JPS6227482B2 - - Google Patents
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- JPS6227482B2 JPS6227482B2 JP54103667A JP10366779A JPS6227482B2 JP S6227482 B2 JPS6227482 B2 JP S6227482B2 JP 54103667 A JP54103667 A JP 54103667A JP 10366779 A JP10366779 A JP 10366779A JP S6227482 B2 JPS6227482 B2 JP S6227482B2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、有機金属化合物の加水分解反応を
用い、加水分解反応後の熱分解反応時に、水蒸気
を強制的に送込み、再現性のよい均一な強誘電体
の透明薄膜を得るようにした強誘電体薄膜の製造
方法に関する。
用い、加水分解反応後の熱分解反応時に、水蒸気
を強制的に送込み、再現性のよい均一な強誘電体
の透明薄膜を得るようにした強誘電体薄膜の製造
方法に関する。
従来、強誘電体薄膜の製造方法においては、ス
パツタ法等の真空蒸着、気相反応等が試みられて
いるが、これらの方法は、高温度を必要とするこ
と、ストイキオメトリ制御が非常に困難であるこ
と等の理由により、そのいずれもが実用化されて
いない。
パツタ法等の真空蒸着、気相反応等が試みられて
いるが、これらの方法は、高温度を必要とするこ
と、ストイキオメトリ制御が非常に困難であるこ
と等の理由により、そのいずれもが実用化されて
いない。
ところが、近年、前述のいずれにも属さない方
法により、強誘電体であるBaTiO3(チタン酸バ
リウム)膜の合成が試みられている。この方法
は、セラミツク・ブリテイン(CERAMIC
BULLETIN)Vol.55No.12(1976)の「有機金属
化合物の加水分解によるチタン酸バリウム薄膜の
合成」(PREPARATION OF BaTiO3 FILMS
BY HYDROLYSIS OF ORGANOMETALLIC
COMPOUNDS)に紹介されたものであり、溶液
状態よりの化学反応を用いた合成法、すなわち液
相反応による強誘電体薄膜の合成法である。すな
わち、Ba(バリウム)の有機化合物〔C8H15
(CH2)nCOO〕2Ba(n=0〜3)(ナフテン酸バ
リウム)と、Ti(チタン)の有機化合物
(C4H9O)2Ti〔C4H8ON(C4H9OH)2〕2(チタンア
ルコオキシド)とを、BaとTiとが等モル比とな
るように混合し、両者のブタノール溶液を、ガラ
スまたは石英ガラスの表面に滴下もしくはデイツ
ピングにより塗布し、110℃の空気中において30
分間乾燥したのち、200〜800℃の電気炉で0.5〜
1時間加熱し、その結果、透明なBaTiO3の薄膜
を得るものである。この反応式は、 (R1COO)2Ba+Ti(OR1′)4+3H2O →BaTiO32R1COOH+4R1′OH であり、R1はC8H15(CH2)n(n=0〜3)、
R1′は(C4H8)N(C4H9OH)2(C4H9O)であ
る。なお、この反応式に示すナフテン酸バリウム
とチタンアルコオキシドとの加水分解は、室温お
よび110℃の空気中での乾燥時に起こるものとさ
れ、その後の電気炉による加熱は、有機化合物
BaTiO3・2RlCOOHの熱分解のために必要とされ
るものである。
法により、強誘電体であるBaTiO3(チタン酸バ
リウム)膜の合成が試みられている。この方法
は、セラミツク・ブリテイン(CERAMIC
BULLETIN)Vol.55No.12(1976)の「有機金属
化合物の加水分解によるチタン酸バリウム薄膜の
合成」(PREPARATION OF BaTiO3 FILMS
BY HYDROLYSIS OF ORGANOMETALLIC
COMPOUNDS)に紹介されたものであり、溶液
状態よりの化学反応を用いた合成法、すなわち液
相反応による強誘電体薄膜の合成法である。すな
わち、Ba(バリウム)の有機化合物〔C8H15
(CH2)nCOO〕2Ba(n=0〜3)(ナフテン酸バ
リウム)と、Ti(チタン)の有機化合物
(C4H9O)2Ti〔C4H8ON(C4H9OH)2〕2(チタンア
