JP2001002418A - Ｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 - Google Patents
Ｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期保存安定性に優れたＰＬＣＳＺＴ強誘電
体薄膜形成用組成物と、このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜
形成用組成物を用いたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成
方法を提供する。 【解決手段】 Ｐｂ，Ｌａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｒ及びＴｉ
の金属アルコキシド、その部分加水分解物及び／又は有
機酸塩を含むペロブスカイト型ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄
膜形成用組成物において、粒径０．５μｍ以上のパーテ
ィクルが５０個／ｍＬ以下であるＰＬＣＳＺＴ強誘電体
薄膜形成用組成物。このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成
用組成物を耐熱性基板に塗布し、空気中、酸化雰囲気中
又は含水蒸気雰囲気中で加熱する工程を所望の厚さの膜
が得られるまで繰り返し、少なくとも最終工程における
加熱中或いは加熱後に膜を結晶化温度以上で焼成するＰ
ＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成方法。
体薄膜形成用組成物と、このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜
形成用組成物を用いたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成
方法を提供する。 【解決手段】 Ｐｂ，Ｌａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｒ及びＴｉ
の金属アルコキシド、その部分加水分解物及び／又は有
機酸塩を含むペロブスカイト型ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄
膜形成用組成物において、粒径０．５μｍ以上のパーテ
ィクルが５０個／ｍＬ以下であるＰＬＣＳＺＴ強誘電体
薄膜形成用組成物。このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成
用組成物を耐熱性基板に塗布し、空気中、酸化雰囲気中
又は含水蒸気雰囲気中で加熱する工程を所望の厚さの膜
が得られるまで繰り返し、少なくとも最終工程における
加熱中或いは加熱後に膜を結晶化温度以上で焼成するＰ
ＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、その電気的又は光
学的性質により各種デバイスへの応用が期待されるＰＬ
ＣＳＺＴ強誘電体薄膜を形成するための組成物及び形成
方法に関する。
学的性質により各種デバイスへの応用が期待されるＰＬ
ＣＳＺＴ強誘電体薄膜を形成するための組成物及び形成
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜は、その優れ
た強誘電特性から種々の誘電体デバイスへの応用が期待
されている。このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成方法
には、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法等があるが、比
較的安価で簡便な薄膜形成法として、ゾルゲル法があ
る。ゾルゲル法は、U. S. Pat. filing No. 09/061362
に記載の通り、有機金属化合物の溶液よりなるＰＬＣＳ
ＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を基板に塗布し、塗布後
に加水分解させて酸化物薄膜とした後、焼成して結晶化
させることにより強誘電体薄膜を形成する方法であり、
原料の有機金属化合物としては、一般に、金属アルコキ
シドやその部分加水分解物、或いは有機酸塩が用いられ
ている。
た強誘電特性から種々の誘電体デバイスへの応用が期待
されている。このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成方法
には、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法等があるが、比
較的安価で簡便な薄膜形成法として、ゾルゲル法があ
る。ゾルゲル法は、U. S. Pat. filing No. 09/061362
に記載の通り、有機金属化合物の溶液よりなるＰＬＣＳ
ＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を基板に塗布し、塗布後
に加水分解させて酸化物薄膜とした後、焼成して結晶化
させることにより強誘電体薄膜を形成する方法であり、
原料の有機金属化合物としては、一般に、金属アルコキ
