JPH0637329B2 - チタン酸鉛薄膜の製造方法 - Google Patents
チタン酸鉛薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0637329B2 JPH0637329B2 JP2147249A JP14724990A JPH0637329B2 JP H0637329 B2 JPH0637329 B2 JP H0637329B2 JP 2147249 A JP2147249 A JP 2147249A JP 14724990 A JP14724990 A JP 14724990A JP H0637329 B2 JPH0637329 B2 JP H0637329B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- lead titanate
- titanate thin
- lead
- producing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 26
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 titanium alkoxide Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- VSFQMZYFJAOOOG-UHFFFAOYSA-N di(propan-2-yloxy)lead Chemical compound CC(C)O[Pb]OC(C)C VSFQMZYFJAOOOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- RCZPHVPIOWNERS-UHFFFAOYSA-N CCCO[Ti] Chemical compound CCCO[Ti] RCZPHVPIOWNERS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- XKENYNILAAWPFQ-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)germane;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ge]([O-])=O XKENYNILAAWPFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、赤外線検出材料であるチタン酸鉛薄膜の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
(従来の技術) 一般に赤外線検出材料として代表的なものにはCdHgTe，
InSb及びSi等の半導体とチタン酸鉛、ゲルマン酸鉛、TG
S，PVF2等の焦電体とがある。前者は液体窒素で冷却し
て用いる必要があり、後者は冷却する必要がない。従っ
て、焦電体を用いた非冷却型の赤外線検出器は冷却型に
比べて性能面ではやや劣るものの、低価格、小型軽量及
び扱い易い等の特徴があるため、人体検知器や火災報知
器等に利用されており、今後ますます利用範囲が広がる
傾向にある。チタン酸鉛は、数多くある焦電材料のなか
で、薄膜化が容易であり、感度の良い赤外線検出材料と
して有望なものである。
InSb及びSi等の半導体とチタン酸鉛、ゲルマン酸鉛、TG
S，PVF2等の焦電体とがある。前者は液体窒素で冷却し
て用いる必要があり、後者は冷却する必要がない。従っ
て、焦電体を用いた非冷却型の赤外線検出器は冷却型に
比べて性能面ではやや劣るものの、低価格、小型軽量及
び扱い易い等の特徴があるため、人体検知器や火災報知
器等に利用されており、今後ますます利用範囲が広がる
傾向にある。チタン酸鉛は、数多くある焦電材料のなか
で、薄膜化が容易であり、感度の良い赤外線検出材料と
して有望なものである。
従来、チタン酸鉛薄膜はチタン及び鉛の各酸化物を混合
・焼結し、得られた素材を研磨することにより作られて
きた。しかし、一般にセラミックスはもろく、この方法
ではほぼ３０μｍ程度が厚さの限界であると共に加工工
程でのひび割れも多く、大きな面積の薄膜を得るのが困
難である。また、チタン酸鉛薄膜を得る他の方法とし
て、スパッタ法が用いられている。この方法は良質の薄
膜を作る技術として多くの電子材料に応用されている
が、焦電体薄膜の形成では成膜速度が１０〜２０Å／mi
nと非常に遅く、所定の厚さの膜を得るのに長時間を要
する。さらに、チタン酸鉛の薄膜を得る他の方法として
化学気相成長(ＣＶＤ)法が近年用いられてきたが、この
方法は成膜速度がスパッタ法に比べて１０〜２０倍と比
較的速く、かつ膜組成の制御も容易であるが、スパッタ
法同様、大掛かりな装置を必要とする点が問題である。
・焼結し、得られた素材を研磨することにより作られて
きた。しかし、一般にセラミックスはもろく、この方法
ではほぼ３０μｍ程度が厚さの限界であると共に加工工
程でのひび割れも多く、大きな面積の薄膜を得るのが困
難である。また、チタン酸鉛薄膜を得る他の方法とし
て、スパッタ法が用いられている。この方法は良質の薄
膜を作る技術として多くの電子材料に応用されている
が、焦電体薄膜の形成では成膜速度が１０〜２０Å／mi
nと非常に遅く、所定の厚さの膜を得るのに長時間を要
する。さらに、チタン酸鉛の薄膜を得る他の方法として
化学気相成長(ＣＶＤ)法が近年用いられてきたが、この
方法は成膜速度がスパッタ法に比べて１０〜２０倍と比
較的速く、かつ膜組成の制御も容易であるが、スパッタ
法同様、大掛かりな装置を必要とする点が問題である。
(発明が解決しようとする課題) 従来のチタン酸鉛薄膜の製造方法は、スパッタ装置又は
ＣＶＤ装置など大掛かりな装置を必要とするうえ、成膜
に膨大な時間を要する等の欠点があった。
ＣＶＤ装置など大掛かりな装置を必要とするうえ、成膜
に膨大な時間を要する等の欠点があった。
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、簡単な装置を用い、短時間で、チタン酸鉛の
薄膜を得ることが可能なチタン酸鉛薄膜の製造方法を提