ルコオキシド)とを、BaとTiとが等モル比とな
るように混合し、両者のブタノール溶液を、ガラ
スまたは石英ガラスの表面に滴下もしくはデイツ
ピングにより塗布し、110℃の空気中において30
分間乾燥したのち、200〜800℃の電気炉で0.5〜
1時間加熱し、その結果、透明なBaTiO3の薄膜
を得るものである。この反応式は、 (R1COO)2Ba+Ti(OR1′)4+3H2O →BaTiO32R1COOH+4R1′OH であり、R1はC8H15(CH2)n(n=0〜3)、
R1′は(C4H8)N(C4H9OH)2(C4H9O)であ
る。なお、この反応式に示すナフテン酸バリウム
とチタンアルコオキシドとの加水分解は、室温お
よび110℃の空気中での乾燥時に起こるものとさ
れ、その後の電気炉による加熱は、有機化合物
BaTiO3・2RlCOOHの熱分解のために必要とされ
るものである。
したがつて、この製法によれば、ナフテン酸バ
リウムとチタンアルコオキシドとの加水分解によ
り、BaTiO3の薄膜が直接的に生成されるもので
あり、PbTiO3(チタン酸鉛)、PZT、LiNbO3
(ニオブ酸リチウム)等の強誘電体の合成におい
ても同様に行なわれるものである。
リウムとチタンアルコオキシドとの加水分解によ
り、BaTiO3の薄膜が直接的に生成されるもので
あり、PbTiO3(チタン酸鉛)、PZT、LiNbO3
(ニオブ酸リチウム)等の強誘電体の合成におい
ても同様に行なわれるものである。
しかし、この種方法によるBaiO3等の薄膜の合
成において、加水分解反応後の電気炉における焼
成時、すなわち熱分解時、電気炉の雰囲気を真
空、O2ガス、乾燥空気、不活性ガス等とする
と、粉末状もしくは白濁した膜しか得られないこ
とが、実験上明らかになつており、電気炉の雰囲
気により所望の薄膜が得られない欠点がある。
成において、加水分解反応後の電気炉における焼
成時、すなわち熱分解時、電気炉の雰囲気を真
空、O2ガス、乾燥空気、不活性ガス等とする
と、粉末状もしくは白濁した膜しか得られないこ
とが、実験上明らかになつており、電気炉の雰囲
気により所望の薄膜が得られない欠点がある。
この発明は、このような点に留意し、前述の液
相反応による強誘電体薄膜の製造方法における熱
分解反応時に、水蒸気を強制的に送込み、水蒸気
雰囲気中で焼成するようにしたものであり、つぎ
にこの発明を、その実験例とともに詳細に説明す
る。
相反応による強誘電体薄膜の製造方法における熱
分解反応時に、水蒸気を強制的に送込み、水蒸気
雰囲気中で焼成するようにしたものであり、つぎ
にこの発明を、その実験例とともに詳細に説明す
る。
まず、1実施例のPbTiO3(チタン酸鉛)薄膜
の製造方法について述べる。
の製造方法について述べる。
〔C8H15(CH2)nCOO〕2Pb(n=0〜3)(ナ
フテン酸鉛)と(C4H9O)4Ti(テトラブチルチタ
ン)とを、Pb(鉛)とTiとが等モル比となるよ
う秤量して20重量%ブタノール溶液とし、このブ
タノール溶液をネサガラス、スライドガラス等の
基板上に滴下もしくはデイツピングにより塗布
し、常温空気中で30分間および110℃の恒温槽中
で30分間乾燥させて加水分解反応を完了させ、そ
の後の焼成時に、20〜30℃の飽和水蒸気を5〜10
/min550℃の電気炉に強制的に送込み、30分
間加熱して熱分解反応を行なわせる。この加水分
解による化学反応式は、 (R2COO)2Pb+(R2′O)4Ti+3H2O →PbTiO32R2COOH+4R2′OH となる。ここで、R2はC8H15(CH2)n(n=0
〜3)、R2′はC4H9Oであり、また、加水分解に
より得られた有機化合物PbTiO32R2COOHは、
前述の熱分解によりPbTiO3の再現性のよい均一
な透明薄膜になり、X線回折等によりPbTiO3の
正方晶を確認することができる。
フテン酸鉛)と(C4H9O)4Ti(テトラブチルチタ
ン)とを、Pb(鉛)とTiとが等モル比となるよ
う秤量して20重量%ブタノール溶液とし、このブ
タノール溶液をネサガラス、スライドガラス等の
基板上に滴下もしくはデイツピングにより塗布
し、常温空気中で30分間および110℃の恒温槽中
で30分間乾燥させて加水分解反応を完了させ、そ
の後の焼成時に、20〜30℃の飽和水蒸気を5〜10
/min550℃の電気炉に強制的に送込み、30分