シドやその部分加水分解物、或いは有機酸塩が用いられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来用いられているＰ
ＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物では、長期間保存
した場合、液中の重合反応等により、パーティクルの増
加、沈殿の発生の問題があり、長期的に安定して使用す
ることができなかった。
ＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物では、長期間保存
した場合、液中の重合反応等により、パーティクルの増
加、沈殿の発生の問題があり、長期的に安定して使用す
ることができなかった。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決し、長
期保存安定性に優れたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用
組成物とこのＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を
用いたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成方法を提供する
ことを目的とする。
期保存安定性に優れたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用
組成物とこのＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を
用いたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＰＬＣＳＺＴ強
誘電体薄膜形成用組成物は、ペロブスカイト型ＰＬＣＳ
ＺＴ強誘電体薄膜を形成するための有機金属化合物溶液
よりなるＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物におい
て、粒径０．５μｍ以上のパーティクルの存在量が５０
個／ｍＬ以下であることを特徴とする。
誘電体薄膜形成用組成物は、ペロブスカイト型ＰＬＣＳ
ＺＴ強誘電体薄膜を形成するための有機金属化合物溶液
よりなるＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物におい
て、粒径０．５μｍ以上のパーティクルの存在量が５０
個／ｍＬ以下であることを特徴とする。
【０００６】即ち、本発明者らは、ＰＬＣＳＺＴ強誘電
体薄膜形成用組成物の長期保存安定性を改善すべく鋭意
検討を重ねた結果、ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組
成物の有機金属化合物溶液中において、沈殿発生の初期
核となる初期パーティクル数を極力減らすことで、長期
保存時のパーティクルの増加、沈殿の発生を飛躍的に低
減することができることを見出し、本発明に到達した。
体薄膜形成用組成物の長期保存安定性を改善すべく鋭意
検討を重ねた結果、ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組
成物の有機金属化合物溶液中において、沈殿発生の初期
核となる初期パーティクル数を極力減らすことで、長期
保存時のパーティクルの増加、沈殿の発生を飛躍的に低
減することができることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】本発明のＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の形成
方法は、このような本発明のＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜
形成用組成物を耐熱性基板に塗布し、空気中、酸化雰囲
気中又は含水蒸気雰囲気中で加熱する工程を所望の厚さ
の膜が得られるまで繰り返し、少なくとも最終工程にお
ける加熱中或いは加熱後に該膜を結晶化温度以上で焼成
することを特徴とするものであり、この方法によれば、
ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を長期保存した
後も、均質で膜品質の高い良好なＰＬＣＳＺＴ強誘電体
薄膜を形成することができる。
方法は、このような本発明のＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜
形成用組成物を耐熱性基板に塗布し、空気中、酸化雰囲
気中又は含水蒸気雰囲気中で加熱する工程を所望の厚さ
の膜が得られるまで繰り返し、少なくとも最終工程にお
ける加熱中或いは加熱後に該膜を結晶化温度以上で焼成
することを特徴とするものであり、この方法によれば、
ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を長期保存した
後も、均質で膜品質の高い良好なＰＬＣＳＺＴ強誘電体
薄膜を形成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
に説明する。
【０００９】本発明で用いる有機金属化合物原料は、具
体的には、Ｐｂ，Ｌａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｒ及びＴｉの金
