早鸽—汇聚行业精英
  • 联系客服
  • 帮助中心
  • 投诉举报
  • 关注微信
400-006-1351
您的问题早鸽都有答案
3000+专业顾问
搜索
咨询

介电薄膜形成用组合物及介电薄膜的形成方法

  • 专利名称
    介电薄膜形成用组合物及介电薄膜的形成方法
  • 发明者
    藤井顺, 渡边敏昭, 樱井英章, 曽山信幸
  • 公开日
    2014年8月6日
  • 申请日期
    2014年1月24日
  • 优先权日
    2013年1月28日
  • 申请人
    三菱综合材料株式会社
  • 文档编号
    C04B35/622GK103964838SQ201410035537
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种介电薄膜形成用组合物,其用于形成由钛酸锶钡系复合钙钛矿膜构成的介电薄膜,其特征在于, 在所述组合物中掺杂着铝, 所述铝相对于包含在所述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量在0.1原子%以上15原子%以下范围2.根据权利要求1所述的介电薄膜形成用组合物,其中, 所述钛酸锶钡系复合钙钛矿膜以通式=Ba^SrxTiyO3表示,式中,0.2 < x < 0.6,0.9< y < 1.103.根据权利要求1所述的介电薄膜形成用组合物,其中, 用于构成所述钛酸锶钡系复合钙钛矿膜的原料含有有机基团通过其氧原子或氮原子与金属元素结合的化合物4.根据权利要求3所述的介电薄膜形成用组合物,其中, 用于构成所述钛酸锶钡系复合钙钛矿膜的原料含有选自金属醇盐、金属二醇络合物、金属三醇络合物、金属羧酸盐、金属二酮络合物、金属二酮酯络合物、金属亚氨基酮络合物及金属氨基络合物中的一种或两种以上5.根据权利要求1所述的介电薄膜形成用组合物,其中, 用于构成所述钛酸锶钡系复合钙钛矿膜的原料含有有机基团通过其氧原子或氮原子与铝元素结合的化合物6.根据权利要求5所述的介电薄膜形成用组合物,其中, 用于构成所述钛酸锶钡系复合钙钛矿膜的原料含有选自羧酸盐化合物、硝酸盐化合物、醇盐化合物、二醇化合物、三醇化合物、二酮化合物、二酮酯化合物、亚氨基酮化合物及氨基化合物中的一种或两种以上7.根据权利要求1所述的介电薄膜形成用组合物,其中, 该介电薄膜形成用组合物相对于所述组合物中的金属总量I摩尔以0.2~3摩尔比例还含有稳定剂,该稳定剂选自二酮、酮酸、酮酯、含氧酸、二醇、三醇、高级羧酸、烷醇胺及多元胺中的一种或两种以上8.根据权利要求1所述的介电薄膜形成用组合物,其中, 所述铝相对于包含在所述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量在0.2原子%以上10原子%以下范围9.一种介电薄膜的形成方法,其特征在于, 该方法利用权利要求1所述的介电薄膜形成用组合物10.一种介电薄膜的形成方法,其特征在于, 反复进行将权利要求1所述的介电薄膜形成用组合物涂布到耐热性基板上并进行干燥的工序,直至获得所期望的厚度的膜,之后在空气中或氧化气氛中又或含水蒸气的气氛中以结晶温度以上的温度烧成该膜11.一种具有通过权利要求9或10所述的方法形成的介电薄膜的薄膜电容器、电容器、集成无源器件、DRAM存储器用电容器、层叠电容器、晶体管的栅极绝缘体、非易失性存储器、热释电型红外线检测元件、压电元件、电光元件、执行器、谐振器、超声波马达、电子开关、光学开关或LC噪声滤波器元件的复合电子组件的制造方法
  • 技术领域
    [0001]本发明涉及一种能够形成泄漏电流特性优异的薄膜电容器等的介电薄膜形成用组合物及利用该组合物的介电薄膜的形成方法
  • 专利摘要