供することを目的とする。
たもので、簡単な装置を用い、短時間で、チタン酸鉛の
薄膜を得ることが可能なチタン酸鉛薄膜の製造方法を提
供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明では、原料に鉛のアルコキシドとチタンのアルコ
キシドとを用い、スプレーパイロリシス法によりチタン
酸鉛薄膜を製造する。
キシドとを用い、スプレーパイロリシス法によりチタン
酸鉛薄膜を製造する。
本発明におけるスプレーパイロリシス法によるチタン酸
鉛薄膜の製造手順は次のようになる。まず、出発原料と
して鉛のアルコキシド及びチタンのアルコキシドを用
い、各成分の金属アルコキシドを所定の成分比に混合す
る。次に、混合した原料溶液を加熱した基板上に吹き付
け非晶質焦電体薄膜を形成する。その後、電気炉等を用
いて熱処理を加えて焦電体薄膜を得る。
鉛薄膜の製造手順は次のようになる。まず、出発原料と
して鉛のアルコキシド及びチタンのアルコキシドを用
い、各成分の金属アルコキシドを所定の成分比に混合す
る。次に、混合した原料溶液を加熱した基板上に吹き付
け非晶質焦電体薄膜を形成する。その後、電気炉等を用
いて熱処理を加えて焦電体薄膜を得る。
(作用) 上述のように、本発明では、原料として溶液を使用する
ため、(１)各成分が原子レベルで混合し均一な膜が得ら
れる。(２)膜組成が仕込みの成分比を調整するだけで簡
単に制御できる。(３)平板状の基板のみならず、多様な
形状の基板を用いることにより、自由なパターン形成が
可能である。(４)膜厚は吹き付けの回数と原料溶液の濃
度を調整することによって任意に設定することができる
等の利点がある。
ため、(１)各成分が原子レベルで混合し均一な膜が得ら
れる。(２)膜組成が仕込みの成分比を調整するだけで簡
単に制御できる。(３)平板状の基板のみならず、多様な
形状の基板を用いることにより、自由なパターン形成が
可能である。(４)膜厚は吹き付けの回数と原料溶液の濃
度を調整することによって任意に設定することができる
等の利点がある。
また、工業的には吹き付け装置と電気炉などの簡単な装
置により短時間の焼成で焦電特性をもつチタン酸鉛薄膜
の成膜が可能となり、極めて経済性の高い薄膜作成技術
である。
置により短時間の焼成で焦電特性をもつチタン酸鉛薄膜
の成膜が可能となり、極めて経済性の高い薄膜作成技術
である。
さらに、スプレーパイロリシス法における出発原料とし
ては無機酸、有機酸、無機金属塩及び有機金属塩などが
あるが、これらの中で有機金属塩に含まれる金属アルコ
キシドは、高純度のものが得やすく、原子レベルで混合
できるので低温での成膜が可能であるなど他の金属塩に
比べて優れた点が多い。
ては無機酸、有機酸、無機金属塩及び有機金属塩などが
あるが、これらの中で有機金属塩に含まれる金属アルコ
キシドは、高純度のものが得やすく、原子レベルで混合
できるので低温での成膜が可能であるなど他の金属塩に
比べて優れた点が多い。
(発明の実施例) 第１図に本発明の実施例におけるチタン酸鉛薄膜の製造
工程のフローチャートを示す。以下順を追って本発明の
実施例を説明する。
工程のフローチャートを示す。以下順を追って本発明の
実施例を説明する。
まず、混合工程１において各成分の金属アルコキシドを
所定の成分比に混合する。具体的には、金属アルコキシ
ドとして、ジ−イソ−プロポキシ鉛(Pb(O-i-C3H7)2)と
テトラ−イソ−プロポキシチタン(Ti(O-i-C3H7)4)を用
いる。なお、ジ−イソ−プロポキシ鉛は室温では固体の
ため、エタノールを溶媒としたジ−イソ−プロポキシ鉛
のエタノール溶液を用いる。これらの溶液をＰbとＴiの
モル比が１：１の化学量論的組成比になるように秤量し
混合する。
所定の成分比に混合する。具体的には、金属アルコキシ
ドとして、ジ−イソ−プロポキシ鉛(Pb(O-i-C3H7)2)と
テトラ−イソ−プロポキシチタン(Ti(O-i-C3H7)4)を用
いる。なお、ジ−イソ−プロポキシ鉛は室温では固体の
ため、エタノールを溶媒としたジ−イソ−プロポキシ鉛
のエタノール溶液を用いる。これらの溶液をＰbとＴiの
モル比が１：１の化学量論的組成比になるように秤量し
混合する。
次に、スプレー工程２において混合溶液を基板に吹き付
け塗布する。吹き付けにはハンドスプレーを用い、５０
℃に加熱したアルミナ基板上に大気中で１回当たり０．
５μｍ程度堆積させ、乾燥工程３にて乾燥させる。これ
らの工程２，３は所定の膜厚になるまで繰り返す。次
に、焼成工程４において、この塗布した基板を電気炉を
用いて大気中で約６００〜１２００℃の範囲内の特定温
度で１０分間若しくはそれ以上加熱・焼成する。この結
果、結晶のＣ軸(基板面に垂直)に強く配向した焦電特性
をもつペロブスカイト構造のチタン酸鉛薄膜を得ること
ができる。
け塗布する。吹き付けにはハンドスプレーを用い、５０
℃に加熱したアルミナ基板上に大気中で１回当たり０．
５μｍ程度堆積させ、乾燥工程３にて乾燥させる。これ
らの工程２，３は所定の膜厚になるまで繰り返す。次
に、焼成工程４において、この塗布した基板を電気炉を
用いて大気中で約６００〜１２００℃の範囲内の特定温
度で１０分間若しくはそれ以上加熱・焼成する。この結
果、結晶のＣ軸(基板面に垂直)に強く配向した焦電特性
をもつペロブスカイト構造のチタン酸鉛薄膜を得ること
ができる。
なお、焼成温度が約６００℃よりも低い場合には基板上
に堆積した非晶質薄膜を充分結晶化させることができ
ず、また約１２００℃より高いとチタン酸鉛が溶融状態
となってしまうので好ましくない。
に堆積した非晶質薄膜を充分結晶化させることができ
ず、また約１２００℃より高いとチタン酸鉛が溶融状態
となってしまうので好ましくない。
また、基板はアルミナ以外の耐熱材を採用することもで
きる。
きる。
(発明の効果) 以上のように、本発明のチタン酸鉛薄膜の製造方法によ
れば、出発材料に各成分の金属アルコキシドを用い、か
つスプレーパイロリシス法を採用したので、製造装置が
簡単であり、かつ短時間でチタン酸鉛薄膜が得られる効
果がある。
れば、出発材料に各成分の金属アルコキシドを用い、か
つスプレーパイロリシス法を採用したので、製造装置が
簡単であり、かつ短時間でチタン酸鉛薄膜が得られる効
果がある。
第１図は本発明の一実施例に係るチタン酸鉛薄膜の作製
フローチャートである。 １……混合工程、２……スプレー工程、３……乾燥工
程、４……焼成工程。
フローチャートである。 １……混合工程、２……スプレー工程、３……乾燥工
程、４……焼成工程。
Claims (1)
- 【請求項１】原料として鉛のアルコキシドとチタンのア
ルコキシドとを用い、スプレーパイロリシス法によりチ
タン酸鉛薄膜を作成することを特徴とするチタン酸鉛薄
膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147249A JPH0637329B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | チタン酸鉛薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2147249A JPH0637329B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | チタン酸鉛薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0442856A JPH0442856A (ja) | 1992-02-13 |
| JPH0637329B2 true JPH0637329B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15425961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2147249A Expired - Lifetime JPH0637329B2 (ja) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | チタン酸鉛薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637329B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019225696A1 (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | コニカミノルタ株式会社 | 分子変換部材、積層体及び基材の改質方法 |
-
1990
- 1990-06-07 JP JP2147249A patent/JPH0637329B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0442856A (ja) | 1992-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Swartz et al. | Ferroelectric thin films by sol-gel processing | |
| US4792463A (en) | Method of producing ferroelectric thin film | |
| US5626670A (en) | Method for producing low thermal budget ferroelectric thin films for integrated device structures using laser-crystallization of spin-on sol-gel films | |
| CN101956166B (zh) | 一种铌镁酸铅-钛酸铅铁电薄膜的制备方法 | |
| JPH04259380A (ja) | Ｐｚｔ強誘電体薄膜の結晶配向性制御方法 | |
| JPH0637329B2 (ja) | チタン酸鉛薄膜の製造方法 | |
| JP3586870B2 (ja) | 配向性薄膜形成基板およびその作製方法 | |
| JPH06107491A (ja) | 結晶性薄膜製造方法 | |
| Schwartz et al. | Preparation and characterization of Sol-Gel derived PbTiO3 thin layers on GaAs | |
| JPH0632613A (ja) | 複合酸化物薄膜の製造方法 | |
| JPH0442851A (ja) | ゲルマン酸鉛薄膜の製造方法 | |
| JP2001053224A (ja) | 薄膜キャパシタおよびその製造方法 | |
| JP2718414B2 (ja) | チタン酸鉛薄膜の製造方法 | |
| JP3026871B2 (ja) | ニオブ酸タンタル酸カリウム薄膜の製造方法 | |
| JP3112578B2 (ja) | 結晶性薄膜製造方法 | |
| JPH10291885A (ja) | 酸化物セラミックス薄膜の製造方法 | |
| Ravindranathan et al. | Solution-sol-gel processing of lead magnesium niobate thin films | |
| JP3079535B2 (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH0217630B2 (ja) | ||
| Cho et al. | Ferroelectric PbTiO3 Powders and Thin Films Derived from Sol‐Gel Processing | |
| JPH05221643A (ja) | Ｐｚｔゾル溶液の製造方法およびこの溶液を用いた強 誘電性薄膜の形成方法 | |
| JPH10219460A (ja) | セラミックス薄膜及びその製造方法 | |
| JPH11106279A (ja) | セラミックス薄膜の製造方法 | |
| JP4427151B2 (ja) | 強誘電体薄膜の成膜方法 | |
| JPH06107489A (ja) | 結晶性薄膜製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |