JPH06309925A - 誘電体組成物、その製造法、その薄膜の製造法および薄膜コンデンサ - Google Patents

誘電体組成物、その製造法、その薄膜の製造法および薄膜コンデンサ

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JPH06309925A
JPH06309925A JP5097698A JP9769893A JPH06309925A JP H06309925 A JPH06309925 A JP H06309925A JP 5097698 A JP5097698 A JP 5097698A JP 9769893 A JP9769893 A JP 9769893A JP H06309925 A JPH06309925 A JP H06309925A
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JP
Japan
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compound
compounds
dielectric
powder
chloride
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Application number
JP5097698A
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English (en)
Inventor
Kunio Saegusa
邦夫 三枝
Yutaka Suzuki
豊 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高誘電率結晶相をその特性を発揮させ、かつ結
晶相単独の場合よりも低温で緻密な組織を与え、絶縁性
の良好な誘電体組成物、その製造法、その薄膜の製造法
および薄膜コンデンサを提供する。 【構成】w(X1-y-z X’y X”z )MO3 −(1−
w)〔a(1−y−z)XO−byX’Ov −czX”
2 3 −dZOx 〕 上記一般式で表される誘電体組成物で、式中、XはP
b、Baから選ばれた1種または2種、X’はLi N
a K Mg Ca Srから選ばれた1種または2種
以上、X”はLa、Yから選ばれた1種または2種、M
はTi、Zr、Sn、Mg、Zn、Fe、Co、Ni、
Nb、Ta、Wから選ばれた1種または2種以上、Zは
B、As、Sb、Al、Si、Ge、Te、Pから選ば
れた1種または2種以上を表す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体組成物、その製
造法、その薄膜の製造法および薄膜コンデンサに関する
もので、特に絶縁特性が良好でかつ誘電損失が低く、低
温度焼成が可能な誘電体組成物に関するものである。具
体的には、薄膜コンデンサ、DRAMメモリ用コンデン
サ、積層コンデンサ、誘電体ペースト等の誘電製品、ア
クチュエータ、共振子、フィルタ、超音波モータ等の圧
電部品等への応用が挙げられる。
【0002】
【従来の技術】従来より、チタン酸バリウム、チタン酸
鉛等の誘電体は、その誘電特性や圧電特性により磁器コ
ンデンサーやフィルターとして利用されてきた。磁器コ
ンデンサーでは、一般に容量を大きくするために積層型
にして用いられている。積層型コンデンサーの製造方法
においては固相反応や溶液反応で得られた0.5〜5μ
mの誘電体粉末をバインダーと溶剤とで混合してスラリ
ーを製造し、そのスラリーをドクターブレード法等で薄
板状に成形し、該薄板を10〜数10層積層して120
0〜1300℃で焼成するという工程をとっている。
【0003】このような方法では焼成温度が高く、銀や
銅等の比較的安価で低抵抗の金属を電極として用いるこ
とができなかった。焼成温度を低くするために、ガラス
フリットを誘電体粉末と混合する方法も試みられてい
る。この方法で焼成温度を1000℃程度にまで低下さ
せることは可能となったが、依然として銀の融点(96
5℃)よりも高く、しかもガラスフリットを大量に加え
ることにより誘電体の割合が下がり、誘電特性が低下し
た。
【0004】また、誘電体粉末およびガラスフリットは
粉砕して製造されるために、1μm以下の粒径にするこ
とは極めて困難であり、緻密なグリーン体が得られず、
膜厚を薄くすることが難しかった。すなわち、固相法や
液相法により得られた誘電体の粉末を用いドクターブレ
ード法で薄膜状誘電体を形成する場合には、誘電体粉末
が大きいために誘電体の膜厚を20μm以下にすること
は困難であった。
【0005】ところで、積層型セラミックコンデンサー
の小型化、高容量化のためには面積、厚みには限界があ
るため積層数を増してやれば良いわけであるが、膜厚の
厚い上記方法では自ずと高容量化には限界を生ずる。こ
の解決策の一つとして誘電体層を薄膜化する方法があ
る。積層型コンデンサーの場合1層が約20〜40μm
であるが、1〜5μm程度に薄膜化できれば、大きな容
量が得られ、しかも小型化できる。薄膜化の方法として
は、ドクターブレード法、印刷法の他に、スパッタ法、
真空蒸着法、CVD法等の気相法及びゾル−ゲル法、有
機金属化合物の塗布、熱分解により薄膜状誘電体を製造
する方法等が知られているが、膜厚が薄くなるために短
絡し易く、漏れ電流が大きい等の欠点があった。
【0006】また、緻密な成形体を得るために強誘電体
結晶化ガラスを用いる方法も知られている。この方法で
は、まずガラスを形成できるような組成に化合物を配合
後、1400℃程度の高温で溶融した後に急冷してガラ
スとし、次いでこれを600〜800℃で熱処理するこ
とにより結晶化させて結晶化ガラスを得る。この方法に
よれば、最初の粒子の大きさの制限を受けないために薄
膜化が可能であり、しかも緻密質の為に低誘電損失、高
耐電圧が実現できる。しかしながら、ガラス化し得る組
成は極めて限られていて、高誘電率結晶相の割合を30
%よりも多くすることは極めて困難であり、このために
高誘電率を得ることはできなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、高誘電率結晶相をその特性を発揮させ、かつ結晶相
単独の場合よりも低温で緻密な組織を与え、絶縁性の良
好な誘電体組成物、その製造法、その薄膜の製造法およ
び薄膜コンデンサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる事情に鑑み、本発
明者らはガラス−セラミックスについて鋭意検討を重ね
た結果、低誘電損失、高絶縁特性の誘電体組成物、その
製造法、その薄膜の製造法を見出し、更に該誘電体組成
物の薄膜コンデンサを得て本発明を完成させたものであ
る。
【0009】すなわち、本発明は下記に示すものであ
る。 (1)下記一般式で表される誘電体組成物。 w(X1-y-z X’y X”z )MO3 −(1−w)〔a
(1−y−z)XO−byX’Ov −czX”2 3
dZOx 〕 (式中、XはPb、Baから選ばれた1種または2種、
X’はLi、Na、K、Mg、Ca、Srから選ばれた
1種または2種以上、X”はLa、Yから選ばれた1種
または2種、MはTi、Zr、Sn、Mg、Zn、F
e、Co、Ni、Nb、Ta、Wから選ばれた1種また
は2種以上を表し、X、X’、X”およびMの各イオン
の価数にモル分率を乗じた合計価数は6価である。Zは
B、As、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1
種または2種以上を表す。vは酸素数を表し、X’がL
i、Na、Kのときはv=0.5、X’がMg、Ca、
Srのときはv=1である。xは酸素数を表し、Zが
B、As、Sbのときはx=1.5、ZがSi、Ge、
Teのときはx=2、ZがPのときはx=2.5であ
る。w、y、zはモル数、a、b、cは実数、dは酸化
物の元素基準のモル数で、0.3<w≦0.95、0<
y≦1、0≦z<0.5、a/d、b/d、c/dはそ
れぞれ0.5以上19以下、a(1−y−z)+by+
cz=1である。) (2)X(XはPb、Baから選ばれた1種または2
種)、X’(X’はLi、Na、K、Mg、Ca、Sr
から選ばれた1種または2種以上)、X”(X”はL
a、Yから選ばれた1種または2種)、M(MはTi、
Zr、Sn、Mg、Zn、Fe、Co、Ni、Nb、T
a、Wから選ばれた1種または2種以上)、Z(Zは
B、As、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1
種または2種以上)のそれぞれの酸化物、またはこれら
の酸化物に転換し得るそれぞれの化合物を、それぞれの
酸化物またはそれぞれの化合物の占める領域が直径0.
