JPH0585706A - 強誘電体薄膜の製造方法 - Google Patents
強誘電体薄膜の製造方法Info
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- JPH0585706A JPH0585706A JP4203091A JP4203091A JPH0585706A JP H0585706 A JPH0585706 A JP H0585706A JP 4203091 A JP4203091 A JP 4203091A JP 4203091 A JP4203091 A JP 4203091A JP H0585706 A JPH0585706 A JP H0585706A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、特別な基板や特に選定した電極膜を
下地としなくとも、ゾル・ゲル法により成膜する強誘電
体薄膜の配向性を向上することを主要な目的とする。 【構成】強誘電体薄膜形成用の金属アルコキシドの溶液
を調整した後、この溶液を基板上に塗布する工程と、前
記基板一定時間含質空気中に放置して加水分解する工程
と、加水分解によって生成されたアルコール及び残留水
分を除去するように前記基板を加熱処理する工程と、こ
の加熱処理された基板を結晶化して必要な所定温度で一
定時間保持した後、室温まで冷却して焼結する工程とを
具備し、前記加熱処理工程と焼結工程の少なくとも一方
の工程を電界を印加しながら行なうことを特徴とする。
下地としなくとも、ゾル・ゲル法により成膜する強誘電
体薄膜の配向性を向上することを主要な目的とする。 【構成】強誘電体薄膜形成用の金属アルコキシドの溶液
を調整した後、この溶液を基板上に塗布する工程と、前
記基板一定時間含質空気中に放置して加水分解する工程
と、加水分解によって生成されたアルコール及び残留水
分を除去するように前記基板を加熱処理する工程と、こ
の加熱処理された基板を結晶化して必要な所定温度で一
定時間保持した後、室温まで冷却して焼結する工程とを
具備し、前記加熱処理工程と焼結工程の少なくとも一方
の工程を電界を印加しながら行なうことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電体薄膜の製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、強誘電体薄膜の製造は真空蒸着、
スパッタリング、イオンプレーティング等の物理的方法
及び有機金属化合物を出発原料とするゾル・ゲル、ＭＯ
Ｄ法（Metal Organic Decomposition ：有機金属分解
法）、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）等の化学的方法に
より行なわれている。
スパッタリング、イオンプレーティング等の物理的方法
及び有機金属化合物を出発原料とするゾル・ゲル、ＭＯ
Ｄ法（Metal Organic Decomposition ：有機金属分解
法）、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）等の化学的方法に
より行なわれている。
【０００３】強誘電体の中でも、特に利用価値の高い化
合物は一般式ＡＢＯ3 で現される正方晶系のペロブスカ
イト型酸化物である。例えば、最も代表的なＰＺＴはＰ
ｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 と表わされるが、通常は （Ｐｂ1+p-x Ａx ）（Ｚｒ1-y-z ＴｉＢｚ）Ｏ3 ＋ｑＭｅＯ と種々の置換元素、添加物によって組成変性して用いら
れている。これは、この材料が各種電子デバイスに用い
られる場合、多項目にわたる特性をユーザ−仕様、即ち
経時変化が少ないこと、温度特性が良い事、環境特性に
優れること等の多くの仕様を満足するためであり、強誘
電体を実用化するための多成分は必要不可欠である。
合物は一般式ＡＢＯ3 で現される正方晶系のペロブスカ
イト型酸化物である。例えば、最も代表的なＰＺＴはＰ
ｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3 と表わされるが、通常は （Ｐｂ1+p-x Ａx ）（Ｚｒ1-y-z ＴｉＢｚ）Ｏ3 ＋ｑＭｅＯ と種々の置換元素、添加物によって組成変性して用いら
れている。これは、この材料が各種電子デバイスに用い
られる場合、多項目にわたる特性をユーザ−仕様、即ち
経時変化が少ないこと、温度特性が良い事、環境特性に