属アルコキシド、その部分加水分解物及び／又は有機酸
塩であり、このうち、Ｐｂ化合物、Ｌａ化合物、Ｃａ化
合物としては酢酸塩（酢酸鉛、酢酸ランタン、酢酸カル
シウム）等の有機酸塩、鉛ジイソプロポキシド等のアル
コキシドが挙げられる。Ｔｉ化合物としては、チタニウ
ムテトラエトキシド、チタニウムテトライソプロポキシ
ド、チタニウムテトラブトキシド、チタニウムジメトキ
シジイソプロポキシド等のアルコキシドが挙げられる。
Ｚｒ化合物、Ｓｒ化合物としては上記Ｔｉ化合物と同様
なアルコキシド類が好ましい。金属アルコキシドはその
まま使用してもよいが、分解を促進させるためにその部
分加水分解物を使用してもよい。
体的には、Ｐｂ，Ｌａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｒ及びＴｉの金
属アルコキシド、その部分加水分解物及び／又は有機酸
塩であり、このうち、Ｐｂ化合物、Ｌａ化合物、Ｃａ化
合物としては酢酸塩（酢酸鉛、酢酸ランタン、酢酸カル
シウム）等の有機酸塩、鉛ジイソプロポキシド等のアル
コキシドが挙げられる。Ｔｉ化合物としては、チタニウ
ムテトラエトキシド、チタニウムテトライソプロポキシ
ド、チタニウムテトラブトキシド、チタニウムジメトキ
シジイソプロポキシド等のアルコキシドが挙げられる。
Ｚｒ化合物、Ｓｒ化合物としては上記Ｔｉ化合物と同様
なアルコキシド類が好ましい。金属アルコキシドはその
まま使用してもよいが、分解を促進させるためにその部
分加水分解物を使用してもよい。
【００１０】本発明のＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用
組成物を調製するには、これらの原料有機金属化合物
を、所望のＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜組成に相当する比
率で適当な溶媒に溶解して、塗布に適した濃度に調製す
る。
組成物を調製するには、これらの原料有機金属化合物
を、所望のＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜組成に相当する比
率で適当な溶媒に溶解して、塗布に適した濃度に調製す
る。
【００１１】ここで用いるＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形
成用組成物の溶媒は、原料有機金属化合物に応じて適宜
決定されるが、一般的には、カルボン酸、アルコール、
エステル、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチル
ケトン）、エーテル類（例えば、ジメチルエーテル、ジ
エチルエーテル）、シクロアルカン類（例えば、シクロ
ヘキサン、シクロヘキサノール）、芳香族系（例えば、
ベンゼン、トルエン、キシレン）、その他テトラヒドロ
フラン等、或いはこれらの２種以上の混合溶媒を用いる
ことができる。
成用組成物の溶媒は、原料有機金属化合物に応じて適宜
決定されるが、一般的には、カルボン酸、アルコール、
エステル、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチル
ケトン）、エーテル類（例えば、ジメチルエーテル、ジ
エチルエーテル）、シクロアルカン類（例えば、シクロ
ヘキサン、シクロヘキサノール）、芳香族系（例えば、
ベンゼン、トルエン、キシレン）、その他テトラヒドロ
フラン等、或いはこれらの２種以上の混合溶媒を用いる
ことができる。
【００１２】カルボン酸としては、具体的には、ｎ−酪
酸、α−メチル酪酸、ｉ−吉草酸、２−エチル酪酸、
２，２−ジメチル酪酸、３，３−ジメチル酪酸、２，３
−ジメチル酪酸、３−メチルペンタン酸、４−メチルペ
ンタン酸、２−エチルペンタン酸、３−エチルペンタン
酸、２，２−ジメチルペンタン酸、３，３−ジメチルペ
ンタン酸、２，３−ジメチルペンタン酸、２−エチルヘ
キサン酸、３−エチルヘキサン酸を用いるのが好まし
い。
酸、α−メチル酪酸、ｉ−吉草酸、２−エチル酪酸、
２，２−ジメチル酪酸、３，３−ジメチル酪酸、２，３
−ジメチル酪酸、３−メチルペンタン酸、４−メチルペ
ンタン酸、２−エチルペンタン酸、３−エチルペンタン
酸、２，２−ジメチルペンタン酸、３，３−ジメチルペ
ンタン酸、２，３−ジメチルペンタン酸、２−エチルヘ
キサン酸、３−エチルヘキサン酸を用いるのが好まし
い。
【００１３】また、エステルとしては、酢酸エチル、酢
酸プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢
酸ｔｅｒｔ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−アミ
ル、酢酸ｓｅｃ−アミル、酢酸ｔｅｒｔ−アミル、酢酸
イソアミルを用いるのが好ましく、アルコールとして
は、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−ブタノール、イソ−ブチルアルコール、１−
ペンタノール、２−ペンタノール、２−メチル−２−ペ
ンタノール、２−メトキシエタノールを用いるのが好適
である。
酸プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢
酸ｔｅｒｔ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−アミ
ル、酢酸ｓｅｃ−アミル、酢酸ｔｅｒｔ−アミル、酢酸
イソアミルを用いるのが好ましく、アルコールとして
は、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−ブタノール、イソ−ブチルアルコール、１−
ペンタノール、２−ペンタノール、２−メチル−２−ペ
ンタノール、２−メトキシエタノールを用いるのが好適
である。
【００１４】なお、ＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組
成物の有機金属化合物溶液中の有機金属化合物の合計濃
度は、金属酸化物換算量で０．１〜２０重量％程度とす
るのが好ましい。
成物の有機金属化合物溶液中の有機金属化合物の合計濃
度は、金属酸化物換算量で０．１〜２０重量％程度とす
るのが好ましい。
【００１５】この有機金属化合物溶液中には、必要に応
じて安定化剤として、β−ジケトン類（例えば、アセチ
ルアセトン、ヘプタフルオロブタノイルピバロイルメタ
ン、ジピバロイルメタン、トリフルオロアセチルアセト
ン、ベンゾイルアセトン等）、ケトン酸類（例えば、ア
セト酢酸、プロピオニル酢酸、ベンゾイル酢酸等）、こ
れらのケトン酸のメチル、プロピル、ブチル等の低級ア
ルキルエステル類、オキシ酸類（例えば、乳酸、グリコ
ール酸、α−オキシ酪酸、サリチル酸等）、これらのオ
キシ酸の低級アルキルエステル類、オキシケトン類（例
えば、ジアセトンアルコール、アセトイン等）、α−ア
ミノ酸類（例えば、グリシン、アラニン等）、アルカノ
ールアミン類（例えば、ジェタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、モノエタノールアミン）等を、（安定化
剤分子数）／（金属原子数）で０．２〜３程度添加して
も良い。
じて安定化剤として、β−ジケトン類（例えば、アセチ
ルアセトン、ヘプタフルオロブタノイルピバロイルメタ
ン、ジピバロイルメタン、トリフルオロアセチルアセト
ン、ベンゾイルアセトン等）、ケトン酸類（例えば、ア
セト酢酸、プロピオニル酢酸、ベンゾイル酢酸等）、こ
れらのケトン酸のメチル、プロピル、ブチル等の低級ア
ルキルエステル類、オキシ酸類（例えば、乳酸、グリコ
ール酸、α−オキシ酪酸、サリチル酸等）、これらのオ
キシ酸の低級アルキルエステル類、オキシケトン類（例
えば、ジアセトンアルコール、アセトイン等）、α−ア
ミノ酸類（例えば、グリシン、アラニン等）、アルカノ
ールアミン類（例えば、ジェタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、モノエタノールアミン）等を、（安定化
剤分子数）／（金属原子数）で０．２〜３程度添加して
も良い。
【００１６】本発明では、このようにして調製された有
機金属化合物溶液を濾過処理するなどして、パーティク
ルを除去し、粒径０．５μｍ以上のパーティクルの個数
が溶液１ｍＬ当り５０個／ｍＬ以下となるようにする。
機金属化合物溶液を濾過処理するなどして、パーティク
ルを除去し、粒径０．５μｍ以上のパーティクルの個数
が溶液１ｍＬ当り５０個／ｍＬ以下となるようにする。
【００１７】有機金属化合物溶液中の粒径０．５μｍ以
上のパーティクルの個数が５０個／ｍＬを超えると、長
期保存安定性が劣るものとなる。この有機金属化合物溶
液中の粒径０．５μｍ以上のパーティクルの個数は少な
い程好ましく、特に３０個／ｍＬ以下であることが好ま
しい。
上のパーティクルの個数が５０個／ｍＬを超えると、長
期保存安定性が劣るものとなる。この有機金属化合物溶
液中の粒径０．５μｍ以上のパーティクルの個数は少な
い程好ましく、特に３０個／ｍＬ以下であることが好ま
しい。
【００１８】このようなパーティクル個数となるよう
に、調製後の有機金属化合物溶液を処理する方法として
は特に制限はないが、具体的には次のような方法が挙げ
られる。 市販の０．２μｍ孔径のメンブランフィルターを使
用し、シリンジで圧送する濾過法。 市販の０．０５μｍ孔径のメンブランフィルターと
加圧タンクを組み合せた加圧濾過法。 上記のフィルターと溶液循環槽を組み合せた循環
濾過法。
に、調製後の有機金属化合物溶液を処理する方法として
は特に制限はないが、具体的には次のような方法が挙げ
られる。 市販の０．２μｍ孔径のメンブランフィルターを使
用し、シリンジで圧送する濾過法。 市販の０．０５μｍ孔径のメンブランフィルターと
加圧タンクを組み合せた加圧濾過法。 上記のフィルターと溶液循環槽を組み合せた循環
濾過法。
【００１９】いずれの方法においても、溶液圧送圧力に
より、フィルターによるパーティクル捕捉率が異なる。
圧力が低いほど捕捉率が高くなることは一般的に知られ
ており、特に、，について、本発明のパーティクル
５０個以下の条件を実現するためには、低圧で非常にゆ
っくりとフィルターに通す必要がある。後述の実施例に
おいて、，の方法ではパーティクル５０個以下を実
現していないが、当然圧力を下げれば本発明の条件を達
成可能である。
より、フィルターによるパーティクル捕捉率が異なる。
圧力が低いほど捕捉率が高くなることは一般的に知られ
ており、特に、，について、本発明のパーティクル
５０個以下の条件を実現するためには、低圧で非常にゆ