1μm未満であるように混合し、次いで該混合物を焼成
または酸化物に転換し得るような温度で加熱焼成するこ
とを特徴とする前記(1)記載の誘電体組成物の製造
法。 (3)有機溶媒に可溶なX化合物(XはPb、Baから
選ばれた1種または2種)、X’化合物(X’はLi、
Na、K、Mg、Ca、Srから選ばれた1種または2
種以上)、X”化合物(X”はLa、Yから選ばれた1
種または2種)、M化合物(MはTi、Zr、Sn、M
g、Zn、Fe、Co、Ni、Nb、Ta、Wから選ば
れた1種または2種以上)、Z化合物(ZはB、As、
Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1種または2
種以上)からなる混合液から粉末を得、該粉末を成形、
焼成することを特徴とする前記(1)記載の誘電体組成
物の製造法。 (4)1次粒子の粒径が0.1μm未満のX化合物(X
はPb、Baから選ばれた1種または2種)、X’化合
物(X’はLi、Na、K、Mg、Ca、Srから選ば
れた1種または2種以上)、X”化合物(X”はLa、
Yから選ばれた1種または2種)、M化合物(MはT
i、Zr、Sn、Mg、Zn、Fe、Co、Ni、N
b、Ta、Wから選ばれた1種または2種以上)、Z化
合物(ZはB、As、Sb、Si、Ge、Te、Pから
選ばれた1種または2種以上)の各化合物のコロイダル
ゾルを含有してなる混合液から粉末を得、該粉末を成
形、焼成することを特徴とする前記(1)記載の誘電体
組成物の製造法。 (5)水に可溶なX化合物(XはPb、Baから選ばれ
た1種または2種)、X’化合物(X’はLi、Na、
K、Mg、Ca、Srから選ばれた1種または2種以
上)、X”化合物(X”はLa、Yから選ばれた1種ま
たは2種)、M化合物(MはTi、Zr、Sn、Mg、
Zn、Fe、Co、Ni、Nb、Ta、Wから選ばれた
1種または2種以上)、Z化合物(ZはB、As、S
b、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1種または2種
以上)を含有してなる混合液から粉末を得、該粉末を成
形、焼成することを特徴とする前記(1)記載の誘電体
組成物の製造法。 (6)X(XはPb、Baから選ばれた1種または2
種)、X’(X’はLi、Na、K、Mg、Ca、Sr
から選ばれた1種または2種以上)、X”(X”はL
a、Yから選ばれた1種または2種)、M(MはTi、
Zr、Sn、Mg、Zn、Fe、Co、Ni、Nb、T
a、Wから選ばれた1種または2種以上)、Z(Zは
B、As、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1
種または2種以上)のそれぞれの酸化物を含有してなる
酸化物焼結ターゲットを用いてスパッタリングにより前
記(1)記載の誘電体組成物の薄膜の製造法。 (7)金属箔上に前記(1)記載の誘電体組成物を薄膜
状で形成してなることを特徴とする薄膜コンデンサ。
【0010】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明の誘電体中のX〔XはPb、Baから選ばれた1種ま
たは2種(以下、Xと称する)〕、X’〔X’はLi、
Na、K、Mg、Ca、Srから選ばれた1種または2
種以上(以下、X’と称する)〕、X”〔X”はLa、
Yから選ばれた1種または2種(以下、X”と称す
る)〕、M〔MはTi、Zr、Sn、Mg、Zn、F
e、Co、Ni、Nb、Ta、Wから選ばれた1種また
は2種以上(以下、Mと称する)〕、Z〔ZはB、A
s、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1種また
は2種以上(以下、Zと称する)〕のそれぞれのモル比
は、下記一般式を満足するものである。 w(X1-y-z X’y X”z )MO3 −(1−w)〔a
(1−y−z)XO−byX’Ov −czX”2 3
dZOx
【0011】ここでw、y、zはモル数、a、b、cは
実数、dは酸化物の元素基準のモル数で、0.3<w≦
0.95、0<y≦1、0≦z<0.5、a/d、b/
d、c/dはそれぞれ0.5以上19以下、a(1−y
−z)+by+cz=1である。また、X、X’、X”
およびMの各イオンの価数にモル分率を乗じた合計価数
は6価である。Zはガラス形成性を与える元素を意味す
る。vは酸素数を表し、X’がLi、Na、Kのときは
v=0.5、X’がMg、Ca、Srのときはv=1で
ある。xは酸素数を表し、ZがB、As、Sbのときは
x=1.5、ZがSi、Ge、Teのときはx=2、Z
がPのときはx=2.5である。
【0012】ここでwは誘電体結晶相の割合を表し、こ
れが0.3以下の場合は望ましい誘電特性が得られな
い。0.95を超えると絶縁率および絶縁抵抗の高いも
のが得られず、焼成温度も高温が必要となる。wの値は
用途に応じて望ましい誘電特性を得るために、0.3<
w≦0.95の範囲で変え得る。
【0013】y、zは誘電体結晶相を形成する構成元素
のモル比を表し、X、X’、X”、Mの各イオンの価数
にモル分率を乗じた合計価数が6価になる範囲内におい
て、誘電特性の調整のために、0<y≦1,0≦z<
0.5の範囲で変え得る。zが0.5以上では誘電率が
小さくなり、実用的ではない。
【0014】dはガラス相形成酸化物の元素基準のモル
数を表す。たとえば、B2 3 の場合にはBO1.5 を1
モル、P2 5 の場合にはPO2.5 を1モル、SiO2
の場合にはSiO2 を1モルとする。
【0015】a/dはガラス相中に存在する元素Xを表
し、0.5から19倍のモル比が好ましく、更に好まし
くは1から9倍のモル比である。a/dが0.5よりも
小さいと、結晶相中の化合物からのXの逃散が生じて結
晶相量が減少し、19を超えると、余分なXOが析出し
て結晶相が減少する。
【0016】b/dはガラス相中に存在する元素X’を
表し、0.5から19倍のモル比が好ましく、更に好ま
しくは1から9倍のモル比である。b/dが0.5より
も小さいと、結晶相中の化合物からのX’の逃散が生じ
て結晶相量が減少し、19を超えると、余分なX’Oが
析出して結晶相が減少する。
【0017】c/dはガラス相中に存在する元素X”を
表し、0.5から19倍のモル比が好ましく、更に好ま
しくは1から9倍のモル比である。c/dが0.5より
も小さいと、結晶相中の化合物からのX”の逃散が生じ
て結晶相量が減少し、19を超えると、余分なX”Oが
析出して結晶相が減少する。
【0018】また、誘電特性をコントロールするための
Bi、Ta、Nd等の化合物や還元防止剤としてのM
n、Al等の化合物を添加することもできる。
【0019】本発明において、出発物質としての各化合
物を、各化合物の占める領域が直径約0.1μm未満
(以下、0.01μm 以下のスケールと称する)となる
ように混合する方法としては、(イ)スパッタリング
法、CVD法、蒸着法等の真空プロセス法、(ロ)有機
溶媒に可溶な金属化合物を用いる方法、(ハ)シリカコ
ロイド等のコロイダルゾルを用いる方法、(ニ)水に可
溶な金属化合物を用いる方法等が挙げられる。
【0020】上記(イ)のスパッタリング法の場合、出
発物質としての酸化物、即ちPbO、BaO、Li
2 O、Na2 O、K2 O、MgO、CaO、SrO、T
iO2 、ZrO2 、SnO2 、ZnO、FeO、Co
O、NiO、Nb2 5 、Ta2 5 、W2 5 、La
2 3 、Y2 3 、B2 3 、As2 3 、Sb
2 3 、SiO2 ,GeO2 ,TeO2 、P2 5 等の
各ターゲットを用い、各ターゲットのスパッタ時間によ
り組成および膜厚を制御するマルチターゲットスパッタ
リング法、または所望の組成に予め混合して焼結した前
記(1)記載の誘電体組成物のターゲットを用いる方法
等が挙げられる。
【0021】上記(イ)のCVD法の場合には、出発物
質として下記の化合物を挙げることができる。 ・4エチル鉛、ビスジピバロイルメタナト鉛等の有機鉛