優れること等の多くの仕様を満足するためであり、強誘
電体を実用化するための多成分は必要不可欠である。
【０００４】この様な実状に適した成膜方法として、そ
の経済性をも考え併せるとゾル・ゲル（ Sol−Gel ）法
が最適である。ゾル・ゲル法を用いて例えばＰＺＴ薄膜
を作製するときの従来の工程を以下に説明する。この従
来法の特徴は金属アルコキシドの溶液を混合調製し、例
えば（１）
の経済性をも考え併せるとゾル・ゲル（ Sol−Gel ）法
が最適である。ゾル・ゲル法を用いて例えばＰＺＴ薄膜
を作製するときの従来の工程を以下に説明する。この従
来法の特徴は金属アルコキシドの溶液を混合調製し、例
えば（１）
【０００５】
【化１】
【０００６】といった２次元鎖状構造を有した錯アルコ
キシドゾル液を精製する工程、（２）これをスビンコー
ト法、ディップ法等で基板上に塗布成膜する工程、
（３）空気中の水分により加水分解してアルコール（Ｒ
−ＯＨ）を生成し、
キシドゾル液を精製する工程、（２）これをスビンコー
ト法、ディップ法等で基板上に塗布成膜する工程、
（３）空気中の水分により加水分解してアルコール（Ｒ
−ＯＨ）を生成し、
【０００７】
【化２】
【０００８】の様な３次元網目構造（ゲル）を形成する
工程、（４）網目構造にはみ出したアルコールや残留水
分を膜中より離脱させる工程（５）ゲル状態からアモル
ファス状態を経て結晶化、特にＰＺＴの場合はベロブス
カイト型結晶構造にするために５００℃以上に加熱処理
する工程、から成る。
工程、（４）網目構造にはみ出したアルコールや残留水
分を膜中より離脱させる工程（５）ゲル状態からアモル
ファス状態を経て結晶化、特にＰＺＴの場合はベロブス
カイト型結晶構造にするために５００℃以上に加熱処理
する工程、から成る。
【０００９】特に（５）の加熱処理工程において、
（４）で出来たアモルファス状態の酸化物がパイロクロ
ア構造を経てプロブスカイト構造に移行するが、この時
ほとんどの場合、微粒子結晶どうしの焼結が進み、多結
晶構造をとる。
（４）で出来たアモルファス状態の酸化物がパイロクロ
ア構造を経てプロブスカイト構造に移行するが、この時
ほとんどの場合、微粒子結晶どうしの焼結が進み、多結
晶構造をとる。
【００１０】実際に強誘電体薄膜を用いるには膜の両面
に上部及び下部電極を設け、そのヒステリシス特性や焦
電性、圧電性を利用するが、このとき、各特性を最大限
発揮させるにはＣ軸が一様に、所望の方向に配向した結
晶体である必要がある。そこで特開昭５９−０１７３５
８号に開示されているように、目的の生成物であるＰＺ
Ｔの格子定数に極めて近い値を有する（１００）面を表
面とする単結晶酸化マグネシュウム（ＭｇＯ）を基板と
して、エピタキシャル成長をさせる方法が、配向性薄膜
を作成するうえで有益な方法としてしられている。更に
は、電子デバイス用途で利用する場合には、通常薄膜の
厚み方向に電界を印加して上記特性を引き出す方法が一
般的であるが、それには、膜の厚み方向の表裏に電極を
設ける必要がある。この場合には目的の生成物を（１０
０）配向したＰＺＴとすると、白金（Ｐｔ）を電極材と
して使用し、該白金を（１００）配向させることで、上
記と同様な効果が得られることが知られている。
に上部及び下部電極を設け、そのヒステリシス特性や焦
電性、圧電性を利用するが、このとき、各特性を最大限
発揮させるにはＣ軸が一様に、所望の方向に配向した結
晶体である必要がある。そこで特開昭５９−０１７３５
８号に開示されているように、目的の生成物であるＰＺ
Ｔの格子定数に極めて近い値を有する（１００）面を表
面とする単結晶酸化マグネシュウム（ＭｇＯ）を基板と
して、エピタキシャル成長をさせる方法が、配向性薄膜
を作成するうえで有益な方法としてしられている。更に
は、電子デバイス用途で利用する場合には、通常薄膜の
厚み方向に電界を印加して上記特性を引き出す方法が一
般的であるが、それには、膜の厚み方向の表裏に電極を
設ける必要がある。この場合には目的の生成物を（１０
０）配向したＰＺＴとすると、白金（Ｐｔ）を電極材と
して使用し、該白金を（１００）配向させることで、上
記と同様な効果が得られることが知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
は、目的生成物と電極材または基板のマッチングが必要
であり、材料選定を制限する。また、基板として単結晶
体を、あるいは、電極として配向した膜が要求されるこ
とは工程を高度にかつ複雑にするばかりか、コスト増と
なる。
は、目的生成物と電極材または基板のマッチングが必要
であり、材料選定を制限する。また、基板として単結晶