間加熱して熱分解反応を行なわせる。この加水分
解による化学反応式は、 (R2COO)2Pb+(R2′O)4Ti+3H2O →PbTiO32R2COOH+4R2′OH となる。ここで、R2はC8H15(CH2)n(n=0
〜3)、R2′はC4H9Oであり、また、加水分解に
より得られた有機化合物PbTiO32R2COOHは、
前述の熱分解によりPbTiO3の再現性のよい均一
な透明薄膜になり、X線回折等によりPbTiO3の
正方晶を確認することができる。
つぎに、PZT薄膜の製造方法について述べる。
〔C4H9CH(C3H5)COO〕2Pb(オクチル酸
鉛)と(C4H9O)4Zr(テトラブチルジルコニウ
ム)と(C4H9O)4Ti(テトラブチルチタン)と
を、Pb:Zr:Ti=1:0.65:0.35となるモル比で
秤量して20重量%ブタノール溶液とし、前述と同
様の要領により各反応を行なわせる。この化学反
応式は、C4H9CH(C3H5)をR3、C4H9をR3′とす
ると、(R3COO)2Pb+0.65(C4H9O)4Zr+0.35
(C4H9O)4Ti+3H2O→Pb(Zr0.65、Ti0.35)O3+
4R3′OHとなり、PbZrO3とPbTiO3との固溶体で
あるPb(Zr0.65、Ti0.35)O3すなわちPZTの透明
薄膜を得ることができ、X線回折等によりPZTの
回折パターンを確認することができる。
鉛)と(C4H9O)4Zr(テトラブチルジルコニウ
ム)と(C4H9O)4Ti(テトラブチルチタン)と
を、Pb:Zr:Ti=1:0.65:0.35となるモル比で
秤量して20重量%ブタノール溶液とし、前述と同
様の要領により各反応を行なわせる。この化学反
応式は、C4H9CH(C3H5)をR3、C4H9をR3′とす
ると、(R3COO)2Pb+0.65(C4H9O)4Zr+0.35
(C4H9O)4Ti+3H2O→Pb(Zr0.65、Ti0.35)O3+
4R3′OHとなり、PbZrO3とPbTiO3との固溶体で
あるPb(Zr0.65、Ti0.35)O3すなわちPZTの透明
薄膜を得ることができ、X線回折等によりPZTの
回折パターンを確認することができる。
したがつて、有機金属化合物の加水分解反応を
用い、この加水分解反応後の熱分解反応時に、電
気炉中に水蒸気を強制的に送込み、水蒸気雰囲気
において焼成することにより、常に再現性のよい
均一な透明薄膜を得ることができ、また、溶液状
態からの反応により薄膜を合成することができる
ため、ストイキオメトリ制御が非常に容易であ
り、化学量論的に安定した薄膜を得ることがで
き、さらに、有機金属化合物のアクテイブな反応
性を用いるため、550〜800℃のような比較的低温
度で薄膜の合成を可能にすることができる。
用い、この加水分解反応後の熱分解反応時に、電
気炉中に水蒸気を強制的に送込み、水蒸気雰囲気
において焼成することにより、常に再現性のよい
均一な透明薄膜を得ることができ、また、溶液状
態からの反応により薄膜を合成することができる
ため、ストイキオメトリ制御が非常に容易であ
り、化学量論的に安定した薄膜を得ることがで
き、さらに、有機金属化合物のアクテイブな反応
性を用いるため、550〜800℃のような比較的低温
度で薄膜の合成を可能にすることができる。
なお、この発明の方法は、他の強誘電体の化合
物の合成においても十分適用し得、SrTiO3(チ
タン酸ストロンチウム)、KNbO3(ニオブ酸カリ
ウム)、KTaO3(タンタル酸カリウム)、LiTaO3
(タンタル酸リチウム)、Gd2(MoO4)3(モリブ
デン酸ガドリニウム)等の薄膜の合成を可能にす
るものであり、さらに、この方法により得られた
薄膜は多結晶体であるが、その強誘電性により大
容量コンデンサへの応用、また透明薄膜であるこ
とにより、電気光学効果を用いた光学装置等への
応用を可能にすることができる。
物の合成においても十分適用し得、SrTiO3(チ
タン酸ストロンチウム)、KNbO3(ニオブ酸カリ
ウム)、KTaO3(タンタル酸カリウム)、LiTaO3
(タンタル酸リチウム)、Gd2(MoO4)3(モリブ
デン酸ガドリニウム)等の薄膜の合成を可能にす
るものであり、さらに、この方法により得られた
薄膜は多結晶体であるが、その強誘電性により大
容量コンデンサへの応用、また透明薄膜であるこ
