JP2000344574A - Ｐｎｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｎｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 - Google Patents
Ｐｎｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｎｚｔ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ＰＮＺＴ強誘電体薄
膜形成用組成物と、このＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組
成物を用いたＰＮＺＴ強誘電体薄膜の形成方法を提供す
る。 【解決手段】 Ｐｂ，Ｎｂ，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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物。こ
のＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜の形成
方法。
膜形成用組成物と、このＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組
成物を用いたＰＮＺＴ強誘電体薄膜の形成方法を提供す
る。 【解決手段】 Ｐｂ，Ｎｂ，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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物。こ
のＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮ
ＺＴ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ＰＮ
ＺＴ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】ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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。
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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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
ＮＺＴ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。
ＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組成
物とこのＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を用いたＰ
ＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組成
物とこのＰＮＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物を用いたＰ
ＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電
体薄膜形成用組成物は、ペロブスカイト型ＰＮＺＴ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
ＰＮＺＴ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。
体薄膜形成用組成物は、ペロブスカイト型ＰＮＺＴ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
ＰＮＺＴ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、ＰＮＺＴ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、ＰＮＺＴ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。
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、ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜の形成方法
は、このような本発明のＰＮＺＴ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、ＰＮＺＴ
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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜を形成するこ
とができる。
は、このような本発明のＰＮＺＴ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、ＰＮＺＴ
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ＰＮＺＴ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，Ｎｂ，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化合物としては酢酸鉛等の有機酸塩、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、Ｎｂ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，Ｎｂ，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化合物としては酢酸鉛等の有機酸塩、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、Ｎｂ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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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。
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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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。
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、ＰＮＺＴ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。
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ＰＮＺＴ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、ＰＮＺＴ強誘電体
薄膜を形成するには、上述の本発明のＰＮＺＴ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、Ｌ
ＳＭＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｏｕｒｃｅ Ｍｉｓｔｅｄ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）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。
成物により、本発明の方法に従って、ＰＮＺＴ強誘電体
薄膜を形成するには、上述の本発明のＰＮＺＴ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、Ｌ
ＳＭＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｏｕｒｃｅ Ｍｉｓｔｅｄ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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 Ｎｂ化合物： ニオブペンタエトキシド 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（Ｎｂ，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 Ｎｂ化合物： ニオブペンタエトキシド 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（Ｎｂ，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 その後、各々の溶液を遮光した状態で室温にて長期保管
したときの、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、
その経時変化を表１に示した。
液 Ｂ：前記濾過法 Ｃ：前記濾過法 Ｄ：前記濾過法 その後、各々の溶液を遮光した状態で室温にて長期保管
したときの、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、
その経時変化を表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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜を形成し
た。このＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜を形成し
た。このＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮ
ＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物が提供され、このような
ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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ＰＮ
ＺＴ強誘電体薄膜形成用組成物が提供され、このような
ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ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） 4D075 BB21Z BB28Z BB56Z CA22 DC21 EC08 4G031 AA11 AA12 AA14 AA32 BA09 CA01 CA08 GA01 GA03 GA05 5G303 AA10 AB20 BA03 BA07 CA01 CA09 CB21 CB25 CB35 CB39 CD04 DA02
Claims (2)
- 【請求項１】 ペロブスカイト型ＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ
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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜
形成用組成物。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＰＮＺＴ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ＰＮＺＴ強誘電体薄膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11158118A JP2000344574A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Ｐｎｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｎｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11158118A JP2000344574A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Ｐｎｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｎｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000344574A true JP2000344574A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15664703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11158118A Pending JP2000344574A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Ｐｎｚｔ強誘電体薄膜形成用組成物及びｐｎｚｔ強誘電体薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000344574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006024748A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 強誘電体キャパシタをもつ半導体装置及びその製造方法 |
| JP2008290937A (ja) * | 2004-05-31 | 2008-12-04 | Seiko Epson Corp | 前駆体組成物の製造方法 |
| JP2011142146A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Seiko Epson Corp | 圧電セラミックス膜形成用組成物、圧電素子及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置 |
| JP2014187249A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Mitsubishi Materials Corp | 強誘電体薄膜形成用組成物の製造方法及びその用途 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11158118A patent/JP2000344574A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008290937A (ja) * | 2004-05-31 | 2008-12-04 | Seiko Epson Corp | 前駆体組成物の製造方法 |
| JP2006024748A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 強誘電体キャパシタをもつ半導体装置及びその製造方法 |
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| JP2014187249A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Mitsubishi Materials Corp | 強誘電体薄膜形成用組成物の製造方法及びその用途 |
| TWI607589B (zh) * | 2013-03-25 | 2017-12-01 | 三菱綜合材料股份有限公司 | 強介電體薄膜形成用組成物之製造方法及其用途 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070116 |
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