体を、あるいは、電極として配向した膜が要求されるこ
とは工程を高度にかつ複雑にするばかりか、コスト増と
なる。
【００１２】配向性の強誘電体薄膜を得る他の方法とし
ては、ＲＦスパッタ法を用い基板を温度５００〜７００
℃程度に加熱しながら行なう方法もとられている。他の
製法、真空蒸着法や科学的気相成膜法であるＣＶＤ（Ch
emicalVapour Deposition）法など物理的・科学的な乾
式成膜法では同様な加熱基板を用いた方法がとられてい
る。これは、基板に飛来してくる粒子が結晶構造を形成
するための結晶化エネルギーを補完しているのである。
このような基板温度の工夫で、ある程度の配向性を有す
る強誘電体薄膜が得られるが、物理的蒸着法や化学的気
相成長法では、強誘電体薄膜のような多元素系の、しか
も、酸化物を組成制御しながら成膜することは非常に困
難である。
ては、ＲＦスパッタ法を用い基板を温度５００〜７００
℃程度に加熱しながら行なう方法もとられている。他の
製法、真空蒸着法や科学的気相成膜法であるＣＶＤ（Ch
emicalVapour Deposition）法など物理的・科学的な乾
式成膜法では同様な加熱基板を用いた方法がとられてい
る。これは、基板に飛来してくる粒子が結晶構造を形成
するための結晶化エネルギーを補完しているのである。
このような基板温度の工夫で、ある程度の配向性を有す
る強誘電体薄膜が得られるが、物理的蒸着法や化学的気
相成長法では、強誘電体薄膜のような多元素系の、しか
も、酸化物を組成制御しながら成膜することは非常に困
難である。
【００１３】そこで、強誘電体薄膜のような多元素系の
酸化物の組成制御が、比較的容易に行なえるゾル・ゲル
法を対象として、配向性に優れる強誘電体薄膜の製造方
法について開示する。
酸化物の組成制御が、比較的容易に行なえるゾル・ゲル
法を対象として、配向性に優れる強誘電体薄膜の製造方
法について開示する。
【００１４】従来の一般的な熱処理はシルコンチタン酸
鉛（ＰＺＴ）の場合では、熱処理による鉛抜けに注意が
払われてきた。この対策として、例えば熱処理を行なう
鞘（さや）を密閉型とするか、または更に進めてこの密
閉鞘の中に鉛丹（Ｐｂ3 Ｏ4 ）の粉を敷き詰めて、この
上に薄膜基板を置いて熱処理を行なうことが、実施され
てきた。これらは、熱処理によるＰｂ抜けを防ぎ組成を
保証させるものとして有効な方法である。
鉛（ＰＺＴ）の場合では、熱処理による鉛抜けに注意が
払われてきた。この対策として、例えば熱処理を行なう
鞘（さや）を密閉型とするか、または更に進めてこの密
閉鞘の中に鉛丹（Ｐｂ3 Ｏ4 ）の粉を敷き詰めて、この
上に薄膜基板を置いて熱処理を行なうことが、実施され
てきた。これらは、熱処理によるＰｂ抜けを防ぎ組成を
保証させるものとして有効な方法である。
【００１５】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、熱処理工程に新たな工夫を取り入れることで配向性
に優れる強誘電体薄膜を製造する方法を提供することを
目的とする。
で、熱処理工程に新たな工夫を取り入れることで配向性
に優れる強誘電体薄膜を製造する方法を提供することを
目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】図１に本発明の元概念を
示す薄膜製造工程を示す。
示す薄膜製造工程を示す。
【００１７】まず、金属アルコキシドの塗布溶液を調整
し、これをスピンコート法、あるいはディップ法などに
より予め電極が形成されている基板上に塗布をする。次
に、含湿空気中で加水分解し、３次元網目構造（ゲル）
を生成する。つづいて、それを２００〜３００℃で仮焼
して、アルコールや残留水分を取り除く。更に、その上
に調整された金属アルコキシドの塗布溶液を塗布し、さ
らに、上記と同様の工程を経て、仮焼する。ひきつづ
き、これを所望の膜厚となるまで繰り返し、最後に本焼
成を行なう。ここで、本焼成は、上記で説明したように
組成保証の方法を取り入れながら炉内に試料を入れ、昇
温し、５００℃以上の温度で一定時間保持をし、室温ま
で徐冷する。このとき、加熱する工程において強誘電体
薄膜の厚み方向に電界を印加しながら行なう。なお、電
界は直流もしくは交流とし、その大きさは、生成される
強誘電体薄膜の抗電界Ｅｃ以上あるいは飽和電界Ｅａ程
度とする。
し、これをスピンコート法、あるいはディップ法などに
より予め電極が形成されている基板上に塗布をする。次
に、含湿空気中で加水分解し、３次元網目構造（ゲル）
を生成する。つづいて、それを２００〜３００℃で仮焼
して、アルコールや残留水分を取り除く。更に、その上
に調整された金属アルコキシドの塗布溶液を塗布し、さ
らに、上記と同様の工程を経て、仮焼する。ひきつづ
き、これを所望の膜厚となるまで繰り返し、最後に本焼
成を行なう。ここで、本焼成は、上記で説明したように
組成保証の方法を取り入れながら炉内に試料を入れ、昇
温し、５００℃以上の温度で一定時間保持をし、室温ま
で徐冷する。このとき、加熱する工程において強誘電体
薄膜の厚み方向に電界を印加しながら行なう。なお、電
界は直流もしくは交流とし、その大きさは、生成される
強誘電体薄膜の抗電界Ｅｃ以上あるいは飽和電界Ｅａ程
度とする。
【００１８】強誘電体薄膜として、正方晶系の［１０
０］方位に配向するペロブスカイト型強誘電体とする
と、分極方向はＣ軸方向であるから、結晶化の際に膜の
厚み方向に電界を印加することにより基板の法線方向に
Ｃ軸を一様に配向させることができる。
０］方位に配向するペロブスカイト型強誘電体とする
と、分極方向はＣ軸方向であるから、結晶化の際に膜の
厚み方向に電界を印加することにより基板の法線方向に
Ｃ軸を一様に配向させることができる。
【００１９】
【作用】本発明によれば、特別な基板や特に選定した電
極膜を下地としなくとも、ゾル・ゲル法により成膜する
強誘電体薄膜の配向性を向上することができる。
極膜を下地としなくとも、ゾル・ゲル法により成膜する
強誘電体薄膜の配向性を向上することができる。
【００２０】
（実施例１）
【００２１】本発明を目的酸化物強誘電体Ｐｂ（Ｚｒ
0.53Ｔｉ0.47）Ｏ3 ＋0.01ＮｂＯ2.5薄膜の製造方法を
実施例として、図１に示す基本的なフローチャートに基
づき説明する。
0.53Ｔｉ0.47）Ｏ3 ＋0.01ＮｂＯ2.5薄膜の製造方法を
実施例として、図１に示す基本的なフローチャートに基
づき説明する。
【００２２】まず、予め白金Ｐｔの電極膜を従来のＲＦ
マグネトロンスパッタ法によって膜厚３００nmで形成し
た単結晶シリコン基板Ｓｉ（１００）を成膜基板とし
た。次に、下記配合の塗布現液を調整し、 Ｐｂ：ジエトキシ鉛／Ｐｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 0.500mol Ｚｒ：テトラｎプトキシジルコニウム／Ｚｒ（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 0.235mol Ｔｉ：テトラｎプトキシチタン／Ｔｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 0.265mol Ｎｂ：ペンタｎプトキシニオブ／Ｎｂ（ＯＣ4 Ｈ9 ）5 0.010mol 溶剤：ｎ−ブチルアルコール（１）＋ｉ−プロピルアルコール（２）混合溶剤 濃度：２０ｗｔ％
マグネトロンスパッタ法によって膜厚３００nmで形成し
た単結晶シリコン基板Ｓｉ（１００）を成膜基板とし
た。次に、下記配合の塗布現液を調整し、 Ｐｂ：ジエトキシ鉛／Ｐｂ（ＯＣ2 Ｈ5 ）2 0.500mol Ｚｒ：テトラｎプトキシジルコニウム／Ｚｒ（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 0.235mol Ｔｉ：テトラｎプトキシチタン／Ｔｉ（ＯＣ4 Ｈ9 ）4 0.265mol Ｎｂ：ペンタｎプトキシニオブ／Ｎｂ（ＯＣ4 Ｈ9 ）5 0.010mol 溶剤：ｎ−ブチルアルコール（１）＋ｉ−プロピルアルコール（２）混合溶剤 濃度：２０ｗｔ％
【００２３】スプンナーコーターにて１５００rpm で塗
布して、薄厚３５０nmの塗膜を得た。つづいて、これを
温度２５℃、湿度６５％ＲＨで３時間放置して乾燥及び
加水分解をさせた。次いで、前記基板を熱処理槽に入
れ、１℃／分で６０℃まで昇温して0.1 気圧まで減圧し
て６０分間保持し、生成アルコール（エチルアルコー
ル、ｎ−ブチルアルコール）や過剰水分、残留有機物等
を完全に除去した。更に、処理槽内に大気を導入し１気
圧として昇温速度５℃／分で５５０℃まで昇温して６０
分間保持して焼結を行い、そのまま室温で徐冷し、膜厚
１μm のＰＺＴ薄膜を作成した。なお、焼結の際には、
大きさ５０kV／cmの直流電界を膜の厚み方向に印加し
た。また、電界印加は、室温から昇温し室温まで徐冷す
る過程の全ての時間行なった。電界印加の方法として
は、図２に示すよう予め設けられている基板１上の電極
膜２を利用し、もう片側は絶縁性の基体３上に導電性の
金属薄板４を貼り付けたものを処理する強誘電体薄膜５
の上からかぶせ、その間に電界を発生させた。こうする
ことで、電界を発生させるギャップは実質的に印加した