化合物、塩化鉛等のハロゲン化物等の鉛化合物。 ・バリウムエトキシド、バリウムイソプロポキシド、ビ
スジピバロイルバリウム等の有機バリウム化合物、塩化
バリウム等のハロゲン化物等のバリウム化合物。
【0022】・水素化リチウム、アルキルリチウム等の
リチウム化合物。 ・水素化ナトリウム、アルキルナトリウム等のナトリウ
ム化合物。 ・水素化カリウム、アルキルカリウム等のカリウム化合
物。 ・マグネシウムエトキシド、マグネシウムイソプロポキ
シド、ビスジピバロイルマグネシウム等の有機マグネシ
ウム化合物、塩化マグネシウム等のハロゲン化物等のマ
グネシウム化合物。 ・カルシウムエトキシド、カルシウムイソプロポキシ
ド、ビスジピバロイルカルシウム等の有機カルシウム化
合物、塩化カルシウム等のハロゲン化物等のカルシウム
化合物。 ・ストロンチウムエトキシド、ストロンチウムイソプロ
ポキシド、ビスジピバロイルストロンチウム等の有機ス
トロンチウム化合物、塩化ストロンチウム等のハロゲン
化物等のストロンチウム化合物。
【0023】・ランタンエトキシド、ランタンアセチル
アセトナート、ビスジピバロイルランタン等の有機ラン
タン化合物、塩化ランタン等のハロゲン化物等のランタ
ン化合物。 ・イットリウムエトキシド、イットリウムアセチルアセ
トナート、ビスジピバロイルイットリウム等の有機イッ
トリウム化合物、塩化イットリウム等のハロゲン化物等
のイットリウム化合物。
【0024】・チタニウムエトキシド、チタニウムイソ
プロポキシド、チタニウムブトキシド、酢酸チタンのよ
うな有機チタニウム化合物、四塩化チタン等のハロゲン
化物等のチタニウム化合物。 ・ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムイソプロポキ
シド、ジルコニウムブトキシドのような有機ジルコニウ
ム化合物、四塩化ジルコニウム等のハロゲン化物等のジ
ルコニウム化合物。 ・テトラエチルスズ、テトラブチルスズ、スズエトキシ
ド、スズイソプロポキシド、スズブトキシドのような有
機スズ化合物。 ・亜鉛エトキシド、亜鉛アセチルアセトナート、ビスジ
ピバロイル亜鉛等の有機亜鉛化合物、塩化亜鉛等のハロ
ゲン化物等の亜鉛化合物。 ・鉄エトキシド、鉄アセチルアセトナート、ビスジピバ
ロイル鉄等の有機鉄化合物、塩化鉄等のハロゲン化物等
の鉄化合物。 ・コバルトエトキシド、コバルトアセチルアセトナー
ト、ビスジピバロイルコバルト等の有機コバルト化合
物、塩化コバルト等のハロゲン化物等のコバルト化合
物。 ・ニッケルエトキシド、ニッケルアセチルアセトナー
ト、ビスジピバロイルニッケル等の有機ニッケル化合
物、塩化ニッケル等のハロゲン化物等のニッケル化合
物。 ・ニオビウムエトキシド、ニオビウムアセチルアセトナ
ート、ビスジピバロイルニオビウム等の有機ニオビウム
化合物、塩化ニオビウム等のハロゲン化物等のニオビウ
ム化合物。 ・タンタルエトキシド、タンタルアセチルアセトナー
ト、ビスジピバロイルタンタル等の有機タンタル化合
物、塩化タンタル等のハロゲン化物等のタンタル化合
物。 ・タングステンエトキシド、タングステンアセチルアセ
トナート、ビスジピバロイルタングステン等の有機タン
グステン化合物、塩化タングステン等のハロゲン化物等
のタングステン化合物。
【0025】・ボラン、トリエチルほう素、トリメチル
ほう素等のほう素化合物。 ・アルシン、トリエチル砒素、トリメチル砒素等の砒素
化合物。 ・トリエチルアンチモン、トリメチルアンチモン等のア
ンチモン化合物。 ・シラン、ジシラン、テトラメチルシラン、テトラエチ
ルシラン、四塩化珪素、テトラエトキシシラン、テトラ
メトキシシラン等の珪素化合物。 ・水素化ゲルマニウム、テトラメチルゲルマニウム、テ
トラエチルゲルマニウム、四塩化ゲルマニウム、テトラ
エトキシゲルマニウム、テトラメトキシゲルマニウム、
等のゲルマニウム化合物。 ・水素化テルル、テトラメチルテルル、テトラエチルテ
ルル、四塩化テルル、テトラエトキシテルル、テトラメ
トキシテルル、等のテルル化合物。 ・オキシ塩化リン等のリン化合物。
【0026】これらの化合物を前記(1)記載の誘電体
組成物になるように、アルゴン、窒素、酸素等のガスと
ともに搬送し、基板上に析出させる。
【0027】上記(イ)の蒸着法の場合には、Pb、B
a、Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ti、Zr、
Sn、Zn、Fe、Co、Ni、Nb、B、As、S
b、Si、Ge、Teの単体元素、または前記(1)に
記載された範囲の組成物を与えるような所望の組成の合
金をタングステンボート、電子ビーム等により加熱して
基板に析出させる。
【0028】上記(ロ)の有機溶媒に可溶な金属化合物
を用いる方法においては、下記の化合物を用いることが
出来る。 ・鉛化合物としては、ジエトキシ鉛、ジイソプロポキシ
鉛、ジメトキシエトキシ鉛、鉛アセチルアセナート、蟻
酸鉛、酢酸鉛等。 ・バリウム化合物としては、ジメトキシバリウム、ジエ
トキシバリウム、ジイソプロポキシバリウム、ジブトキ
シバリウム、酢酸バリウム、バリウムアセチルアセトナ
ート等。
【0029】・リチウム化合物としては、エトキシリチ
ウム、イソプロポキシリチウム、ブトキシリチウム、酢
酸リチウム、リチウムアセチルアセトナート等。 ・ナトリウム化合物としては、メトキシナトリウム、ジ
エトキシナトリウム、ジイソプロポキシナトリウム、ジ
ブトキシナトリウム、酢酸ナトリウム、ナトリウムアセ
チルアセトナート等。 ・カリウム化合物としては、メトキシカリウム、エトキ
シカリウム、ジイソプロポキシカリウム、ブトキシカリ
ウム、酢酸カリウム、カリウムアセチルアセトナート
等。 ・マグネシウム化合物としては、ジメトキシマグネシウ
ム、ジエトキシマグネシウム、ジイソプロポキシマグネ
シウム、ジブトキシマグネシウム等。 ・カルシウム化合物としては、ジメトキシカルシウム、
ジエトキシカルシウム、ジイソプロポキシカルシウム、
ジブトキシカルシウム等。 ・ストロンチウム化合物としては、ジメトキシストロン
チウム、ジエトキシストロンチウム、ジイソプロポキシ
ストロンチウム、ジブトキシストロンチウム等。
【0030】・ランタン化合物としては、トリメトキシ
ランタン、トリエトキシランタン、トリイソプロポキシ
ランタン、トリブトキシランタン、塩化ランタン等。 ・イットリウム化合物としては、トリメトキシイットリ
ウム、トリエトキシイットリウム、トリイソプロポキシ
イットリウム、トリブトキシイットリウム、塩化イット
リウム等。
【0031】・チタニウム化合物としては、テトラメト
キシチタニウム、テトラエトキシチタニウム、テトライ
ソプロポキシチタニウム、テトラブトキシチタニウム、
四塩化チタン等。 ・ジルコニウム化合物としては、テトラメトキシジルコ
ニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトライソプロ
ポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム、四
塩化ジルコニウム等。 ・スズ化合物としては、テトラメトキシスズ、テトラエ
トキシスズ、テトライソプロポキシスズ、テトラブトキ
シスズ、テトラオクチルスズ、スズアセチルアセトナー
ト、四塩化スズ等。 ・亜鉛化合物としては、ジメトキシ亜鉛、ジエトキシ亜
鉛、ジイソプロポキシ亜鉛、ジブトキシ亜鉛、亜鉛アセ
チルアセトナート、塩化亜鉛等。 ・鉄化合物としては、テトラエトキシ鉄、テトライソプ
ロポキシ鉄、テトラブトキシ鉄、鉄アセチルアセトナー
ト、塩化鉄等。 ・コバルト化合物としては、テトラエトキシコバルト、
テトライソプロポキシコバルト、テトラブトキシコバル
ト、コバルトアセチルアセトナート、塩化コバルト等。 ・ニッケル化合物としては、テトラエトキシニッケル、
テトライソプロポキシニッケル、テトラブトキシニッケ
ル、ニッケルアセチルアセトナート、塩化ニッケル等。 ・ニオビウム化合物としては、ペンタメトキシニオビウ
ム、ペンタエトキシニオビウム、ペンタイソプロポキシ
ニオビウム、ペンタブトキシニオビウム、塩化ニオビウ
ム等。 ・タンタル化合物としては、ペンタメトキシタンタル、
ペンタエトキシタンタル、ペンタイソプロポキシタンタ
ル、ペンタブトキシタンタル、塩化タンタル等。 ・タングステン化合物としては、ペンタメトキシタング
ステン、ペンタエトキシタングステン、ペンタイソプロ
ポキシタングステン、ペンタブトキシタングステン、塩
化タングステン等。
【0032】・ほう素化合物としては、ほう酸トリエチ
ル、ほう酸トリメチル、トリメトキシエトキシほう素、
ほう酸トリフェニル、ほう酸等。 ・砒素化合物としては、砒酸トリエチル、砒酸トリメチ
ル、トリメトキシエトキシ砒素、砒酸トリフェニル等。 ・アンチモン化合物としては、アンチモン酸トリエチ
ル、アンチモン酸トリメチル、トリメトキシエトキシア
ンチモン、アンチモン酸トリフェニル等。 ・珪素化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラ
エトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ
ブトキシシラン、四塩化珪素等。 ・ゲルマニウム化合物としては、テトラメトキシゲルマ
ニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトライソプロ
ポキシゲルマニウム、テトラブトキシゲルマニウム、四
塩化ゲルマニウム等。 ・テルル化合物としては、テトラメトキシテルル、テト
ラエトキシテルル、テトライソプロポキシテルル、テト
ラブトキシテルル、四塩化テルル等。 ・リン化合物としては、トリメトキシフォスフォニル、
オキシ塩化リン等。
【0033】本発明を実施する際に用いられる有機溶媒
としては、前記鉛化合物、バリウム化合物、リチウム化
合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、マグネシウ
ム化合物、カルシウム化合物、ストロンチウム化合物、
ランタン化合物、イットリウム化合物、チタニウム化合
物、ジルコニウム化合物、スズ化合物、亜鉛化合物、鉄
化合物、コバルト化合物、ニッケル化合物・、ニオビウ
ム化合物、タンタル化合物、タングステン化合物、ほう
素化合物、砒素化合物、アンチモン化合物、珪素化合
物、ゲルマニウム化合物、テルル化合物、リン化合物等
を溶解するものならばどの様な物を用いてもよいが、好
ましくはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール、ペンタノール、メトキシエタノール、エトキシ
エタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、ジオキサン、
テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、メチル
エチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、蟻酸エチル等のカルボン酸エステル
類、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾ
イルアセトン等のβ−ジケトン類、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド等のアミド類等が挙げられ、
これら溶媒を単独、あるいは2種以上を併用することも
できる。
【0034】化合物溶液の調製方法としては、前記X、
X’、X”、M、Zのそれぞれの化合物を有機溶媒中に
溶解して室温で混合するか、または有機溶媒中で加熱下
で反応せしめる方法が挙げられる。また薄膜を製膜する
場合、塗布膜の膜質を向上させるために塗布液の重合度
を高める必要がある場合がある。その場合は、混合もし
くは反応中に適当な量の水もしくは水を適当な比で前述
の有機溶媒中に希釈した溶液を添加してもよい。
【0035】本発明で用いられる誘電体形成用の溶液中
の前記各化合物の濃度はその種類によっても異なるが、
あまり希釈し過ぎると溶媒が多量に必要になって経済的
でないし、一方、濃すぎると作業性が低下することもあ
り、一般には酸化物に換算して2〜80重量%、好まし
くは5〜50重量%が適用される。
【0036】本発明で用いられる誘電体形成用の溶液に
は、安定化のための炭素数6〜20のカルボン酸、グリ
コール、アミン等を添加することが出来る。具体的には
カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリル酸、パ
ルミチン酸、ステアリン酸等の1価カルボン酸、アジピ
ン酸、ピメリン酸、フタル酸セバシン酸等の2価カルボ
ン酸、エチレングリコール、プロピレングリコールジエ
チレングリコール等のグリコール類、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の
アミン類等が挙げられる。
【0037】また、誘電体形成用の溶液の作業性の向上
のために、ポリオールやエチルセルロース等の高分子物
質、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセチルア
セトン、グリセリンのような高沸点化合物、ノニオン系
またはアニオン系の界面活性剤等を添加することができ
る。
【0038】このようにして得られる溶液もしくは該溶
液を部分加水分解して得られるコロイダルゾルを用いて
成形する方法としては、塗布液として基板上に製膜する
方法またはバルクに成形する方法が挙げられる。
【0039】基板への製膜方法としては浸漬法、スプレ
ー法、スピンナー法、刷毛塗り法等の公知の塗布方法を
用いることができる。このようにして得た薄膜を更に必
要に応じて乾燥する。
【0040】バルク成形体に成形するときは、前述で得
られた化合物溶液をスリップキャスティング、コロイダ
ルプレス、テープキャスト等の公知の方法で成形するこ
とができる。あるいは前述のようにして調整された化合
物溶液を更に過剰量の水で加水分解後、乾燥して得られ
たゲル粉末を必要に応じて粉砕、仮焼後、乾式プレス、
スリップキャスティング、テープキャスティング等の方
法で成形することもできる。
【0041】加水分解は、該化合物溶液を溶液中に含ま
れる金属モル数の少なくとも2倍以上の過剰量の水、ま
たは水を含む溶液と反応させるか、単に空気中に放置し
て空気中の水分と反応させてもよい。
【0042】乾燥は公知の定温乾燥機などを用いて10
0〜300℃の温度で行い、仮焼が必要であれば電気炉
やガス炉等で300〜900℃の温度で行われる。
【0043】このようにして得られた粉末は、ボールミ
ル、振動ミル、らいかい機、アトライター等公知の方法
で粉砕し、ペースト原料とされたり、乾式プレス、静水
圧プレス、スリップキャスティング等公知の方法で成形
されたりする。
【0044】上記(ハ)のコロイダルゾルを用いる方法
において、X化合物、X’化合物、X”化合物、M化合
物、Z化合物のコロイダルゾルは、例えば該金属の塩化
物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等の水溶性塩のアルカリに
よる沈澱、イオン交換等で調整される。また、シリカに
ついては市販のシリカゾル(デュポン社、日産化学工業
社、触媒化成工業社等で製造)も使用可能である。
【0045】これらコロイダルゾルを所定の組成に混合
後、公知の方法で成形してもよい。あるいは前述のよう
にして調整されたコロイダルゾルを乾燥して、得られた
ゲル粉末を必要に応じて粉砕、仮焼後、ペースト原料と
したり、乾式プレス、スリップキャスティング、テープ
キャスティング等の方法で成形して焼結する。
【0046】乾燥は公知の定温乾燥機などを用いて、1
00〜200℃の温度で行い、仮焼が必要であれば電気
炉、ガス炉等で300〜900℃の温度で行われる。
【0047】粉砕は公知のボールミル、振動ミル、らい
かい機、アトライター等で行われる。成形は乾式プレ
ス、静水圧プレス、コロイダルプレス、スリップキャス
ティング等公知の方法が採用できる。
【0048】上記(ニ)の水に可溶な金属化合物を用い
て混合し、必要に応じて共沈させて混合物を得る方法に
於いて、下記の化合物を用いることができる。 ・鉛化合物として硝酸鉛、酢酸鉛、塩化鉛等。 ・バリウム化合物としては硝酸バリウム、酢酸バリウ
ム、塩化バリウム等。
【0049】・リチウム化合物としては硝酸リチウム、
酢酸リチウム、塩化リチウム等。 ・ナトリウム化合物としては硝酸ナトリウム、酢酸ナト
リウム、塩化ナトリウム等。 ・カリウム化合物としては硝酸カリウム、酢酸カリウ
ム、塩化カリウム等。 ・マグネシウム化合物としては硝酸マグネシウム、酢酸
マグネシウム、塩化マグネシウム等。 ・カルシウム化合物としては硝酸カルシウム、酢酸カル
シウム、塩化カルシウム等。 ・ストロンチウム化合物としては硝酸ストロンチウム、
酢酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム等。
【0050】・ランタン化合物としては硝酸ランタン、
酢酸ランタン、塩化ランタン等。 ・イットリウム化合物としては硝酸イットリウム、酢酸
イットリウム、塩化イットリウム。
【0051】・チタニウム化合物としては硝酸チタニ
ル、酢酸チタニル、四塩化チタニウム、硫酸チタニル
等。 ・ジルコウム化合物としては硝酸ジルコニル、酢酸ジル
コニル、四塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニル等。 ・スズ化合物としては硝酸スズ、酢酸スズ、四塩化ス
ズ、二塩化スズ等。 ・亜鉛化合物としては硝酸亜鉛、酢酸亜鉛、塩化亜鉛
等。 ・鉄化合物としては硝酸鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、
硫酸第一鉄、酢酸鉄等。 ・コバルト化合物としては硝酸コバルト、塩化コバル
ト、硫酸コバルト、酢酸コバルト等。 ・ニッケル化合物としては硝酸ニッケル、塩化ニッケ
ル、硫酸ニッケル、酢酸ニッケル等。 ・ニオビウム化合物としては硝酸ニオビウム、塩化ニオ
ビウム、酢酸ニオビウム等。 ・タンタル化合物としては硝酸タンタル、塩化タンタル
等。 ・タングステン化合物としては硝酸タングステン、塩化
タングステン等。
【0052】・ほう素化合物としてはほう酸。 ・砒素化合物としては砒酸。 ・アンチモン化合物としてアンチモン酸、硝酸アンチモ
ン、酢酸アンチモン、塩化チモン、硫酸アンチモン等。 ・珪素化合物として四塩化珪素、珪酸等。 ・ゲルマニウム化合物として四塩化ゲルマニウム、硝酸
ゲルマニウム、酢酸ゲルマニウム等。 ・テルル化合物としては四塩化テルル、硝酸テルル等。 ・リン化合物としては燐酸等が挙げられる。
【0053】必要に応じて上記化合物を混合し、pH調
整、難溶性塩の生成等により沈澱物を得、該沈澱物を乾
燥および/または仮焼してX、X’、X”、M、Zのそ
れぞれの化合物の領域が0.1μm以下であるような、
適度のサイズの粉末を得、これをペースト原料とした
り、あるいはスリップキャスティング、乾式プレス等で
所望の形状に成形することができる。
【0054】本発明に使用される基板は平滑性があり、
プロセス中の熱処理時の所要の耐熱性があればばどのよ
うなものでも用いることができるが、例えばガラス基
板、セラミック基板、金属薄膜あるいは導電性酸化物で
被覆されたガラスまたはセラミック基板、金属箔、半導
性基板等が挙げられる。
【0055】具体的には石英ガラス、アルミナ、ジルコ
ニア、マイカ、シリコン等の基板、金、白金、パラジウ
ム、銀、銅、クロム、チタニウム、アルミニウム、タン
タル、金−クロム、パラジウム−銀、白金−タンタル、
白金−チタニウム、スズまたはアンチモンをドープした
酸化インジウム等薄膜で被覆された石英ガラス、アルミ
ナ、ジルコニア、マイカ、シリコン等の基板、金、白
金、パラジウム、銀、銅、ニッケル、ニッケル−クロ
ム、アルミニウム等の金属基板が挙げられる。
【0056】更に好ましくは、熱膨張係数が150×1
-7以下の金属で、例えば金、銅、ニッケル、チタニウ
ム、パラジウム、タンタル、鉄等が挙げられ、コストお
よび熱処理条件を考慮すれば、銅、ニッケル、チタニウ
ムが特に好ましい。
【0057】上述のように、基板へ塗布して得られた
膜、または成形品を焼結または酸化物に転換し得るよう
な温度での加熱方法としては、電気抵抗加熱、プラズ
マ、高周波、レーザー等既知の手段を用いることができ
る。加熱温度は製造方法によって異なるが、スパッタリ
ング法、CVD法等の場合は基板を200〜700℃位
に加熱しながら製膜し、後の熱処理は不要の場合もある
し、更に500〜900℃程度の熱処理をしてもよい。
【0058】蒸着法の場合は一般に空気中もしくは酸化
雰囲気で500〜900℃程度の熱処理を行う。
【0059】有機溶媒に可溶な金属化合物、水に可溶な
金属化合物、コロイダルゾルを用いる方法の場合は、溶
媒中の金属化合物の濃度、溶媒の種類、基板の種類等に
より異なるが、誘電体の結晶化以上の温度にする必要が
あり、通常約400〜1200℃、好ましくは約500
〜1000℃である。400℃未満では有機物が分解し
なかったり、結晶化が進行せず、また1200℃以上は
元素の蒸発等による組成の変動を来し、好ましくない。
【0060】バルク粉末、成形体においては緻密に焼結
させるために、組成にもよるが、500〜1000℃の
焼結が熱処理として行われる。
【0061】熱処理雰囲気は空気中、不活性ガス中、還
元雰囲気中、もしくは誘電体が還元され易い場合は酸素
雰囲気中でも焼成することができる。
【0062】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は下記実施例により何ら限定されるもの
ではない。また誘電特性の測定には誘電体膜にAu電極
をスパッターにより100個形成した後、インピーダン
スアナライザ(YHP4275A:横河ヒューレットパ
ッカード社製)により測定した。絶縁率は100個の電
極の内短絡していない電極の数とした。また、直流電圧
を印加して絶縁破壊電圧を超絶縁抵抗計(YHP432
9A:横川ヒューレットパッカード社製)にて測定し
た。
【0063】実施例1 鉛ジエトキシドとストロンチウムメトキシエトキシドと
チタニウムテトライソプロポキシドとテトラエトキシシ
ランを、w(Pb0.5 Sr0.5 )TiO3 −(1−w)
(0.5PbO−0.5SrO−SiO2 )に換算して
表1に示すような割合に調合し、イソプロパノールート
ルエンの1:1(重量比)混合溶媒中に溶解し、酸化物
換算で15重量%の誘電体形成液を合成した。この液を
Pt/Ti(0.5μm/0.05μm)膜で被覆され
たSi基板上に2500回転の条件でスピンナーにより
塗布後、450℃で30分、酸素中での焼成を行い、上
記の塗布焼成を3回繰り返し、最終的に700℃で5
分、大気中で焼成して膜厚が0.5μmの緻密で透明な
薄膜状誘電体を得た。結晶相の生成はX線回折により確
認した。結果を表1に示す。
【0064】
【表1】
【0065】比較例1 実施例1において、wの割合が1では絶縁率が低く、結
晶化および緻密化が充分でなかった。結果を表1に示
す。
【0066】比較例2 実施例1において、wの割合が0.30では誘電率の高
いものは得られなかった。
【0067】実施例2 バリウム0.4モルをメトキシエタノール4モル中に2
5℃で混合反応させた後、120℃で2時間熟成した。
その後90℃に冷却し、マグネシウムエトキシド0.2
5モル、チタニウムテトライソプロポキシド0.5モル
を添加して更に120℃に加熱してエステル交換を行っ
た後、ジエタノールアミン0.5モルを添加し、更にメ
トキシエタノールに溶解した水を0.4モル加えて部分
加水分解を行った後濃縮して、Ba換算で0.5モル/
リットルの濃度の誘電体形成液を合成しA液とした。こ
の液に、別に用意したバリウムメトキシエトキシド、マ
グネシウムメトキシエトキシド、ほう酸トリメチル、お
よびテトラエトキシシランを、Ba:Mg:B:Si=
0.8:0.2:d:0.5dで、かつBa換算で0.
5モル/リットルの濃度となるようにメトキシエタノー
ルに溶解した液(B液)をA液に、表2のように添加し
た。混合後の液組成は、0.7(Ba0.8 Mg0.2 )T
iO3 −0.3〔0.8BaO−0.2MgO−d(B
2 3 −SiO2 )〕と表される。この液をAu/Ti
(0.5μm/0.06μm)膜で被覆されたSi基板
上に表2に示すような膜厚になるようにスピンナ−の回
転数および塗布回数を調節し、700℃で30分、空気
中で焼成して透明な薄膜状誘電体を得た。この膜の電気
的特性を実施例1と同様の方法で測定した。(電極面積
1mm2 )。ペロブスカイト結晶相の生成はX線回折に
よって確認した。結果を表2に示す。
【0068】
【表2】
【0069】比較例3 実施例2において、1/dの値が0.3では結晶化が遅
れ、絶縁率も不十分であった。結果を表2に示す。
【0070】比較例4 実施例2において、1/dの値が20では絶縁抵抗が小
さく、誘電率も低かった。結果を表2に示す。
【0071】実施例3 銅箔(厚み50μm、熱膨張係数121×10-7/℃)
にマグネトロンスパッタリングにより、焼結した0.6
SrTiO3 −0.4(SrO−0.5B2 3 −0.
5SiO2 )の組成のターゲットを用いて厚み1μm の
膜を形成後、結晶性向上のために500℃で5分間、酸
素中で熱処理をした。この後更にスパッタリングにより
100nm厚みの金を上部電極として形成し、誘電率及
び誘電損失を実施例1と同様に測定したところ、誘電率
150、誘電損失0.2%、絶縁率100%という結果
が得られ、低誘電損失および高絶縁率が確かめられた。
また、SrTiO3 の生成がX線回折により確認され
た。
【0072】実施例4 実施例2において、1/dの値が4の条件で調整した溶
液を空気中120℃で加熱乾燥後、トルエン中でジルコ
ニアボールにて8時間ボールミルにかけて粉砕した後、
減圧乾燥して乾燥ゲルを得た。これを乾式プレスで、直
径10mm厚み1mmの円板状に成形後、800℃で1
時間焼成した。この円板の電気特性を実施例1と同様の
方法で測定した。(電極面積6mm2 )。その結果、誘
電率は650、誘電損失0.8%であった。また相対密
度は99%であった。X線回折により結晶相の生成が確
認された。
【0073】比較例5 実施例2におけるA液のみを用い、ガラス組成の無い場
合、実施例4と同様にして乾燥、粉砕、焼成したものの
相対密度は80%であり、X線粉末回折では結晶相の生
成は確認されたが、試料が多孔質のため、信頼できる誘
電率の値は測定できなかった。
【0074】実施例5 ストロンチウムジイソプロポキシド、ほう酸トリメチ
ル、テトラエトキシシラン、チタニウムテトライソプロ
ポキシドのそれぞれを後述のモル比に調合し、イソプロ
パノールートルエンの1:1(重量比)混合溶媒中に溶
解し、イソステアリン酸をSrに対して0.15モル添
加して酸化物換算で15重量%の誘電体形成液を合成し
た。組成は0.8SrTiO3 −0.2(SrO−0.