    本发明提供一种在薄膜电容器等中能够提高泄漏电流特性的介电薄膜形成用组合物、以及介电薄膜的形成方法。在用于形成由钛酸锶钡即BST系复合钙钛矿膜构成的介电薄膜的介电薄膜形成用组合物中掺杂着Al即铝。并且,Al即铝相对于包含在上述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量在0.1原子%以上15原子%以下范围。
  • 发明内容
  • 专利说明
    介电薄膜形成用组合物及介电薄膜的形成方法
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
介电薄膜形成用组合物及介电薄膜的形成方法[0002]在高频用滤波器、高频用天线、移相器等高频可调设备中,作为可变容量元件(可调元件)内置有由上部电极、下部电极及形成于两个电极之间的介电层构成的薄膜电容器等。其中,所谓“可调(tunable)”是指改变所施加的电压就能够使静电容量变化。薄膜电容器发挥根据施加于两个电极之间的电压的变化来改变其静电容量的一种电容器的作用。构成这种薄膜电容器的介电层使用了利用具有高介电常数的钛酸锶(ST =SrTiO3)、钛酸锶钡(BST)、钛酸钡(BT =BaTiO3)等钙钛矿型氧化物形成的介电薄膜。作为形成介电薄膜的方法,采用真空蒸镀法、溅射法、激光烧蚀法等物理气相沉积法、CVD (Chemical VaporDeposition)法等化学气相沉积法,除此之外还采用溶胶_凝胶法等化学溶液法(例如,参考专利文献I)。如同该专利文献I所记载的薄膜铁电体的制造方法,本领域技术人员熟知利用含有成分金属的醇盐或有机酸盐中的任一种或两种的混合溶液并通过溶胶-凝胶法成膜薄膜铁电体的方法中包括可使用于该方法的金属化合物的种类或加热及烧成条件。[0003]另一方面, 专利文献2中公开有通过向钛酸钡添加掺杂剂来改善电特性的技术。具体而言,上述专利文献2所示的介电薄膜用组合物含有在有机介质中溶解了钛酸钡、烧成过程中能够形成钛酸钡的任意组合物及选自这些混合物中的一种或两种以上的含有钡及钛的添加剂的物质。该介电薄膜用组合物中掺杂着0.002~0.05原子%的含有如下元素的掺杂剂,所述元素为 Sc、Cr、Fe、Co、N1、Ca、Zn、Al、Ga、Y、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu、及选自这些混合物中的元素。上述钛酸钡系介电体中,向钛部位(B部位)掺杂接受体是为了形成高介电常数的介电膜或介电层而使用。尤其,上述掺杂剂、这些掺杂剂与金属的混合物能够占据(ABO3)钙钛矿结构的B部位,接受体掺杂剂捕捉传导电子,以抑制绝缘电阻的下降与介电损失的增加。[0004]专利文献1:日本特开昭60-236404号公报(第6页右上栏第10行~左下栏第3行)[0005]专利文献2:日本特开2007-5804号公报(权利要求1、[0021]段)[0006]然而,在上述以往专利文献2所示的介电薄膜用组合物中,通过调整成膜条件可获得一定程度的泄漏耐性,而在实际应用中存在无法获得充分的泄漏耐性的不良情况。
[0007]为此,本发明人着眼于形成介电薄膜时所使用的材料,从该材料的改进的观点出发,研究出能够提高有关薄膜电容器等的基本特性即泄漏电流特性的本发明。
[0008]本发明的目的在于提供一种在薄膜电容器等中能够提高泄漏电流特性的介电薄膜形成用组合物及利用该组合物的介电薄膜的形成方法。[0009]本发明的第I观点为,一种介电薄膜形成用组合物,其用于形成由钛酸锶钡(BST)系复合钙钛矿膜构成的介电薄膜,其中,在上述组合物中掺杂着Al (铝),A1 (铝)相对于包含在上述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量在0.1原子%以上15原子%以下范围。