い強誘電体薄膜の厚み分だけであるので、５０kV／cmの
電界を発生させるには、強誘電体薄膜５と電極膜２との
表面との間に空隙がないとすれば、今の場合５Ｖで良
い。
布して、薄厚３５０nmの塗膜を得た。つづいて、これを
温度２５℃、湿度６５％ＲＨで３時間放置して乾燥及び
加水分解をさせた。次いで、前記基板を熱処理槽に入
れ、１℃／分で６０℃まで昇温して0.1 気圧まで減圧し
て６０分間保持し、生成アルコール（エチルアルコー
ル、ｎ−ブチルアルコール）や過剰水分、残留有機物等
を完全に除去した。更に、処理槽内に大気を導入し１気
圧として昇温速度５℃／分で５５０℃まで昇温して６０
分間保持して焼結を行い、そのまま室温で徐冷し、膜厚
１μm のＰＺＴ薄膜を作成した。なお、焼結の際には、
大きさ５０kV／cmの直流電界を膜の厚み方向に印加し
た。また、電界印加は、室温から昇温し室温まで徐冷す
る過程の全ての時間行なった。電界印加の方法として
は、図２に示すよう予め設けられている基板１上の電極
膜２を利用し、もう片側は絶縁性の基体３上に導電性の
金属薄板４を貼り付けたものを処理する強誘電体薄膜５
の上からかぶせ、その間に電界を発生させた。こうする
ことで、電界を発生させるギャップは実質的に印加した
い強誘電体薄膜の厚み分だけであるので、５０kV／cmの
電界を発生させるには、強誘電体薄膜５と電極膜２との
表面との間に空隙がないとすれば、今の場合５Ｖで良
い。
【００２４】こうして、焼結時に電界を印加したことに
よる効果を示すために、図３にＸ線回折図を示す。な
お、図中の（イ）は無電界の場合、（ロ）は本実施例に
基づく処理を行なった場合のものであるが、明らかに、
所望とするＰＺＴの（１００）に関するピークは（イ）
の方が強く、しかもシャープであり、Ｃ軸配向性に優れ
ていることが分かる。
よる効果を示すために、図３にＸ線回折図を示す。な
お、図中の（イ）は無電界の場合、（ロ）は本実施例に
基づく処理を行なった場合のものであるが、明らかに、
所望とするＰＺＴの（１００）に関するピークは（イ）
の方が強く、しかもシャープであり、Ｃ軸配向性に優れ
ていることが分かる。
【００２５】図４は、強誘電体薄膜を、そのヒステリシ
ス特性を利用してメモリへの応用をターゲットとした場
合の、基板１１上の電極パターンの基本形を示すが、ス
トライプ状電極１２となっている。メモリとして使用す
る時には、さらに強誘電体薄膜１３を介してこの上に上
記ストライプ状電極１２とは交差するよう同様のストラ
イプ状電極１２とは交差するよう同様のストライプ状電
極１４を設け、外部の切り替え手段により電極を選択
し、その交差する部分をメモリセルとして電界を印加す
る。このような基板上の電極膜がストライプ状となって
いたとしても、電極１２上の強誘電体薄膜の部分をメモ
リとして利用するので、焼結時に上記と同様な手段によ
り電界をかけることで同様な効果が得られる。なお、図
４中の１５はＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｓｉ3 Ｎ
4 などからなる絶縁層である。
ス特性を利用してメモリへの応用をターゲットとした場
合の、基板１１上の電極パターンの基本形を示すが、ス
トライプ状電極１２となっている。メモリとして使用す
る時には、さらに強誘電体薄膜１３を介してこの上に上
記ストライプ状電極１２とは交差するよう同様のストラ
イプ状電極１２とは交差するよう同様のストライプ状電
極１４を設け、外部の切り替え手段により電極を選択
し、その交差する部分をメモリセルとして電界を印加す
る。このような基板上の電極膜がストライプ状となって
いたとしても、電極１２上の強誘電体薄膜の部分をメモ
リとして利用するので、焼結時に上記と同様な手段によ
り電界をかけることで同様な効果が得られる。なお、図
４中の１５はＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｓｉ3 Ｎ
4 などからなる絶縁層である。
【００２６】（実施例２）本実施例２では、焼結時に印
加する電界として、実効電界強度５０kV／cmの交流電界
とした（図５）。電界の印加は、前記同様昇温から冷却
まで全時間において印加した。周波数は１０Ｈｚとし
た。
加する電界として、実効電界強度５０kV／cmの交流電界
とした（図５）。電界の印加は、前記同様昇温から冷却
まで全時間において印加した。周波数は１０Ｈｚとし
た。
【００２７】実施例２によれば、実施例１と同様な効果
を得られる他、さらに下記のような効果がある。即ち、
交流電界を印加することで分極反転が繰り返し行なわれ
