JP2008308366A - Dielectric thin film and its manufacturing method, and electronic component using the same film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘電体薄膜及びその製造方法，誘電体薄膜を利用した電子部品に関し、更に具体的には、高誘電率化及び高寿命化（ないし信頼性の向上）に関するものである。 The present invention relates to a dielectric thin film, a method for manufacturing the same, and an electronic component using the dielectric thin film, and more specifically, to a high dielectric constant and a long life (or improved reliability).
近年、情報の高度化・高速化が進み、それに伴って、情報デバイスも小型化，大容量化が求められている。これを実現するためには、誘電材料の薄膜製造技術が不可欠である。薄膜の合成法には、気相法または液相法が広く用いられているが、液相法の一つであるゾル−ゲル法は、気相法に比べ安価であり、７００℃以下の熱処理で緻密化できる等の利点から注目が集められている。下記特許文献１の強誘電体薄膜メモリ素子及びその製造方法には、強誘電体薄膜の膜厚方向を法線とした面内において、結晶粒子間（粒界）に微結晶あるいは非晶質粒子あるいは両者が混在した粒子が充填されており、前記強誘電体薄膜が、スパッタリング法あるいはゾル・ゲル法により製造されることが開示されている。
しかしながら、以上のような背景技術には次のような不都合がある。まず、ゾル−ゲル法で作製された薄膜は、一般的に、緻密であるが結晶性が悪く、高い誘電率を得ることができない。誘電率を上げるためには、７００℃以上での高温熱処理が必要となるが、電極が熱で変形してしまうという不都合が生じる。また、高誘電率を実現するために結晶性ナノ粒子を用いた場合も、固相焼結を起こすためには高温で熱処理をしなければならない。一方、ＡＢＯ３構造を有するペロブスカイト強誘電体であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）は、電圧を印加すると電極の周りに酸素欠陥が集中してショットキー電流が流れるため、寿命が悪化することが知られている。 However, the above background art has the following disadvantages. First, a thin film produced by a sol-gel method is generally dense but has poor crystallinity, and a high dielectric constant cannot be obtained. In order to increase the dielectric constant, high-temperature heat treatment at 700 ° C. or higher is required, but there is a disadvantage that the electrode is deformed by heat. Even when crystalline nanoparticles are used to achieve a high dielectric constant, heat treatment must be performed at a high temperature in order to cause solid-phase sintering. On the other hand, barium titanate (BaTiO 3 ), which is a perovskite ferroelectric having an ABO 3 structure, is known to have a deteriorated life because a Schottky current flows due to concentration of oxygen defects around the electrode when a voltage is applied. It has been.
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、緻密な構造と高い誘電率を有する誘電体薄膜及びその製造方法を提供することである。他の目的は、前記誘電体薄膜を利用した高寿命（高信頼性）の電子部品を提供することである。 The present invention focuses on the above points, and an object thereof is to provide a dielectric thin film having a dense structure and a high dielectric constant, and a method for manufacturing the same. Another object is to provide a long-life (high reliability) electronic component using the dielectric thin film.
前記目的を達成するため、本発明の誘電体薄膜は、ＡＢＯ３構造を有する誘電体のコアの表面にアクセプタ元素がコーティングされた第１の粒子と、ＡＢＯ３構造を有する誘電体であってドナー元素を含んでおり、前記第１の粒子よりも粒径が小さい第２の粒子と、を含んでおり、前記第１の粒子の間隙に、前記第２の粒子が存在することを特徴とする。主要な形態の一つは、前記第１の粒子及び第２の粒子が、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）であることを特徴とする。他の形態は、前記第１の粒子の粒径が６０〜１００ｎｍであり、前記第２の粒子の粒径が５〜１５ｎｍであることを特徴とする。本発明の電子部品は、前記いずれかの誘電体薄膜を利用したことを特徴とする。 To achieve the above object, a dielectric thin film of the present invention includes a first particle, a dielectric with a ABO 3 structure donor acceptor element is coated on the surface of the core of the dielectric with a ABO 3 structure And a second particle having a particle size smaller than that of the first particle, and the second particle is present in a gap between the first particles. . One of the main forms is characterized in that the first particles and the second particles are barium titanate (BaTiO 3 ). In another embodiment, the first particles have a particle size of 60 to 100 nm, and the second particles have a particle size of 5 to 15 nm. The electronic component of the present invention is characterized by using any one of the above dielectric thin films.
本発明の誘電体薄膜の製造方法は、ＡＢＯ３構造を有する誘電体からなるコアの表面に、アクセプタ元素をコーティングし、第１の粒子を得る工程，ＡＢＯ３構造を有する誘電体であって、ドナー元素を含有するとともに、前記第１の粒子よりも粒径が小さい第２の粒子を合成する工程，アクセプタ元素がコーティングされた第１の粒子とドナー元素を含有する第２の粒子を、それぞれ単分散スラリーにする工程，前記２種類の単分散スラリーを混合する工程，前記混合スラリーを基板上に塗布して成膜する工程，を含むことを特徴とする。主要な形態の一つは、前記ドナー元素を含有する第２の粒子を、ゾル−ゲル法により合成したことを特徴とする。他の形態は、前記第１の粒子及び第２の粒子が、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）であることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。 The method for producing a dielectric thin film of the present invention is a step of coating the surface of a core made of a dielectric having an ABO 3 structure with an acceptor element to obtain first particles, a dielectric having an ABO 3 structure, A step of synthesizing a second particle containing a donor element and having a smaller particle diameter than the first particle, a first particle coated with an acceptor element and a second particle containing a donor element, The method includes a step of forming a monodispersed slurry, a step of mixing the two types of monodispersed slurries, and a step of coating the mixed slurry on a substrate to form a film. One of the main forms is characterized in that the second particles containing the donor element are synthesized by a sol-gel method. In another embodiment, the first particles and the second particles are barium titanate (BaTiO 3 ). The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
本発明は、アクセプタ元素が表面にコーティングされたＡＢＯ３構造を有する第１の粒子間の空隙に、ドナー元素を含有するＡＢＯ３構造を有しており前記第１の粒子よりも粒径が小さい第２の粒子を充填することにより、低温熱処理でも構造を緻密化することができ、かつ、誘電率が高い誘電体薄膜が得られる。また、ドナー・アクセプタ設計によって酸素欠陥の生成と移動を抑制することとしたので、前記誘電体薄膜の利用により、高寿命（高信頼性）の電子部品を得ることができるという効果がある。 The present invention is, in the gap between the first particles having the ABO 3 structure acceptor element is coated on the surface, the particle size is smaller than the first particle has a ABO 3 structure containing donor element By filling the second particles, the structure can be densified even by low-temperature heat treatment, and a dielectric thin film having a high dielectric constant can be obtained. Further, since the generation and movement of oxygen defects are suppressed by the donor / acceptor design, there is an effect that an electronic component having a long life (high reliability) can be obtained by using the dielectric thin film.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on examples.
最初に、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。図１(A)は、本発明の誘電体薄膜を利用した薄膜コンデンサの主要断面図，図１(B)は、前記誘電体薄膜の構造を示す断面図である。図２は、前記誘電体薄膜の製造工程の一例を示すフローチャートである。図１(A)に示すように、本実施例の薄膜コンデンサ１０は、基板１２上に、下部電極１４，誘電体薄膜１６，上部電極２６が順に積層した構造となっている。前記誘電体薄膜１６は、アクセプタ元素のコーティング層２０によって誘電体のコア１８の表面が被覆された第１の粒子２２間の空隙が、該第１の粒子２２よりも粒径が小さく、ドナー元素を含有する第２の粒子２４によって充填されている。すなわち、粒界に前記第２の粒子２４が充填した緻密な構造となっている。
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1A is a main cross-sectional view of a thin film capacitor using the dielectric thin film of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing the structure of the dielectric thin film. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the dielectric thin film. As shown in FIG. 1A, the
本実施例では、前記第１の粒子２２のコア１８として、ＡＢＯ３で表されるペロブスカイト構造を有するチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粒子を用いている。ここで、更に、高結晶のチタン酸バリウムを用いることにより、高誘電率とすることができる。高結晶とは、チタン酸バリウムの場合では、Ｘ線回折法によって測定したときに、格子定数のｃ軸／ａ軸の比が、１．００５以上である。前記第１の粒子２２は、最密充填構造となっている。また、前記コーティング層２０としてはＭｎ層が用いられ、粒界に存在する第２の粒子２４としては、ドナー元素としてＮｂを含有したチタン酸バリウム粒子が用いられている。該第２の粒子２４も、ペロブスカイト構造となっている。前記基板１２，下部電極１４，上部電極２６としては、公知の各種の材料が用いられる。