とにより、電気光学効果を用いた光学装置等への
応用を可能にすることができる。
以上のように、この発明の強誘電体薄膜の製造
方法によると、有機金属化合物の加水分解反応に
より、溶液状態から強誘電体薄膜を合成する強誘
電体薄膜の製造方法において、加水分解反応後の
熱分解反応時に水蒸気を強制的に送込むことによ
り、再現性のよい均一な強誘電体の透明薄膜を合
成することができる。また、この発明は、溶液状
態からの反応により薄膜を合成することができる
ため、ストイキオメトリ制御が容易であるととも
に、反応性に富む有機金属化合物の加水分解によ
るため、比較的低温度で薄膜を合成することがで
き、化合物薄膜の1つの有力な製法となり得るも
のである。
方法によると、有機金属化合物の加水分解反応に
より、溶液状態から強誘電体薄膜を合成する強誘
電体薄膜の製造方法において、加水分解反応後の
熱分解反応時に水蒸気を強制的に送込むことによ
り、再現性のよい均一な強誘電体の透明薄膜を合
成することができる。また、この発明は、溶液状
態からの反応により薄膜を合成することができる
ため、ストイキオメトリ制御が容易であるととも
に、反応性に富む有機金属化合物の加水分解によ
るため、比較的低温度で薄膜を合成することがで
き、化合物薄膜の1つの有力な製法となり得るも
のである。
Claims (1)
- 1 有機金属化合物の加水分解反応により、溶液
状態から強誘電体薄膜を合成する強誘電体薄膜の
製造方法において、加水分解反応後の熱分解反応
時に、水蒸気を強制的に送込むことを特徴とする
強誘電体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10366779A JPS5628408A (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Method of manufacturing ferrodielectric thin film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10366779A JPS5628408A (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Method of manufacturing ferrodielectric thin film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5628408A JPS5628408A (en) | 1981-03-20 |
JPS6227482B2 true JPS6227482B2 (ja) | 1987-06-15 |
Family
ID=14360131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10366779A Granted JPS5628408A (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Method of manufacturing ferrodielectric thin film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5628408A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0134249A4 (en) * | 1983-01-31 | 1987-06-29 | Nippon Soda Co | PROCESS FOR PRODUCING A THIN FILM DIELECTRIC. |
JPS59213665A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-12-03 | 鐘淵化学工業株式会社 | 機能性無機薄膜およびその製造法 |
-
1979
- 1979-08-14 JP JP10366779A patent/JPS5628408A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5628408A (en) | 1981-03-20 |
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