ながら焼結される。今、一般式ＡＢＯ3 で示される正方
晶系のペロブスカイト構造を有する強誘電体とすると、
Ｂ4+イオンが面心に位置するＯ2-イオンに相対してＣ軸
方向にに変位することで分極が発生する。従って、膜の
焼結過程における内部応力を緩和しながら結晶体となっ
ていくために、冷却時に発生する基板との熱膨脹率差に
よるクラック等が発生しない。また、基本的に残留応力
が除去されることから、強誘電特性の経時変化が極めて
少なくなる。更に、一定時間（例えば６０分）５５０℃
で焼結した後に、図６に示す如く相転移温度近傍でヒー
トサイクルを与えながら行なえば、さらに、原子の移動
が促進され応力緩和の効果は一層上がる。
を得られる他、さらに下記のような効果がある。即ち、
交流電界を印加することで分極反転が繰り返し行なわれ
ながら焼結される。今、一般式ＡＢＯ3 で示される正方
晶系のペロブスカイト構造を有する強誘電体とすると、
Ｂ4+イオンが面心に位置するＯ2-イオンに相対してＣ軸
方向にに変位することで分極が発生する。従って、膜の
焼結過程における内部応力を緩和しながら結晶体となっ
ていくために、冷却時に発生する基板との熱膨脹率差に
よるクラック等が発生しない。また、基本的に残留応力
が除去されることから、強誘電特性の経時変化が極めて
少なくなる。更に、一定時間（例えば６０分）５５０℃
で焼結した後に、図６に示す如く相転移温度近傍でヒー
トサイクルを与えながら行なえば、さらに、原子の移動
が促進され応力緩和の効果は一層上がる。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明方法によれば、
特別な基板や特に選定した電極膜を下地としなくとも、
ゾル・ゲル法により成膜する強誘電体薄膜の配向性を極
めて向上させることができる。
特別な基板や特に選定した電極膜を下地としなくとも、
ゾル・ゲル法により成膜する強誘電体薄膜の配向性を極
めて向上させることができる。
【図１】本発明に係る強誘電体薄膜の製造方法のフロー
チャート。
チャート。
【図２】本発明に係る強誘電体薄膜へ電界を印加する方
法の説明図。
法の説明図。
【図３】Ｘ線回折図。
【図４】本発明に係る強誘電体メモリの斜視図。
【図５】時間−電界強度特性図。
【図６】時間−相転移温度特性図。
１，１１…基板、２，１２，１４…電極、３…基体、４
…金属薄板、５，１３…強誘電体薄膜。
…金属薄板、５，１３…強誘電体薄膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水崎 隆司 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 強誘電体薄膜形成用の金属アルコキシド
の溶液を調整した後、この溶液を基板上に塗布する工程
と、前記基板一定時間含質空気中に放置して加水分解す
る工程と、加水分解によって生成されたアルコール及び
残留水分を除去するように前記基板を加熱処理する工程
と、この加熱処理された基板を結晶化して必要な所定温
度で一定時間保持した後、室温まで冷却して焼結する工
程とを具備し、前記加熱処理工程と焼結工程の少なくと
も一方の工程を電界を印加しながら行なうことを特徴と
する強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 印加される電界が、生成される強誘電体
薄膜の抗電界以上である請求項１記載の強誘電体薄膜の
製造方法。 - 【請求項３】 印加される電界が直流または交流である
請求項１記載の強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 焼結が相転位点以上の温度で行なわれ、
かつ一定時間保持した後冷却する過程で相転位近傍でヒ
ートサイクルをかけながら電界を印加する請求項１記載
の強誘電体薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 強誘電体薄膜が下記式で表わされ、しか
も正方晶系のペロブスカイト構造を有する請求項１記載
の強誘電体薄膜の製造方法。 （Ｐｂ1+p-x Ａx ）（Ｚｒ1-y-z Ｔｉy Ｂz ）Ｏ3 ＋ｑＭｅＯ 但し、上式において、ｐ＝0 〜0.2 、ｘ＝0 〜0.3 、ｙ
≧0.58、ｑ＝0 〜0.05であり、Ａ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの
いずれか、Ｂ＝Ｈｆ、Ｓｎのいずれか、Ｍｅ＝Ｌａ，
Ｙ，Ｓｍ，Ｄｙ，Ｃｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，