In this embodiment, barium titanate (BaTiO 3 ) particles having a perovskite structure represented by ABO 3 are used as the
次に、図２も参照して、本発明の誘電体薄膜の製造方法を説明する。まず、高結晶チタン酸バリウム粒子（ｃ軸／ａ軸＝１．００５以上）を溶媒に分散してスラリー化する（ステップＳ１０）。前記溶媒としては、例えば、メチルアルコール，エチルアルコール，ｎ−プロピルアルコール，イソプロピルアルコール，ｎ−ブタノール，シクロヘキサノール，２−メトキシエタノール，２−エトキシエタノール等の低級アルコール、またはアルコールと混和性のあるジオキサン，アセトン，アセチルアセトン，ジメチルホルムアミド，ジメチルスルホキシド等を混合したものなどが用いられる。そして、前記スラリーに酢酸マンガンを加えて撹拌する（ステップＳ１２）ことによって、Ｍｎ層が表面にコーティングされた高結晶チタン酸バリウム粒子（粒径約６０〜１００ｎｍ）を得る（ステップＳ１４）。前記高結晶チタン酸バリウム粒子としては、公知の各種製法により製造されたものが適用可能である。一方、Ｂａエトキシド，Ｔｉイソプロポキシド，Ｎｂペントキシドを、それぞれ１：０．９７：０．０３の比で２−メトキシエタノール中に溶解させ（ステップＳ２０）、その後、０℃で加水分解を行う（ステップＳ２２）ことによって、Ｎｂ（ドナー元素）を含有する粒径約５〜１５ｎｍのチタン酸バリウムの粒子を合成する（ステップＳ２４）。 Next, with reference to FIG. 2 as well, a method for manufacturing a dielectric thin film according to the present invention will be described. First, high-crystal barium titanate particles (c-axis / a-axis = 1.005 or more) are dispersed in a solvent to form a slurry (step S10). Examples of the solvent include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol, cyclohexanol, 2-methoxyethanol, and 2-ethoxyethanol, or dioxane miscible with alcohol. , Acetone, acetylacetone, dimethylformamide, dimethylsulfoxide and the like are used. Then, manganese acetate is added to the slurry and stirred (step S12), thereby obtaining highly crystalline barium titanate particles (particle size: about 60 to 100 nm) having a Mn layer coated on the surface (step S14). As the highly crystalline barium titanate particles, those produced by various known production methods are applicable. On the other hand, Ba ethoxide, Ti isopropoxide, and Nb pentoxide are dissolved in 2-methoxyethanol in a ratio of 1: 0.97: 0.03, respectively (step S20), and then hydrolyzed at 0 ° C. ( Step S22) synthesizes barium titanate particles containing Nb (donor element) and having a particle size of about 5 to 15 nm (step S24).
前記Ｍｎコーティング高結晶チタン酸バリウム粒子と、Ｎｂ含有チタン酸バリウム粒子をそれぞれエタノールに分散し（ステップＳ３０，Ｓ３２）、これらＭｎコーティング高結晶チタン酸バリウム粒子とＮｂ含有チタン酸バリウム粒子の単分散スラリーを、例えば、質量比で７：３の割合となるように混合し（ステップＳ３４）、その後、スピンコーティングにより基板（Ｐｔ／ＴｉＯｘ／ＳｉＯ２／Ｓｉ基板など）上に塗布して成膜する（ステップＳ３６）。具体的には、例えば、混合スラリーの塗布と５００℃での乾燥を３回ずつ繰り返した後、７００℃で１０分間の熱処理を行う。なお、熱処理の温度は、７００℃以下が好ましい。これは、７００℃よりも高温になると、基板の電極の変形や、目的の構造（組成傾斜）が得られないといった不都合が生じるためである。 The Mn-coated high crystal barium titanate particles and Nb-containing barium titanate particles are dispersed in ethanol, respectively (steps S30 and S32), and a monodispersed slurry of these Mn-coated high crystal barium titanate particles and Nb-containing barium titanate particles. Are mixed so as to have a mass ratio of, for example, 7: 3 (step S34), and then applied onto a substrate (such as a Pt / TiOx / SiO 2 / Si substrate) by spin coating to form a film ( Step S36). Specifically, for example, after applying the mixed slurry and drying at 500 ° C. three times, heat treatment is performed at 700 ° C. for 10 minutes. The heat treatment temperature is preferably 700 ° C. or lower. This is because when the temperature is higher than 700 ° C., there are disadvantages such as deformation of the electrode of the substrate and failure to obtain the target structure (composition gradient).