5SiO2)である。この液をPt/Ta(0.5μm
/0.05μm)膜で被覆されたSi基板上に2500
回転の条件でスピンナーにより塗布後、450℃で30
分、酸素中で焼成を行い、上記の塗布焼成を5回繰り返
し、最終的に800℃で1時間、大気中で焼成して膜厚
が1.0μmの緻密で透明な薄膜状誘電体を得た。この
膜の電気的特性を実施例1と同様な方法で測定した。そ
の結果、誘電率180、誘電損失0.2%、絶縁率10
0%、絶縁抵抗1010Ωを得た。結晶相の生成はX線に
より確認された。
【0075】実施例6 鉛ジエトキシドとバリウムメトキシエトキシドとチタニ
ウムテトライソプロポキシドとテトラエトキシゲルマニ
ウムを、0.7(Pb0.5 Ba0.4 Sr0.1 )TiO3
−0.3(0.5PbO−0.4BaO−0.1SrO
−GeO2 )の組成になるように調合し、イソプロパノ
ールートルエンの1:1(重量比)混合溶媒中に溶解
し、酸化物換算で15重量%の誘電体形成液を合成し
た。この液をPt/Ti(0.5μm/0.05μm)
膜で被覆されたSi基板上に2500回転の条件でスピ
ンナーにより塗布後、450℃で30分、酸素中で焼成
を行い、上記の塗布焼成を3回繰り返し、最終的に70
0℃で5分、大気中で焼成して膜厚が0.8μmの緻密
で透明な薄膜状誘電体を得た。この膜の電気的特性を実
施例1と同様の方法で測定した結果、誘電率は100
0、誘電損失1.5%、絶縁抵抗が2×1010Ωの特性
が得られた。結晶相の生成はX線により確認された。
【0076】比較例6 粒径1μmの酸化鉛粉末0.5モル、粒径0.3μmの
酸化チタン粉末0.7モル、粒径1.1μmの炭酸スト
ロンチウム粉末0.5モル、粒径2μmのシリカ粉末
0.3モルをエタノール中でボールミル混合した後、乾
燥して粉末を得た。これを直径10mm、厚さ1mmの
ペレットに成形した後、800℃で焼成した。X線では
結晶相はわずかにしか認められず、組織も緻密化せず、
気孔率は40%であった。信頼できる誘電率の値は得ら
れなかった。
【0077】実施例7 ストロンチウムイソプロポキシド0.35モルをメトキ
シエタノール4モル中に70℃加熱下で溶解後、120
℃で2時間反応を行い、その後90℃に冷却し、ジルコ
ニウムテトラブトキシド0.5モルとバリウムイソプロ
ポキシド0.15モルを添加して更にジエタノールアミ
ン0.5モルを添加した。この溶液を、水を2モル溶解
したメトキシエタノール中に滴下して加水分解を行い、
コロイダルゾルを得てA液とした。この液に、別に用意
した酢酸鉛、酢酸バリウム、ほう酸、および酸性シリカ
ゾルを、Sr:Ba:B:Si=2.1:0.9:2:
1となるようにメトキシエタノールに溶解した液(B
液)をA液に添加した。混合後の液組成は、0.6(S
0.7 Ba0.3 )ZrO3 −0.4(0.7SrO−
0.3BaO−0.333B2 3 −0.333SiO
2 )と表される。この液にエチルセルロースを0.5重
量%添加した液をAg/Ti(0.5μm/0.06μ
m)膜で被覆された銅板上に、約1μmの厚みになるよ
うにディップコーティングを5回繰り返して行った。次
いで650℃で30分、空気中で焼成して透明な薄膜状
誘電体を得た。この薄膜の電気的特性を実施例1と同様
の方法で測定した。(電極面積1mm2 )。結果は誘電
率650、誘電損失1.0%、絶縁率100%であっ
た。X線回折により結晶相の生成が確認された。
【0078】実施例8 塩化バリウム0.2モル、塩化マグネシウム0.05モ
ル、四塩化チタン0.2モル、ほう酸0.02モル、酸
性シリカゾル0.01モルを混合した水溶液500ml
を、撹拌しながらアンモニアでpH8に調整して沈澱を
得た。該沈澱をろ過、乾燥して得た粉末の1次粒子の粒
径は18nmであった。この粉末を500℃で3時間焼
成して得られた酸化物粉末を乳鉢で磨砕後、プレス機で
直径10mm、厚み1mmのペレットに成形した。この
ペレットを大気中で900℃で30分間焼成した。この
ペレットの電気的特性を実施例1と同様の方法で測定し
た。(電極面積1mm2 )。結果は誘電率580、誘電
損失1.5%、絶縁率100%、相対密度99%であっ
た。X線回折により結晶相の生成が確認された。
【0079】比較例7 塩化バリウム0.16モル、塩化マグネシウム0.04
モル、四塩化チタン0.2モルを混合した水溶液500
mlを、撹拌しながらアンモニアでpH8に調整し、沈
澱を得た。この沈澱をろ過、乾燥して得た粉末の1次粒
子の粒径は18nmであった。この粉末を500℃で3
時間焼成して、ガラス組成物を含まない酸化物粉末を得
た。得られたガラス組成物を含まない酸化物粉末を乳鉢
で磨砕後、プレス機で直径10mm、厚み1mmのペレ
ットに成形した。このペレットを大気中で900℃で3
0分間焼成した。このペレットは、X線回折では結晶化
していたが、多孔質のため電気的特性の測定はできなか
った。
【0080】
【発明の効果】本発明の誘電体は、従来の誘電体粉末を
スラリー化しドクターブレード法等で得る方法に比較し
て製造コストが廉価であると共に絶縁性が高く、高い誘
電率で誘電損失の小さなものである。また、従来の溶融
を経由するガラス−セラミックスと比べて結晶相の割合
が高く、誘電率の高いものが溶融のような高温処理を経
ないで得られるために高容量化が可能である。この結
果、従来応用が進まなかった薄膜コンデンサに実用化の
道を開くもので、その工業的価値は大きい。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年5月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】・アルキルリチウム等のリチウム化合物。・ア ルキルナトリウム等のナトリウム化合物。・ア ルキルカリウム等のカリウム化合物。 ・マグネシウムエトキシド、マグネシウムイソプロポキ
シド、ビスジピバロイルマグネシウム等の有機マグネシ
ウム化合物、塩化マグネシウム等のハロゲン化物等のマ
グネシウム化合物。 ・カルシウムエトキシド、カルシウムイソプロポキシ
ド、ビスジピバロイルカルシウム等の有機カルシウム化
合物、塩化カルシウム等のハロゲン化物等のカルシウム
化合物。 ・ストロンチウムエトキシド、ストロンチウムイソプロ
ポキシド、ビスジピバロイルストロンチウム等の有機ス
トロンチウム化合物、塩化ストロンチウム等のハロゲン
化物等のストロンチウム化合物。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】・ランタンエトキシド、ランタンアセチル
アセトナート、トリスジピバロイルランタン等の有機ラ
ンタン化合物、塩化ランタン等のハロゲン化物等のラン
タン化合物。 ・イットリウムエトキシド、イットリウムアセチルアセ
トナート、トリスジピバロイルイットリウム等の有機イ
ットリウム化合物、塩化イットリウム等のハロゲン化物
等のイットリウム化合物。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】・チタニウムエトキシド、チタニウムイソ
プロポキシド、チタニウムブトキシド、酢酸チタンのよ
うな有機チタニウム化合物、四塩化チタン等のハロゲン
化物等のチタニウム化合物。 ・ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムイソプロポキ
シド、ジルコニウムブトキシドのような有機ジルコニウ
ム化合物、四塩化ジルコニウム等のハロゲン化物等のジ
ルコニウム化合物。 ・テトラエチルスズ、テトラブチルスズ、スズエトキシ
ド、スズイソプロポキシド、スズブトキシドのような有
機スズ化合物。 ・亜鉛エトキシド、亜鉛アセチルアセトナート、ビスジ
ピバロイル亜鉛等の有機亜鉛化合物、塩化亜鉛等のハロ
ゲン化物等の亜鉛化合物。 ・鉄エトキシド、鉄アセチルアセトナート、ビスジピバ
ロイル鉄等の有機鉄化合物、塩化鉄等のハロゲン化物等
の鉄化合物。 ・コバルトエトキシド、コバルトアセチルアセトナー
ト、ビスジピバロイルコバルト等の有機コバルト化合
物、塩化コバルト等のハロゲン化物等のコバルト化合
物。 ・ニッケルエトキシド、ニッケルアセチルアセトナー
ト、ビスジピバロイルニッケル等の有機ニッケル化合
物、塩化ニッケル等のハロゲン化物等のニッケル化合
物。 ・ニオビウムエトキシド、ニオビウムアセチルアセトナ
ト等の有機ニオビウム化合物、塩化ニオビウム等のハ
ロゲン化物等のニオビウム化合物。 ・タンタルエトキシド、タンタルアセチルアセトナー
の有機タンタル化合物、塩化タンタル等のハロゲン化
物等のタンタル化合物。 ・タングステンエトキシド、タングステンアセチルアセ
トナート等の有機タングステン化合物、塩化タングステ
ン等のハロゲン化物等のタングステン化合物。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】・リチウム化合物としては、エトキシリチ