[0010]本发明的第2观点为基于第I观点的发明,其中,钛酸锶钡(BST)系复合钙钛矿膜以通式 -BahSrxTiyO3 (式中,0.2 < x < 0.6、0.9 < y < 1.1)表示。
[0011]本发明的第3观点为基于第I观点的发明,其中,用于构成钛酸锶钡(BST)系复合钙钛矿膜的原料含有有机基团通过其氧原子或氮原子与金属元素结合的化合物。
[0012]本发明的第4观点为基于第3观点的发明,其中,用于构成钛酸锶钡(BST)系复合钙钛矿膜的原料含有选自金属醇盐、金属二醇络合物、金属三醇络合物、金属羧酸盐、金属β_二酮络合物、金属β_ 二酮酯络合物、金属β_亚氨基酮络合物及金属氨基络合物中的一种或两种以上。
[0013]本发明的第5观点为基于第I观点的发明,其中,用于构成钛酸锶钡(BST)系复合钙钛矿膜的原料含有有机基团通过其氧原子或氮原子与Al (铝)元素结合的化合物。
[0014]本发明的第6观点为基于第5观点的发明,其中,用于构成钛酸锶钡(BST)系复合钙钛矿膜的原料含有选自羧酸盐化合物、硝酸盐化合物、醇盐化合物、二醇化合物、三醇化合物、β - 二酮化合物、β - 二酮酯化合物、β -亚氨基酮化合物及氨基化合物中的一种或两种以上。
[0015]本发明的第7观点为基于第I至第6观点的发明,其中,该介电薄膜形成用组合物相对于上述组合物中的金属总量I摩尔以0.2~3摩尔比例还含有稳定剂,该稳定剂选自β - 二酮、β -酮酸、β -酮酯、含氧酸、二醇、三醇、高级羧酸、烷醇胺及多元胺中的一种或两种。
[0016]本发明的第8观点为基于第I观点的发明,其中,Al (铝)相对于包含在上述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量在0.2原子%以上10原子%以下范围。
[0017]本发明的第9观点为介电薄膜的形成方法,其中,该方法利用第I观点至第8观点中的任一观点所述的介电薄膜形成用组合物。
[0018]本发明的第10观点为介电薄膜的形成方法,其中,反复进行将第I至第8观点中任一观点所述的介电薄膜形成用组合物涂布到耐热性基板上并进行干燥的工序,直至获得具有所期望的厚度的膜,之后在空气中或氧化气氛中又或含水蒸气的气氛中以结晶温度以上的温度烧成该膜。
[0019]本发明的第11观点为,一种具有通过第9或第10观点所述的方法形成的介电薄膜的薄膜电容器、电容器、集成无源器件、DRAM存储器用电容器、层叠电容器、晶体管的栅极绝缘体、非易失性存储器、热释电型红外线检测元件、压电元件、电光元件、执行器、谐振器、超声波马达、电子开关、光学开关或LC噪声滤波器元件的复合电子组件的制造方法。
[0020]本发明的第I观点的组合物中,在用于形成由钛酸锶钡(BST)系复合钙钛矿膜构成的介电薄膜的介电薄膜形成用组合物中掺杂Al (铝),并且将Al (铝)相对于包含在上述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量设为0.1原子%以上15原子%以下范围,因此在具备利用上述组合物形成的介电薄膜的薄膜电容器等中能够显现较低的泄漏电流
山/又ο
[0021]接着,对用于实施本发明的方式进行说明。本发明的介电薄膜形成用组合物为用于形成由钛酸锶钡(以下称为BST)系复合钙钛矿膜构成的介电薄膜的组合物,该组合物为由在有机溶剂中以规定比例含有Ba化合物、Sr化合物及Ti化合物的有机金属化合物溶液构成的组合物。并且,该组合物中掺杂着Al (铝)。并且,Al (铝)相对于包含在上述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量为0.1原子%以上15原子%以下范围,优选在