以上のようにして得られた誘電体薄膜は、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）による観察結果から、高結晶チタン酸バリウム粒子の外側に、チタン酸バリウムの微粒子が充填した構造となっており、厚さは２００ｎｍ程度であった。また、ＥＤＳ（エネルギー分光器）による組成分析の結果、Ｍｎ（アクセプタ元素）及びＮｂ（ドナー元素）が粒界に存在している様子が確認された。また、電圧１Ｖ，３Ｖ，６Ｖ、および温度を１０５℃，１１５℃，１２５℃の条件で加速寿命試験を行い、その結果から加速係数を求め寿命を算出したところ、この誘電体薄膜の寿命は、１２５℃，０．１ＭＶ／ｃｍの場合、１６０年であった。なお、膜の確認は、上述したＳＥＭに限定されるものではなく、公知のＴＥＭなどの方法を用いて行うようにしてもよい。 The dielectric thin film obtained as described above has a structure in which fine particles of barium titanate are filled on the outside of the high-crystal barium titanate particles based on the observation result by SEM (scanning electron microscope). Was about 200 nm. Moreover, as a result of the composition analysis by EDS (energy spectrometer), it was confirmed that Mn (acceptor element) and Nb (donor element) were present at the grain boundary. In addition, an accelerated life test was conducted under the conditions of voltage 1V, 3V, 6V, and temperatures of 105 ° C., 115 ° C., and 125 ° C., and when the acceleration coefficient was calculated from the results, the life was calculated. In the case of 125 ° C. and 0.1 MV / cm, it was 160 years. The confirmation of the film is not limited to the SEM described above, and may be performed using a known method such as TEM.
上述のゾル−ゲル法で合成したドナー元素（Ｎｂ）含有のチタン酸バリウム粒子は、７００℃以下の熱処理でも、高結晶チタン酸バリウム粒子の空隙を埋めるように焼結し、緻密な構造を形成する。これに加え、高結晶チタン酸バリウム粒子を最密充填構造とすることにより、緻密な構造で、かつ、高誘電率を有する誘電体薄膜を製造することが可能となる。また、ゾル−ゲル法で合成したチタン酸バリウム粒子に含まれるドナーは、結晶内の酸素欠陥の生成を抑制し、高結晶チタン酸バリウム粒子の表面のアクセプタは、酸素欠陥の移動を抑制するように働き、電極付近に酸素結果が集中しにくくなる。以上の作用により、コンデンサ内に３次元の組成傾斜を有する高寿命（高信頼性）の薄膜コンデンサ１０を作成することが可能となる。
The donor element (Nb) -containing barium titanate particles synthesized by the above-mentioned sol-gel method are sintered to fill the voids of the high-crystal barium titanate particles even at a heat treatment of 700 ° C. or less to form a dense structure. To do. In addition to this, by making the highly crystalline barium titanate particles have a close-packed structure, it is possible to manufacture a dielectric thin film having a dense structure and a high dielectric constant. The donor contained in the barium titanate particles synthesized by the sol-gel method suppresses the generation of oxygen defects in the crystal, and the acceptor on the surface of the high crystal barium titanate particles suppresses the movement of oxygen defects. And oxygen results are less likely to concentrate near the electrode. With the above operation, a long-life (high reliability)
＜実験例＞・・・次に、上述した実施例１と比較例について、７００℃での熱処理後の膜の特性比較を行う。比較例としては、以下の３種について、それぞれ、粒子をエタノールに分散させたスラリーをスピンコートを用いて成膜し、７００℃で熱処理した膜を利用した薄膜コンデンサを用いた。
比較例１：Ｍｎコーティングしたチタン酸バリウムのみ
比較例２：Ｎｂをドープしたチタン酸バリウムのみ
比較例３：高結晶チタン酸バリウムとチタン酸バリウム（ゾル−ゲル法で作製）の７：３混合粉
以下の表１には、前記比較例１〜３と上述した実施例１について、膜充填率（％），誘電率，信頼性（年）の測定結果が示されている。なお、信頼性については、前述の方法により算出した。
Comparative Example 1: Mn-coated barium titanate only Comparative Example 2: Nb-doped barium titanate only Comparative Example 3: High crystalline barium titanate and barium titanate (made by sol-gel method) 7: 3 mixed powder Table 1 below shows the measurement results of film filling rate (%), dielectric constant, and reliability (year) for Comparative Examples 1 to 3 and Example 1 described above. The reliability was calculated by the method described above.
前記表１に示すように、Ｍｎコーティングチタン酸バリウムのみで作製された比較例１では、電圧の印加によりショートを起こしてしまい、誘電率と信頼性の試験結果が得られなかった。Ｎｂドープチタン酸バリウムのみで作製された比較例２では、信頼性は高めであるものの、膜充填率が十分ではなく、誘電率も２００程度に留まっている。次に、高結晶チタン酸バリウムとゾル−ゲル法で作製したチタン酸バリウムを７：３の比率で使用した比較例３では、前記比較例２よりも膜充填率及び誘電率の向上が見られたが、寿命の低下が生じた。これら比較例１〜３と比べると、実施例１では、９５％の膜充填率と、高い誘電率とともに、１６０年という高寿命を達成している。このように、高結晶チタン酸バリウムと、ゾル−ゲル法によって作製したチタン酸バリウムを用い、それぞれにドナー・アクセプタ設計を行うことにより、低温熱処理でも構造を緻密化でき、かつ、高誘電率・高信頼性を併せもった薄膜コンデンサの作成が可能となる。 As shown in Table 1, in Comparative Example 1 produced only with Mn-coated barium titanate, a short circuit occurred due to the application of voltage, and the test results of dielectric constant and reliability could not be obtained. In Comparative Example 2 made only with Nb-doped barium titanate, although the reliability is high, the film filling rate is not sufficient, and the dielectric constant remains at about 200. Next, in Comparative Example 3 in which high-crystal barium titanate and barium titanate prepared by a sol-gel method were used at a ratio of 7: 3, the film filling rate and the dielectric constant were improved as compared with Comparative Example 2. However, the life decreased. Compared with these Comparative Examples 1 to 3, Example 1 achieves a lifetime of 160 years with a film filling factor of 95% and a high dielectric constant. In this way, by using high-crystal barium titanate and barium titanate prepared by the sol-gel method and designing donors and acceptors for each, the structure can be densified even with low-temperature heat treatment, and high dielectric constant and Thin film capacitors with high reliability can be created.
このように、実施例１によれば、ＡＢＯ３構造の誘電体であるコア粒子１８の表面にアクセプタ元素のコーティング層２０が形成された第１の粒子２２と、ドナー元素を含有するＡＢＯ３構造の誘電体であって、前記第１の粒子２２よりも粒径が小さい第２の粒子２４を利用することとしたので、低温でも緻密な構造で高誘電率の誘電体薄膜１６を得ることができる。また、前記誘電体薄膜１６を利用することにより、酸素欠陥の生成と移動を抑制して高い信頼性（高寿命）を有する薄膜コンデンサ１０を得ることができるという効果がある。
Thus, according to the first embodiment, the
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)上述した製造方法や製造条件は一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。例えば、前記実施例１では、ドナー元素を含有する第２の粒子２４を、ゾル−ゲル法により合成することとしたが、これも一例であり、他の公知の各種の合成手法を用いてよい。
(2)前記実施例で示したチタン酸バリウムも一例であり、本発明は、ＡＢＯ３構造を有する材料全般に適用可能である。例えば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３，ＣａｔｉＯ３，ＭｇＴｉＯ３，（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３，（Ｂｉ，Ｎａ）ＴｉＯ３，Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３，Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３，Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）Ｏ３の群から１種を選択するようにしてもよい。また、アクセプタ元素としては、Ｎａ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｋ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｌｉ，Ｍｇなどが用いられ、ドナー元素としては、Ｆ，Ｃｌ，Ｖ，Ｎｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔａ，Ｗなどが用いられる。また、前記基板１２，下部電極１４，上部電極２６を構成する材料についても、必要に応じて適宜変更してよい。
(3)本発明は、上述した薄膜コンデンサのほか、誘電体薄膜を利用した公知の各種の電子部品に適用可能である。
In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, A various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the following are also included.
(1) The above-described manufacturing method and manufacturing conditions are examples, and may be appropriately changed so as to achieve the same effect. For example, in Example 1, the
(2) The barium titanate shown in the above example is also an example, and the present invention can be applied to all materials having an ABO 3 structure. For example, (Ba, Sr, Pb) (Ti, Zr) O 3, CatiO 3, MgTiO 3, (Pb, La) (Ti, Zr) O 3, (Bi, Na) TiO 3, Pb (Mg, Nb) One type may be selected from the group of O 3 , K (Ta, Nb) O 3 , and Pb (Zn, Nb) O 3 . In addition, Na, Al, Mn, Ca, K, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Li, Mg, and the like are used as acceptor elements, and F, Cl, V, Nb, La, and the like are used as donor elements. Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Ta, W, etc. are used. Further, the materials constituting the
(3) In addition to the thin film capacitor described above, the present invention can be applied to various known electronic components using dielectric thin films.
本発明によれば、ＡＢＯ３構造を有する誘電体のコアの表面にアクセプタ元素がコーティングされた第１の粒子間の空隙に、ドナー元素を含有するＡＢＯ３構造の誘電体であって、前記第１の粒子よりも粒径が小さい第２の粒子を充填することにより、低温でも緻密な構造を形成するとともに、高い誘電率が得られるため、誘電体薄膜の用途に適用できる。特に、ドナー・アクセプタ設計によって酸素欠陥の生成と移動を抑制することとしたので、薄膜コンデンサのような電子部品の用途に好適である。 According to the present invention, there is provided an ABO 3 structure dielectric containing a donor element in a gap between first particles in which an acceptor element is coated on the surface of a dielectric core having an ABO 3 structure. By filling the second particles having a particle size smaller than that of the first particles, a dense structure can be formed even at a low temperature and a high dielectric constant can be obtained. In particular, since the generation and movement of oxygen vacancies is suppressed by the donor / acceptor design, it is suitable for use in electronic parts such as thin film capacitors.
１０：薄膜コンデンサ
１２：基板
１４：下部電極
１６：誘電体薄膜
１８：コア
２０：コーティング層
２２：第１の粒子
２４：第２の粒子
２６：上部電極
10: thin film capacitor 12: substrate 14: lower electrode 16: dielectric thin film 18: core 20: coating layer 22: first particle 24: second particle 26: upper electrode
Claims (7)
ＡＢＯ３構造を有する誘電体であってドナー元素を含んでおり、前記第１の粒子よりも粒径が小さい第２の粒子と、
を含んでおり、
前記第１の粒子の間隙に、前記第２の粒子が存在することを特徴とする誘電体薄膜。 First particles in which an acceptor element is coated on the surface of a dielectric core having an ABO 3 structure;
A second particle that is a dielectric having an ABO 3 structure and includes a donor element, the particle size being smaller than that of the first particle;
Contains
The dielectric thin film, wherein the second particles are present in the gap between the first particles.
ＡＢＯ３構造を有する誘電体であって、ドナー元素を含有するとともに、前記第１の粒子よりも粒径が小さい第２の粒子を合成する工程，
アクセプタ元素がコーティングされた第１の粒子とドナー元素を含有する第２の粒子を、それぞれ単分散スラリーにする工程，
前記２種類の単分散スラリーを混合する工程，
前記混合スラリーを基板上に塗布して成膜する工程，
を含むことを特徴とする誘電体薄膜の製造方法。 Coating the acceptor element on the surface of a core made of a dielectric having an ABO 3 structure to obtain first particles;
Synthesizing a second particle having an ABO 3 structure, containing a donor element and having a particle size smaller than that of the first particle;
A step of making the first particles coated with the acceptor element and the second particles containing the donor element into a monodispersed slurry,
Mixing the two types of monodisperse slurry;
Applying the mixed slurry on a substrate to form a film;
A method for producing a dielectric thin film, comprising:
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|---|---|---|---|---|
| KR101226157B1 (en) | 2010-03-11 | 2013-01-24 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
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