Ｍｏ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｔｈ，Ｕ，Ｓ
ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ａｌのいずれか、または複数の組み合
わせを示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203091A JPH0585706A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203091A JPH0585706A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0585706A true JPH0585706A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=12624772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4203091A Withdrawn JPH0585706A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0585706A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999036353A1 (en) * | 1998-01-19 | 1999-07-22 | Seiko Epson Corporation | Process for the formation of oxide ceramic thin film |
| US6730522B1 (en) | 1998-11-27 | 2004-05-04 | Rohm Co., Ltd. | Method of forming solid of a ferroelectric or high dielectric material and method of manufacturing semiconductor device employing the same |
| CN100586582C (zh) | 2005-10-13 | 2010-02-03 | 同济大学 | 锡钛酸钡铁电薄膜的制备方法 |
| JP2010199265A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドの製造方法及びアクチュエーター装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP4203091A patent/JPH0585706A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999036353A1 (en) * | 1998-01-19 | 1999-07-22 | Seiko Epson Corporation | Process for the formation of oxide ceramic thin film |
| US6455106B1 (en) | 1998-01-19 | 2002-09-24 | Seiko Epson Corporation | Method of forming oxide-ceramics film |
| EP1371606A1 (en) * | 1998-01-19 | 2003-12-17 | Seiko Epson Corporation | Method of forming oxide-ceramics film |
| US6730522B1 (en) | 1998-11-27 | 2004-05-04 | Rohm Co., Ltd. | Method of forming solid of a ferroelectric or high dielectric material and method of manufacturing semiconductor device employing the same |
| CN100586582C (zh) | 2005-10-13 | 2010-02-03 | 同济大学 | 锡钛酸钡铁电薄膜的制备方法 |
| JP2010199265A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドの製造方法及びアクチュエーター装置の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |