に典型的な強誘電体であるＫＮｂＯ3 に、高誘電率で
かつ比較的粒子サイズ依存性が小さいＳＢＮを固溶する
ことにより、低温合成が可能となるとともに、室温にお
ける比誘電率が測定周波数１ＫＨｚにおいて１０００以
上と向上でき、しかもＤＣバイアス特性を向上できる。
【００１４】また、膜厚２μｍ以下の薄膜にすることに
より、平均結晶粒径がサブミクロンより小さくなり、よ
り常誘電体的性質が支配的になるため、静電容量のＤＣ
バイアス特性を良好とすることができる。
より、平均結晶粒径がサブミクロンより小さくなり、よ
り常誘電体的性質が支配的になるため、静電容量のＤＣ
バイアス特性を良好とすることができる。
【００１５】本発明のセラミックコンデンサでは、上記
したような優れた特性を有する誘電体膜の両面に、例え
ば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）薄
膜である一対の電極を対向して形成することにより、誘
電体膜との低誘電率反応相を生成することなく、高容量
で優れたセラミックコンデンサを得ることができる。
したような優れた特性を有する誘電体膜の両面に、例え
ば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）薄
膜である一対の電極を対向して形成することにより、誘
電体膜との低誘電率反応相を生成することなく、高容量
で優れたセラミックコンデンサを得ることができる。
【００１６】特に、誘電体膜の膜厚が２μｍ以下の場合
には優れた特性の薄膜コンデンサを得ることができる。
には優れた特性の薄膜コンデンサを得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体膜は、モル比によ
る組成式を、（１−ｙ）ＫＮｂＯ3 ・ｙ／２（Ｓｒ1-x
Ｂａx ）Ｎｂ2 Ｏ6 と表した時、ｘ、ｙが０．１５≦ｘ
≦０．３０、０．１０≦ｙ≦０．３５を満足するもので
ある。
る組成式を、（１−ｙ）ＫＮｂＯ3 ・ｙ／２（Ｓｒ1-x
Ｂａx ）Ｎｂ2 Ｏ6 と表した時、ｘ、ｙが０．１５≦ｘ
≦０．３０、０．１０≦ｙ≦０．３５を満足するもので
ある。
【００１８】このように、Ｂａによる置換量を示すｘを
０．１５≦ｘ≦０．３０としたのは、ｘが０．１５モル
よりも小さい場合や、ｘが０．３より大きい場合には、
室温での比誘電率が急激に小さくなるとともに、膜が多
孔質になるためである。比誘電率を向上するにはｘの範
囲は０．１５≦ｘ≦０．２５が望ましい。
０．１５≦ｘ≦０．３０としたのは、ｘが０．１５モル
よりも小さい場合や、ｘが０．３より大きい場合には、
室温での比誘電率が急激に小さくなるとともに、膜が多
孔質になるためである。比誘電率を向上するにはｘの範
囲は０．１５≦ｘ≦０．２５が望ましい。
【００１９】また、ＳＢＮ量を示すｙを０．１０≦ｙ≦
０．３５としたのは、ｙが０．１０モルよりも小さい場
合には比誘電率が小さくなり、一方、ｙが０．３５モル
よりも大きい場合には、低誘電率構造であるＳｒＮｂ2
Ｏ6 相が生成され易くなり、比誘電率が低下するからで
ある。比誘電率を向上するにはｙの範囲は０．２５≦ｙ
≦０．３５が望ましい。
０．３５としたのは、ｙが０．１０モルよりも小さい場
合には比誘電率が小さくなり、一方、ｙが０．３５モル
よりも大きい場合には、低誘電率構造であるＳｒＮｂ2
Ｏ6 相が生成され易くなり、比誘電率が低下するからで
ある。比誘電率を向上するにはｙの範囲は０．２５≦ｙ
≦０．３５が望ましい。
【００２０】本発明の誘電体膜では、膜厚が２μｍ以下
であることが望ましい。ここで、膜厚２μｍ以下の誘電
体膜としたのは、これより厚くなると工程数が増加し、
また、コンデンサを構成した場合、容量が小さくなるか
らである。誘電体膜の膜厚は、製造の容易性、膜質劣化
の点で１μｍ以下が望ましく、さらに膜の絶縁性を考慮
すると特に０．３〜１μｍが望ましい。
であることが望ましい。ここで、膜厚２μｍ以下の誘電
体膜としたのは、これより厚くなると工程数が増加し、
また、コンデンサを構成した場合、容量が小さくなるか
らである。誘電体膜の膜厚は、製造の容易性、膜質劣化
の点で１μｍ以下が望ましく、さらに膜の絶縁性を考慮
すると特に０．３〜１μｍが望ましい。
【００２１】このような誘電体膜では、結晶相として、
Ｋ1-y （Ｓｒ1-x Ｂａx ）y/2 ＮｂＯ3 （０．１５≦ｘ
≦０．３０、０．１０≦ｙ≦０．３５）から構成され
る。誘電体膜中の結晶粒子形状は球形とされ、その平均
結晶粒径は、０．０８〜０．２μｍである。
Ｋ1-y （Ｓｒ1-x Ｂａx ）y/2 ＮｂＯ3 （０．１５≦ｘ
≦０．３０、０．１０≦ｙ≦０．３５）から構成され
る。誘電体膜中の結晶粒子形状は球形とされ、その平均
結晶粒径は、０．０８〜０．２μｍである。
【００２２】また、本発明のセラミックコンデンサは、
上記した誘電体膜の両面に一対の電極を対向して形成し
てなるものである。尚、誘電体膜と電極とを交互に積層
した積層セラミックコンデンサであっても良いことは勿
論である。
上記した誘電体膜の両面に一対の電極を対向して形成し
てなるものである。尚、誘電体膜と電極とを交互に積層
した積層セラミックコンデンサであっても良いことは勿
論である。
【００２３】コンデンサの電極としては、白金（Ｐ
ｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）薄膜等があり、
これらのうちでも配向した白金（Ｐｔ）と金（Ａｕ）薄
膜が最適である。Ｐｔ、Ａｕは誘電体膜との反応性が小
さく、また酸化されにくいため、誘電体膜膜との界面に
低誘電率相が形成されにくいからである。
ｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）薄膜等があり、
これらのうちでも配向した白金（Ｐｔ）と金（Ａｕ）薄
膜が最適である。Ｐｔ、Ａｕは誘電体膜との反応性が小
さく、また酸化されにくいため、誘電体膜膜との界面に
低誘電率相が形成されにくいからである。
【００２４】配向した白金（Ｐｔ）薄膜とは、配向性ま
たは単結晶的白金（Ｐｔ）薄膜であり、配向性を有する
Ｐｔ薄膜とは、結晶軸のうち一つの軸が膜表面に近似的
に垂直な方向に揃った膜であり、単結晶的Ｐｔ薄膜とは
３つの結晶軸が全て揃った膜である。このような電極
は、スパッタ蒸着やレーザ蒸着法等物理的蒸着におい
て、電極が形成される基板温度を４５０℃以上とするこ
とにより得られるもので、これらのうちでも、基板温度
を４５０℃以上としたスパッタ蒸着が望ましい。
たは単結晶的白金（Ｐｔ）薄膜であり、配向性を有する
Ｐｔ薄膜とは、結晶軸のうち一つの軸が膜表面に近似的
に垂直な方向に揃った膜であり、単結晶的Ｐｔ薄膜とは
３つの結晶軸が全て揃った膜である。このような電極
は、スパッタ蒸着やレーザ蒸着法等物理的蒸着におい
て、電極が形成される基板温度を４５０℃以上とするこ
とにより得られるもので、これらのうちでも、基板温度
を４５０℃以上としたスパッタ蒸着が望ましい。
【００２５】また、金属薄膜を蒸着する基板としては、
アルミナ、サファイア、ＭｇＯ単結晶、ＳｒＴｉＯ3 単
結晶、チタン被覆シリコン、または銅（Ｃｕ）、ニッケ
ル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）、ステンレ
ススティール（ＳＵＳ）薄膜もしくは薄板が望ましい。
特に、誘電体膜との反応性が小さく、安価で硬度が大き
く、かつ金属薄膜の結晶性という点からアルミナ、サフ
ァイアが望ましい。
アルミナ、サファイア、ＭｇＯ単結晶、ＳｒＴｉＯ3 単
結晶、チタン被覆シリコン、または銅（Ｃｕ）、ニッケ
ル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）、ステンレ
ススティール（ＳＵＳ）薄膜もしくは薄板が望ましい。
特に、誘電体膜との反応性が小さく、安価で硬度が大き
く、かつ金属薄膜の結晶性という点からアルミナ、サフ
ァイアが望ましい。
【００２６】本発明のセラミックコンデンサは、例え
ば、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ等を基板上にスパッタ法、蒸着
法、グラビア印刷等の手法により成膜して下部電極を形
成し、この下部電極膜の表面に、上記誘電体膜を上記方
法で成膜して形成し、この後に誘電体膜表面に下部電極
と同様にして上部電極を成膜することにより得られる。
また積層コンデンサは誘電体膜と電極とを交互に積層す
ることにより得られる。
ば、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ等を基板上にスパッタ法、蒸着
法、グラビア印刷等の手法により成膜して下部電極を形
成し、この下部電極膜の表面に、上記誘電体膜を上記方
法で成膜して形成し、この後に誘電体膜表面に下部電極
と同様にして上部電極を成膜することにより得られる。
また積層コンデンサは誘電体膜と電極とを交互に積層す
ることにより得られる。
【００２７】本発明の誘電体膜は、例えば、以下のよう
にして作製される。先ず、塗布溶液としてＫ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、およびＮｂの有機金属化合物が均一に溶解した前駆
体溶液を調製する。
にして作製される。先ず、塗布溶液としてＫ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、およびＮｂの有機金属化合物が均一に溶解した前駆
体溶液を調製する。
【００２８】Ｓｒ、およびＢａの有機酸塩、無機塩、ア
ルコキシドから選択される少なくとも１種のＳｒ化合
物、Ｂａ化合物をＳｒ：Ｂａ＝１−ｘ：ｘのモル比で酢
酸（ＣＨ3 ＣＯＯＨ）もしくはＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ
4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数１以
上のアルキル基）で示される溶媒に混合する。混合後、
所定の操作を行い、他の求核性の有機金属化合物の存在
下においても安定なＳｒ−Ｂａ溶液を合成する。
ルコキシドから選択される少なくとも１種のＳｒ化合
物、Ｂａ化合物をＳｒ：Ｂａ＝１−ｘ：ｘのモル比で酢
酸（ＣＨ3 ＣＯＯＨ）もしくはＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ
4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数１以
上のアルキル基）で示される溶媒に混合する。混合後、
所定の操作を行い、他の求核性の有機金属化合物の存在
下においても安定なＳｒ−Ｂａ溶液を合成する。
【００２９】次に、Ｋの有機酸塩、無機塩、アルコキシ
ドから選択される少なくとも１種のＫ化合物を酢酸（Ｃ
Ｈ3 ＣＯＯＨ）もしくはＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ
Ｈ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数１以上の
アルキル基）で示される溶媒に混合する。
ドから選択される少なくとも１種のＫ化合物を酢酸（Ｃ
Ｈ3 ＣＯＯＨ）もしくはＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 Ｏ
Ｈ、Ｒ3 ＣＯＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数１以上の
アルキル基）で示される溶媒に混合する。
【００３０】次に、Ｎｂの有機酸塩、アルコキシド等か
ら選択される１種のＮｂ化合物を酢酸（ＣＨ3 ＣＯＯ
Ｈ）もしくはＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯ
ＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数１以上のアルキル基）
で示される溶媒に混合し、Ｎｂ溶液を作製する。
ら選択される１種のＮｂ化合物を酢酸（ＣＨ3 ＣＯＯ
Ｈ）もしくはＲ1 ＯＨ、Ｒ2 ＯＣ2 Ｈ4 ＯＨ、Ｒ3 ＣＯ
ＯＨ（Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 ：炭素数１以上のアルキル基）
で示される溶媒に混合し、Ｎｂ溶液を作製する。
【００３１】作製したＫ溶液とＳｒ−Ｂａ溶液をＫ：Ｓ
ｒ−Ｂａ＝１−ｙ：ｙ／２のモル比で混合し、アセチル
アセトン等のキレート剤をＫ−Ｓｒ−Ｂａ溶液の金属量
の３倍量未満加え、混合する。
ｒ−Ｂａ＝１−ｙ：ｙ／２のモル比で混合し、アセチル
アセトン等のキレート剤をＫ−Ｓｒ−Ｂａ溶液の金属量
の３倍量未満加え、混合する。
【００３２】作製したＫ−Ｓｒ−Ｂａ溶液とＮｂ溶液を
Ｋ−Ｓｒ−Ｂａ：Ｎｂ＝１−ｙ／２：１のモル比で混合
し、Ｋ−Ｓｒ−Ｂａ−Ｎｂ前駆体溶液とする。作製した
塗布溶液を基板上にスピンコート法、ディップコート
法、スプレー法等の手法により、成膜する。
Ｋ−Ｓｒ−Ｂａ：Ｎｂ＝１−ｙ／２：１のモル比で混合
し、Ｋ−Ｓｒ−Ｂａ−Ｎｂ前駆体溶液とする。作製した
塗布溶液を基板上にスピンコート法、ディップコート
法、スプレー法等の手法により、成膜する。
【００３３】成膜後、３００〜６００℃の温度で０．５
〜５分間熱処理を行い、膜中に残留した有機物を燃焼さ
せ、ゲル膜とする。続いて７００〜１０００℃で１分〜
３０分間結晶化熱処理を行う。１回の膜厚は０．２μｍ
以下が望ましい。
〜５分間熱処理を行い、膜中に残留した有機物を燃焼さ
せ、ゲル膜とする。続いて７００〜１０００℃で１分〜
３０分間結晶化熱処理を行う。１回の膜厚は０．２μｍ
以下が望ましい。
【００３４】成膜−結晶化熱処理を所定の膜厚になるま
で繰り返す。成膜−熱処理を繰り返した後、最後に、７
００℃〜１０００℃で焼成を行っても良い。得られた誘
電体膜の膜厚は２μｍ以下であるが、これより厚くなる
と工程数が増加し、また、コンデンサを構成した場合、
容量が小さくなるからである。
で繰り返す。成膜−熱処理を繰り返した後、最後に、７
００℃〜１０００℃で焼成を行っても良い。得られた誘
電体膜の膜厚は２μｍ以下であるが、これより厚くなる
と工程数が増加し、また、コンデンサを構成した場合、
容量が小さくなるからである。
【００３５】
【実施例】酢酸Ｓｒ０．５水和物と酢酸Ｂａを０．７
５：０．２５のモル比で秤量し、酢酸中で還流操作（１
１８℃で１時間）を行い、０．５Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）濃度
のＳｒ−Ｂａ溶液を合成した。
５：０．２５のモル比で秤量し、酢酸中で還流操作（１
１８℃で１時間）を行い、０．５Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）濃度
のＳｒ−Ｂａ溶液を合成した。
【００３６】次にＫエトキシドを酢酸に室温で混合し、
０．５Ｍ濃度のＫ溶液を作製した。
０．５Ｍ濃度のＫ溶液を作製した。
【００３７】次にＮｂエトキシドを酢酸に室温で溶解
し、０．５Ｍ濃度のＮｂ溶液を作製した。
し、０．５Ｍ濃度のＮｂ溶液を作製した。
【００３８】Ｋ溶液と、Ｓｒ−Ｂａ溶液を、Ｋ：Ｓｒ−
Ｂａ＝０．７５：０．１２５の比率で混合し、その後、
アセチルアセトンをＫ−Ｓｒ−Ｂａ溶液の全金属量の１
倍量添加後、室温で１０分間撹拌し、安定化させた。
Ｂａ＝０．７５：０．１２５の比率で混合し、その後、
アセチルアセトンをＫ−Ｓｒ−Ｂａ溶液の全金属量の１
倍量添加後、室温で１０分間撹拌し、安定化させた。
【００３９】Ｋ−Ｓｒ−Ｂａ溶液とＮｂ溶液をＫ−Ｓｒ
−Ｂａ：Ｎｂ＝０．８７５：１となるように混合し、１
０分間室温で撹拌することにより、０．５Ｍ濃度のＫ
0.75（Ｓｒ0.75Ｂａ0.25）0.125 ＮｂＯ3 前駆体溶液を
合成した。
−Ｂａ：Ｎｂ＝０．８７５：１となるように混合し、１
０分間室温で撹拌することにより、０．５Ｍ濃度のＫ
0.75（Ｓｒ0.75Ｂａ0.25）0.125 ＮｂＯ3 前駆体溶液を
合成した。
【００４０】電極となるＰｔ（１１１）が６５０℃でス
パッタ蒸着されたサファイア単結晶基板上の上記Ｐｔ電
極の表面に、前記塗布溶液をスピンコーターで塗布し、
乾燥させた後、４２０℃で熱処理を１分間行い、続いて
７５０℃で４分間結晶化熱処理をおこなった。塗布溶液
の塗布−熱処理の操作を１０回繰り返した後、８００℃
で２時間焼成し、膜厚１．０μｍのＫ0.75（Ｓｒ0.75Ｂ
ａ0.25）0.125 ＮｂＯ3 薄膜を得た。得られた薄膜のＸ
線回折結果より、ペロブスカイト生成率を計算すると約
８９％であった。また、誘電体薄膜の平均結晶粒径をイ
ンターセプト法により求めた。
パッタ蒸着されたサファイア単結晶基板上の上記Ｐｔ電
極の表面に、前記塗布溶液をスピンコーターで塗布し、
乾燥させた後、４２０℃で熱処理を１分間行い、続いて
７５０℃で４分間結晶化熱処理をおこなった。塗布溶液
の塗布−熱処理の操作を１０回繰り返した後、８００℃
で２時間焼成し、膜厚１．０μｍのＫ0.75（Ｓｒ0.75Ｂ
ａ0.25）0.125 ＮｂＯ3 薄膜を得た。得られた薄膜のＸ
線回折結果より、ペロブスカイト生成率を計算すると約
８９％であった。また、誘電体薄膜の平均結晶粒径をイ
ンターセプト法により求めた。
【００４１】作製した誘電体薄膜表面に直径０．２ｍｍ
の金電極をスパッタ蒸着により形成し、薄膜コンデンサ
を作製した後、５００℃で１０分間熱処理した。ＬＣＲ
メータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４Ａ）を用
いて、２５℃、１ｋＨｚ（ＡＣ１００ｍＶ）の条件で比
誘電率を求めた。
の金電極をスパッタ蒸着により形成し、薄膜コンデンサ
を作製した後、５００℃で１０分間熱処理した。ＬＣＲ
メータ（ヒュウレットパッカード社製４２８４Ａ）を用
いて、２５℃、１ｋＨｚ（ＡＣ１００ｍＶ）の条件で比
誘電率を求めた。
【００４２】さらに、ＤＣバイアス特性を、室温におい
て電圧を印加しない場合の比誘電率Ｋ0 、直流電界３Ｖ
／μｍの電圧を印加したときの比誘電率をＫ1 とした時
に、（Ｋ0 −Ｋ1 ）／Ｋ0 ×１００で求め、表１のＮo.
１２に記載した。また、モル比による組成式（１−ｙ）
ＫＮｂＯ3 ・ｙ／２（Ｓｒ1-x Ｂａx ）Ｎｂ2 Ｏ6 の
ｘ、ｙを変化させた誘電体薄膜を、上記と同様にして作
製し、その特性について表１に記載した。
て電圧を印加しない場合の比誘電率Ｋ0 、直流電界３Ｖ
／μｍの電圧を印加したときの比誘電率をＫ1 とした時
に、（Ｋ0 −Ｋ1 ）／Ｋ0 ×１００で求め、表１のＮo.
１２に記載した。また、モル比による組成式（１−ｙ）
ＫＮｂＯ3 ・ｙ／２（Ｓｒ1-x Ｂａx ）Ｎｂ2 Ｏ6 の
ｘ、ｙを変化させた誘電体薄膜を、上記と同様にして作
製し、その特性について表１に記載した。
【００４３】
【表１】
【００４４】この表１から、本発明の誘電体膜は、１ｋ
Ｈｚにおいて１０００以上の高誘電率を有し、また、３
Ｖ／μｍの電界印加下においても比誘電率の減少率が３
０％未満であるの対して、比較例ではいずれも１ｋＨｚ
における比誘電率が１０００よりも低いことが判る。
Ｈｚにおいて１０００以上の高誘電率を有し、また、３
Ｖ／μｍの電界印加下においても比誘電率の減少率が３
０％未満であるの対して、比較例ではいずれも１ｋＨｚ
における比誘電率が１０００よりも低いことが判る。
【００４５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の誘電体膜
は、鉛を含有せず、ＤＣバイアス特性が優れ、低温合成
できるうえに、比誘電率が大きいため、素子の小型化を
図ることができるとともに、環境への影響が小さい薄膜
コンデンサとして広く適用できる。
は、鉛を含有せず、ＤＣバイアス特性が優れ、低温合成
できるうえに、比誘電率が大きいため、素子の小型化を
図ることができるとともに、環境への影響が小さい薄膜
コンデンサとして広く適用できる。
Claims (3)
- 【請求項１】金属元素としてＫ、Ｓｒ、ＢａおよびＮｂ
を含むペロブスカイト型複合酸化物からなる誘電体膜で
あって、前記金属元素酸化物のモル比による組成式を （１−ｙ）ＫＮｂＯ3 ・ｙ／２（Ｓｒ1-x Ｂａx ）Ｎｂ
2 Ｏ6 と表した時、前記ｘ、ｙが ０．１５≦ｘ≦０．３０ ０．１０≦ｙ≦０．３５ を満足することを特徴とする誘電体膜。 - 【請求項２】膜厚が２μｍ以下であることを特徴とする
請求項１記載の誘電体膜。 - 【請求項３】請求項１または２記載の誘電体膜の両面に
一対の電極を対向して形成してなることを特徴とするセ
ラミックコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003898A JPH11273988A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 誘電体膜およびセラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003898A JPH11273988A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 誘電体膜およびセラミックコンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273988A true JPH11273988A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13420027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7003898A Pending JPH11273988A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 誘電体膜およびセラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11273988A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720280B2 (en) | 2001-06-20 | 2004-04-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric composition for high frequency resonators |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP7003898A patent/JPH11273988A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6720280B2 (en) | 2001-06-20 | 2004-04-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric composition for high frequency resonators |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5160762A (en) | Method of manufacturing mono-layer capacitors | |
| JP4603254B2 (ja) | 金属酸化物ゾル液の製造方法、結晶質金属複酸化物ゾルおよび金属酸化物膜 | |
| JP3457892B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JPH11273988A (ja) | 誘電体膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3500787B2 (ja) | ビスマス化合物の製造方法とビスマス化合物の誘電体物質 | |
| JPH11273989A (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| WO2004026762A1 (ja) | 金属酸化物超微粒子分散溶液、及び金属酸化物超微粒子薄膜 | |
| JP3652129B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3389370B2 (ja) | セラミックコンデンサ | |
| JP3512601B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3398297B2 (ja) | 誘電体薄膜および薄膜コンデンサ | |
| JP3681844B2 (ja) | 誘電体薄膜及びセラミックコンデンサ | |
| JP3652074B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3383534B2 (ja) | 薄膜コンデンサ | |
| JP3652073B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3631570B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JPH1045469A (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JPH1143371A (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3481807B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JP3411201B2 (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JPH10172350A (ja) | 誘電体薄膜およびセラミックコンデンサ | |
| JPH09202621A (ja) | 誘電体薄膜およびその製法並びに薄膜コンデンサ | |
| JPH10302545A (ja) | 誘電体薄膜および薄膜コンデンサ | |
| JP2955293B2 (ja) | 誘電体薄膜の製造方法 | |
| JP3420518B2 (ja) | 誘電体膜 |