ウム、イソプロポキシリチウム、ブトキシリチウム、酢
酸リチウム、リチウムアセチルアセトナート等。 ・ナトリウム化合物としては、メトキシナトリウム、エ
トキシナトリウム、イソプロポキシナトリウム、ブトキ
シナトリウム、酢酸ナトリウム、ナトリウムアセチルア
セトナート等。 ・カリウム化合物としては、メトキシカリウム、エトキ
シカリウム、イソプロポキシカリウム、ブトキシカリウ
ム、酢酸カリウム、カリウムアセチルアセトナート等。 ・マグネシウム化合物としては、ジメトキシマグネシウ
ム、ジエトキシマグネシウム、ジイソプロポキシマグネ
シウム、ジブトキシマグネシウム等。 ・カルシウム化合物としては、ジメトキシカルシウム、
ジエトキシカルシウム、ジイソプロポキシカルシウム、
ジブトキシカルシウム等。 ・ストロンチウム化合物としては、ジメトキシストロン
チウム、ジエトキシストロンチウム、ジイソプロポキシ
ストロンチウム、ジブトキシストロンチウム等。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】・チタニウム化合物としては、テトラメト
キシチタニウム、テトラエトキシチタニウム、テトライ
ソプロポキシチタニウム、テトラブトキシチタニウム、
四塩化チタン等。 ・ジルコニウム化合物としては、テトラメトキシジルコ
ニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトライソプロ
ポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム、四
塩化ジルコニウム等。 ・スズ化合物としては、テトラメトキシスズ、テトラエ
トキシスズ、テトライソプロポキシスズ、テトラブトキ
シスズ、テトラオクチルスズ、スズアセチルアセトナー
ト、四塩化スズ等。 ・亜鉛化合物としては、ジメトキシ亜鉛、ジエトキシ亜
鉛、ジイソプロポキシ亜鉛、ジブトキシ亜鉛、亜鉛アセ
チルアセトナート、塩化亜鉛等。 ・鉄化合物としては、トリエトキシ鉄、イソプロポキ
シ鉄、ブトキシ鉄、鉄アセチルアセトナート、塩化鉄
等。 ・コバルト化合物としては、エトキシコバルト、
ソプロポキシコバルト、ブトキシコバルト、コバルト
アセチルアセトナート、塩化コバルト等。 ・ニッケル化合物としては、エトキシニッケル、
ソプロポキシニッケル、ブトキシニッケル、ニッケル
アセチルアセトナート、塩化ニッケル等。 ・ニオビウム化合物としては、ペンタメトキシニオビウ
ム、ペンタエトキシニオビウム、ペンタイソプロポキシ
ニオビウム、ペンタブトキシニオビウム、塩化ニオビウ
ム等。 ・タンタル化合物としては、ペンタメトキシタンタル、
ペンタエトキシタンタル、ペンタイソプロポキシタンタ
ル、ペンタブトキシタンタル、塩化タンタル等。 ・タングステン化合物としては、ペンタメトキシタング
ステン、ペンタエトキシタングステン、ペンタイソプロ
ポキシタングステン、ペンタブトキシタングステン、塩
化タングステン等。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式で表される誘電体組成物。 w(X1-y-z X’y X”z )MO3 −(1−w)〔a
    (1−y−z)XO−byX’Ov −czX”2 3
    dZOx 〕 (式中、XはPb、Baから選ばれた1種または2種、
    X’はLi、Na、K、Mg、Ca、Srから選ばれた
    1種または2種以上、X”はLa、Yから選ばれた1種
    または2種、MはTi、Zr、Sn、Mg、Zn、F
    e、Co、Ni、Nb、Ta、Wから選ばれた1種また
    は2種以上を表し、X、X’、X”およびMの各イオン
    の価数にモル分率を乗じた合計価数は6価である。Zは
    B、As、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1
    種または2種以上を表す。vは酸素数を表し、X’がL
    i、Na、Kのときはv=0.5、X’がMg、Ca、
    Srのときはv=1である。xは酸素数を表し、Zが
    B、As、Sbのときはx=1.5、ZがSi、Ge、
    Teのときはx=2、ZがPのときはx=2.5であ
    る。w、y、zはモル数、a、b、cは実数、dは酸化
    物の元素基準のモル数で、0.3<w≦0.95、0<
    y≦1、0≦z<0.5、a/d、b/d、c/dはそ
    れぞれ0.5以上19以下、a(1−y−z)+by+
    cz=1である。)
  2. 【請求項2】X(XはPb、Baから選ばれた1種また
    は2種)、X’(X’はLi、Na、K、Mg、Ca、
    Srから選ばれた1種または2種以上)、X”(X”は
    La、Yから選ばれた1種または2種)、M(MはT
    i、Zr、Sn、Mg、Zn、Fe、Co、Ni、N
    b、Ta、Wから選ばれた1種または2種以上)、Z
    (ZはB、As、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ば
    れた1種または2種以上)のそれぞれの酸化物、または
    これらの酸化物に転換し得るそれぞれの化合物を、それ
    ぞれの酸化物またはそれぞれの化合物の占める領域が直
    径0.1μm未満であるように混合し、次いで該混合物
    を焼成または酸化物に転換し得るような温度で加熱焼成
    することを特徴とする請求項1記載の誘電体組成物の製
    造法。
  3. 【請求項3】有機溶媒に可溶なX化合物(XはPb、B
    aから選ばれた1種または2種)、X’化合物(X’は
    Li、Na、K、Mg、Ca、Srから選ばれた1種ま
    たは2種以上)、X”化合物(X”はLa、Yから選ば
    れた1種または2種)、M化合物(MはTi、Zr、S
    n、Mg、Zn、Fe、Co、Ni、Nb、Ta、Wか
    ら選ばれた1種または2種以上)、Z化合物(ZはB、
    As、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1種ま
    たは2種以上)からなる混合液から粉末を得、該粉末を
    成形、焼成することを特徴とする請求項1記載の誘電体
    組成物の製造法。
  4. 【請求項4】1次粒子の粒径が0.1μm未満のX化合
    物(XはPb、Baから選ばれた1種または2種)、
    X’化合物(X’はLi、Na、K、Mg、Ca、Sr
    から選ばれた1種または2種以上)、X”化合物(X”
    はLa、Yから選ばれた1種または2種)、M化合物
    (MはTi、Zr、Sn、Mg、Zn、Fe、Co、N
    i、Nb、Ta、Wから選ばれた1種または2種以
    上)、Z化合物(ZはB、As、Sb、Si、Ge、T
    e、Pから選ばれた1種または2種以上)の各化合物の
    コロイダルゾルを含有してなる混合液から粉末を得、該
    粉末を成形、焼成することを特徴とする請求項1記載の
    誘電体組成物の製造法。
  5. 【請求項5】水に可溶なX化合物(XはPb、Baから
    選ばれた1種または2種)、X’化合物(X’はLi、
    Na、K、Mg、Ca、Srから選ばれた1種または2
    種以上)、X”化合物(X”はLa、Yから選ばれた1
    種または2種)、M化合物(MはTi、Zr、Sn、M
    g、Zn、Fe、Co、Ni、Nb、Ta、Wから選ば
    れた1種または2種以上)、Z化合物(ZはB、As、
    Sb、Si、Ge、Te、Pから選ばれた1種または2
    種以上)を含有してなる混合液から粉末を得、該粉末を
    成形、焼成することを特徴とする請求項1記載の誘電体
    組成物の製造法。
  6. 【請求項6】X(XはPb、Baから選ばれた1種また
    は2種)、X’(X’はLi、Na、K、Mg、Ca、
    Srから選ばれた1種または2種以上)、X”(X”は
    La、Yから選ばれた1種または2種)、M(MはT
    i、Zr、Sn、Mg、Zn、Fe、Co、Ni、N
    b、Ta、Wから選ばれた1種または2種以上)、Z
    (ZはB、As、Sb、Si、Ge、Te、Pから選ば
    れた1種または2種以上)のそれぞれの酸化物を含有し
    てなる酸化物焼結ターゲットを用いてスパッタリング法
    により請求項1記載の誘電体組成物の薄膜の製造法。
  7. 【請求項7】金属箔上に請求項1記載の誘電体組成物を
    薄膜状で形成してなることを特徴とする薄膜コンデン
    サ。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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