っくりとフィルターに通す必要がある。後述の実施例に
おいて、，の方法ではパーティクル５０個以下を実
現していないが、当然圧力を下げれば本発明の条件を達
成可能である。
【００２０】このようなＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成
用組成物により、本発明の方法に従って、ＰＬＣＳＺＴ
強誘電体薄膜を形成するには、上述の本発明のＰＬＣＳ
ＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物をスピンコート、ディッ
プコート、ＬＳＭＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｏｕｒｃｅ
Ｍｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法等の塗布法により基板上に塗布し、乾燥（仮焼
成）及び本焼成を行う。
用組成物により、本発明の方法に従って、ＰＬＣＳＺＴ
強誘電体薄膜を形成するには、上述の本発明のＰＬＣＳ
ＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物をスピンコート、ディッ
プコート、ＬＳＭＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｏｕｒｃｅ
Ｍｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法等の塗布法により基板上に塗布し、乾燥（仮焼
成）及び本焼成を行う。
【００２１】使用される基板の具体例としては、基板表
層部に、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ，Ｐｔ，Ｐｔ（最上
層）／Ｔｉ，Ｐｔ（最上層）／Ｔａ，Ｒｕ，ＲｕＯ2，
Ｒｕ（最上層）／ＲｕＯ2，ＲｕＯ2（最上層）／Ｒｕ，
Ｉｒ，ＩｒＯ2，Ｉｒ（最上層）／ＩｒＯ2，Ｐｔ（最上
層）／Ｉｒ，Ｐｔ（最上層）／ＩｒＯ2，ＳｒＲｕＯ3又
は（ＬａxＳｒ1-x）ＣｏＯ3等のペロブスカイト型導電
性酸化物等を用いた基板が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。
層部に、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ，Ｐｔ，Ｐｔ（最上
層）／Ｔｉ，Ｐｔ（最上層）／Ｔａ，Ｒｕ，ＲｕＯ2，
Ｒｕ（最上層）／ＲｕＯ2，ＲｕＯ2（最上層）／Ｒｕ，
Ｉｒ，ＩｒＯ2，Ｉｒ（最上層）／ＩｒＯ2，Ｐｔ（最上
層）／Ｉｒ，Ｐｔ（最上層）／ＩｒＯ2，ＳｒＲｕＯ3又
は（ＬａxＳｒ1-x）ＣｏＯ3等のペロブスカイト型導電
性酸化物等を用いた基板が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。
【００２２】なお、１回の塗布では、所望の膜厚が得ら
れない場合には、塗布、乾燥の工程を複数回繰り返し行
った後、本焼成を行う。
れない場合には、塗布、乾燥の工程を複数回繰り返し行
った後、本焼成を行う。
【００２３】ここで、仮焼成は、溶媒を除去すると共に
有機金属化合物を加水分解して複合酸化物に転化させる
ために行うことから、空気中、酸化雰囲気中、又は含水
蒸気雰囲気中で行う。空気中での加熱でも、加水分解に
必要な水分は空気中の湿気により十分に確保される。こ
の加熱は、溶媒の除去のための低温加熱と、有機金属化
合物の分解のための高温加熱の２段階で実施しても良
い。
有機金属化合物を加水分解して複合酸化物に転化させる
ために行うことから、空気中、酸化雰囲気中、又は含水
蒸気雰囲気中で行う。空気中での加熱でも、加水分解に
必要な水分は空気中の湿気により十分に確保される。こ
の加熱は、溶媒の除去のための低温加熱と、有機金属化
合物の分解のための高温加熱の２段階で実施しても良
い。
【００２４】本焼成は、仮焼成で得られた薄膜を結晶化
温度以上の温度で焼成して結晶化させるための工程であ
り、これによりＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜が得られる。
温度以上の温度で焼成して結晶化させるための工程であ
り、これによりＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜が得られる。
【００２５】一般に、仮焼成は、１５０〜５５０℃で行
われ、本焼成は４５０〜８００℃で行われる。
われ、本焼成は４５０〜８００℃で行われる。
【００２６】
【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。
り具体的に説明する。
【００２７】なお、以下の実施例及び比較例において、
有機金属化合物原料としては、次のものを用いた。 Ｐｂ化合物： 酢酸鉛３水和物 Ｌａ化合物： 酢酸ランタン１．５水和物 Ｃａ化合物： 酢酸カルシウム１水和物 Ｓｒ化合物： ストロンチウム２−メトキシエトキシド Ｚｒ化合物： ジルコニウムテトラｔ−ブトキシド Ｔｉ化合物： チタンテトライソプロポキシド 実施例１〜３、比較例１〜１２ 有機溶媒として２−メトキシエタノールを使用し、これ
に酢酸塩形態の有機金属化合物（Ｐｂ，Ｃａ，Ｌａ化合
物）を溶解させ、共沸蒸留により水を除去した。その
後、得られた溶液にアルコキシド形態の有機金属化合物
（Ｓｒ，Ｚｒ，Ｔｉ化合物）を添加して溶解させ、溶液
安定化のためアセチルアセトンを金属アルコキシドに対
して２倍ｍｏｌ加えて表１に示す組成の薄膜形成用溶液
を得た。この溶液中の有機金属化合物の合計濃度は、金
属酸化物換算濃度で約１５重量％であった。
有機金属化合物原料としては、次のものを用いた。 Ｐｂ化合物： 酢酸鉛３水和物 Ｌａ化合物： 酢酸ランタン１．５水和物 Ｃａ化合物： 酢酸カルシウム１水和物 Ｓｒ化合物： ストロンチウム２−メトキシエトキシド Ｚｒ化合物： ジルコニウムテトラｔ−ブトキシド Ｔｉ化合物： チタンテトライソプロポキシド 実施例１〜３、比較例１〜１２ 有機溶媒として２−メトキシエタノールを使用し、これ
に酢酸塩形態の有機金属化合物（Ｐｂ，Ｃａ，Ｌａ化合
物）を溶解させ、共沸蒸留により水を除去した。その
後、得られた溶液にアルコキシド形態の有機金属化合物
（Ｓｒ，Ｚｒ，Ｔｉ化合物）を添加して溶解させ、溶液
安定化のためアセチルアセトンを金属アルコキシドに対
して２倍ｍｏｌ加えて表１に示す組成の薄膜形成用溶液
を得た。この溶液中の有機金属化合物の合計濃度は、金
属酸化物換算濃度で約１５重量％であった。
【００２８】得られた溶液について、下記の方法で濾過
を行い、濾過処理後の溶液中の、粒径０．５μｍ以上の
パーティクルの個数を液中パーティクルカウンターによ
り測定し、結果を表１に示した。ただし、比較例１，
５，９においては、濾過を行わず、そのままパーティク
ル個数を測定した。
を行い、濾過処理後の溶液中の、粒径０．５μｍ以上の
パーティクルの個数を液中パーティクルカウンターによ
り測定し、結果を表１に示した。ただし、比較例１，
５，９においては、濾過を行わず、そのままパーティク
ル個数を測定した。
【００２９】［濾過方法］ Ａ：前記濾過法により濾過した液と原液の９：１混合
液 Ｂ：前記濾過法 Ｃ：前記濾過法 Ｄ：前記濾過法 各々の溶液を遮光した状態で室温にて長期保管し、沈殿
生成の有無から沈殿の発生時期を調べ、結果を表１に示
した。
液 Ｂ：前記濾過法 Ｃ：前記濾過法 Ｄ：前記濾過法 各々の溶液を遮光した状態で室温にて長期保管し、沈殿
生成の有無から沈殿の発生時期を調べ、結果を表１に示
した。
【００３０】また、実施例１〜３において、各溶液を濾
過後３ヶ月保管した後、下記方法によりゾルゲル法によ
る薄膜の形成を行った。
過後３ヶ月保管した後、下記方法によりゾルゲル法によ
る薄膜の形成を行った。
【００３１】即ち、各々の溶液をスピンコート法により
３０００ｒｐｍで１５秒間の条件で６インチシリコン基
板上に塗布した。得られた塗膜の表面の膜品質を光学顕
微鏡観察により、ストリエーションの有無を調べること
により確認し、下記基準で評価を行い、結果を表１に示
した。 ○： 良好 △： ほぼ良好 ×： 不良 また、上記の如く、塗布した後４００℃で１０分間乾燥
し、この塗布、乾燥を４回繰り返した後、７００℃の酸
素雰囲気中で１分間ＲＴＡ（急速加熱処理装置）で焼成
して膜厚２８００ÅのＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜を形成
した。このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の印加電圧５Ｖに
おける誘電特性を調べ、結果を表１に示した。
３０００ｒｐｍで１５秒間の条件で６インチシリコン基
板上に塗布した。得られた塗膜の表面の膜品質を光学顕
微鏡観察により、ストリエーションの有無を調べること
により確認し、下記基準で評価を行い、結果を表１に示
した。 ○： 良好 △： ほぼ良好 ×： 不良 また、上記の如く、塗布した後４００℃で１０分間乾燥
し、この塗布、乾燥を４回繰り返した後、７００℃の酸
素雰囲気中で１分間ＲＴＡ（急速加熱処理装置）で焼成
して膜厚２８００ÅのＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜を形成
した。このＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の印加電圧５Ｖに
おける誘電特性を調べ、結果を表１に示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１より、溶液中の初期パーティクル（粒
径０．５μｍ以上のパーティクル）数を５０個／ｍＬ以
下にすることで保存安定性を３ヶ月以上も維持すること
ができる、長期使用安定性に優れたＰＬＣＳＺＴ強誘電
体薄膜形成用組成物が提供されることがわかる。また、
このようなＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を用
いることで、長期保管後も高品質な塗膜を形成すること
ができ、これにより誘電特性及びその再現性に優れたＰ
ＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜を形成することができることが
わかる。
径０．５μｍ以上のパーティクル）数を５０個／ｍＬ以
下にすることで保存安定性を３ヶ月以上も維持すること
ができる、長期使用安定性に優れたＰＬＣＳＺＴ強誘電
体薄膜形成用組成物が提供されることがわかる。また、
このようなＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を用
いることで、長期保管後も高品質な塗膜を形成すること
ができ、これにより誘電特性及びその再現性に優れたＰ
ＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜を形成することができることが
わかる。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、長
期間保管後も沈殿発生やパーティクルの増加の問題のな
い、長期保存安定性が著しく良好で、実用性の高いＰＬ
ＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物が提供され、このよ
うなＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を用いて、
高品質で誘電特性に優れたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜を
再現性良く形成することができる。
期間保管後も沈殿発生やパーティクルの増加の問題のな
い、長期保存安定性が著しく良好で、実用性の高いＰＬ
ＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物が提供され、このよ
うなＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を用いて、
高品質で誘電特性に優れたＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜を
再現性良く形成することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G048 AA05 AB02 AB05 AC02 AD02 AD04 AD08 AE08 4K022 AA01 AA02 AA05 BA15 BA17 BA22 BA26 BA27 BA28 BA33 DA06 EA01 EA02
Claims (2)
- 【請求項１】 ペロブスカイト型ＰＬＣＳＺＴ強誘電体
薄膜を形成するための有機金属化合物溶液よりなるＰＬ
ＣＳＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物において、 粒径０．５μｍ以上のパーティクルの存在量が５０個／
ｍＬ以下であることを特徴とするＰＬＣＳＺＴ強誘電体
薄膜形成用組成物。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＰＬＣＳＺＴ強誘電体
薄膜形成用組成物を耐熱性基板に塗布し、空気中、酸化
雰囲気中又は含水蒸気雰囲気中で加熱する工程を所望の
厚さの膜が得られるまで繰り返し、少なくとも最終工程
における加熱中或いは加熱後に該膜を結晶化温度以上で
焼成することを特徴とするＰＬＣＳＺＴ強誘電体薄膜の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17293399A JP2001002418A (ja) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | Ｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17293399A JP2001002418A (ja) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | Ｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001002418A true JP2001002418A (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=15951054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17293399A Pending JP2001002418A (ja) | 1999-06-18 | 1999-06-18 | Ｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｌｃｓｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001002418A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110917906A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-27 | 南京大学 | 一种铁电纳滤膜材料、制备方法及应用 |
-
1999
- 1999-06-18 JP JP17293399A patent/JP2001002418A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110917906A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-27 | 南京大学 | 一种铁电纳滤膜材料、制备方法及应用 |
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