0.2原子%以上10原子%以下范围。其中,之所以将Al (铝)相对于包含在上述组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量限定在0.1原子%以上15原子%以下范围,是因为若小于0.1原子%则无法显现掺杂Al (铝)的效果,并存在泄漏电流密度不下降之类的不良情况;若超过15原子%则会导致泄漏电流特性的下降。另外,上述所掺杂的Al (铝)仅配置于包含在上述组合物中的钙钛矿(ABO3)的B位。
[0022]相对于Ba和Sr的总原子数,该组合物中的Al含量为0.1原子%以上15原子%以下。
[0023]并且,上述BST系复合钙钛矿膜以通式:BahSrxTiyO3 (式中,0.2 < x < 0.6、0.9<y< 1.1)表示。其中,将原料比例调成上述通式中的X值满足上述通式的原因在于,若X值为0.2以下,则会使介电损失增加,另一方面,若达到0.6以上,则会使可调性下降。并且,之所以将原料比 例调成上述通式中的y值达到上述范围的原因在于,y值为0.9以下或
1.1以上则会使可调性下降。另外,所谓“可调性(tunability)”是指静电容量的可变性或变化率。
[0024]该组合物中含有的Ba原子数和Sr原子数的比为4:1~2:3。
[0025]通过在组合物中掺杂Al (铝)能够做成泄漏电流特性优异的薄膜电容器等。可以推定能够通过掺杂该Al (铝)来降低泄漏电流密度的技术性原因在于,通过掺杂Al (铝)而使得膜变得致密。
[0026]其中,“泄漏耐性”是指,对电容器施加高电压时,将泄漏电流密度保持为较低的特性。并且,“泄漏电流特性”是指改变施加于电容器上的电压时的泄漏电流密度的变化,“泄漏电流特性优异”是指,随着施加高电压,泄漏电流密度逐渐变高,但其程度轻微的情形。另外,“泄漏电流密度”被定义为电容器每单位面积的泄漏电流(A/cm2)。
[0027]用于构成BST系复合钙钛矿膜的原料优选含有有机基团通过其氧原子或氮原子结合于Ba、Sr及Ti的各金属元素的化合物。例如,例示出选自金属醇盐、金属二醇络合物、金属三醇络合物、金属羧酸盐、金属二酮络合物、金属二酮酯络合物、金属亚氨基酮络合物及金属氨基络合物中的一种或两种以上。尤其优选的化合物为金属醇盐、其部分水解物及有机酸盐。
[0028]具体而言,作为Ba化合物,可举出2-乙基丁酸钡、2_乙基己酸钡、乙酸钡等羧酸盐;二异丙氧基钡、二丁氧基钡等金属醇盐。作为Sr化合物,可举出2-乙基丁酸锶、2-乙基己酸锶、乙酸锶等羧酸盐;二异丙氧基锶、二丁氧基锶等金属醇盐。作为Ti化合物,可举出四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四丁氧基钛、二甲氧基二异丙氧基钛等金属醇盐。可直接使用金属醇盐,但为了促进分解也可以使用其部分水解物。
[0029]并且,用于构成BST系复合钙钛矿膜的原料优选含有有机基团通过其氧原子或氮原子结合于Al (铝)元素的化合物。例如,例示出选自羧酸盐化合物、硝酸盐化合物、醇盐化合物、二醇化合物、三醇化合物、β - 二酮化合物、β - 二酮酯化合物、β -亚氨基酮化合物及氨基化合物中的一种或两种以上化合物。尤其优选的化合物为2-乙基丁酸铝、2-乙基己
酸铝、乙酸铝等羧酸盐化合物;硝酸铝等硝酸盐化合物;三乙氧基铝、三正丙氧基铝、三异丙氧基铝、三正丁氧基铝、三仲丁氧基铝、三叔丁氧基铝等金属醇盐;乙酰丙酮铝等β-二酮化合物。
[0030]制备本发明的介电薄膜形成用组合物时,以相当于所期望的介电薄膜组成的比率将这些原料溶解在适当的溶剂中,以制备成适于涂布的浓度。具体而言,组合物中的各原料比例被调整为在成膜后的介电薄膜中金属原子比达到上述比例。
[0031]在此所使用的介电薄膜形成用组合物的溶剂根据所使用的原料适当而定,但通常除了羧酸、醇、酯、酮类(例如丙酮、甲基乙基酮)、醚类(例如甲醚、乙醚)、环烷类(例如环己烷、环己醇)、芳香族系(例如苯、甲苯、二甲苯)以外,可以使用四氢呋喃等,或者可以使用含有其中两种以上的混合溶剂。
[0032]作为羧酸,具体而言优选使用正丁酸、α -甲基丁酸、异戊酸、2-乙基丁酸、2,2_ 二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸、2,3-二甲基丁酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戍酸、2,2- 二甲基戍酸、3,3- 二甲基戍酸,2, 3- 二甲基戍酸、2-乙基己酸及3-乙基己酸。
[0033]并且,作为酯,优选使用乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸叔戊酯及乙酸异戊酯,作为醇,优选使用1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇 、2-丁醇、异丁醇、1-戊醇、2-戊醇、2-甲基-2-戊醇及2-甲氧基乙醇。
[0034]另外,介电薄膜形成用组合物的有机金属化合物溶液中的有机金属化合物的总浓度优选设为以金属氧化物换算量计为0.1~20质量%左右。若低于下限值,则因每次所涂布的膜厚变薄而难以形成具有所期望的膜厚的介电薄膜,另一方面,若超过上限值,则有时会在烧成后的介电薄膜上产生龟裂,因此不优选。
[0035]该有机金属化合物溶液中,根据需要可添加以(稳定剂分子数)/ (金属原子数)计
0.2~3左右的、β - 二酮类(例如乙酰丙酮、2,2- 二甲基-6,6,7,7,8,8,8-七氟-3,5-辛二酮(Heptafluorobutanoyl pivaloylmethane)、二新戍酰甲烧、三氟乙酰丙酮、苯甲酰丙酮等)、酮酸类(例如乙酰乙酸、丙酰乙酸、苯甲酰乙酸等)、酮酯类(例如上述酮酸的甲酯、丙酯、丁酯等低级烷基酯类)、含氧酸类(例如乳酸、羟基乙酸、α -羟基丁酸、水杨酸等)、上述含氧酸的低级烷基酯类、羟基酮类(例如二丙酮醇、3-羟基丁酮等)、二醇、三醇、高级羧酸、烷醇胺类(例如二乙醇胺、三乙醇胺、单乙醇胺)及多元胺等来作为稳定剂。
[0036]本发明中,优选通过对上述所制备的有机金属化合物溶液进行过滤处理来去除颗粒,从而将粒径0.5μπι以上(尤其为0.3μπι以上、更尤其为0.2μπι以上)的颗粒的个数设为每I毫升溶液中为50个/毫升以下。
[0037]另外,测定该有机金属化合物溶液中的颗粒的个数时,采用光散射式颗粒计数器。
[0038]若有机金属化合物溶液中粒径为0.5 μ m以上的颗粒的个数超过50个/毫升,则长期保存稳定性变差。该有机金属化合物溶液中的粒径为0.5 μ m以上的颗粒的个数越少越优选,尤其优选30个/毫升以下。[0039]为达到上述颗粒个数而对制备之后的有机金属化合物溶液进行处理的方法并没有特别的限定,例如可举出如下方法。第I方法为,使用市售的孔径为0.2μπι的薄膜过滤器并通过注射器挤压的过滤法。第2方法为,组合市售的孔径为0.05 μ m的薄膜过滤器与加压罐的加压过滤法。第3方法为,组合上述第2方法中所使用的过滤器与溶液循环槽的循环过滤法。
[0040]在任何一种方法中都因溶液挤压压力而使通过过滤器捕捉的颗粒捕捉率不同。众所周知,压力越低捕捉率变得越高,尤其在第I方法、第2方法中,为了实现将粒径0.5μπι以上的颗粒个数设为50个/毫升以下的条件,优选使溶液以低压极其缓慢地通过过滤器。
[0041]通过利用本发明的由有机金属化合物溶液构成的介电薄膜形成用组合物能够简单地形成介电薄膜。在利用上述介电薄膜形成用组合物来形成介电薄膜时,通过旋涂法、浸涂法、液态源雾化化学沉积(LSMCD,Liquid Source Misted Chemical Deposition)法等涂布法将上述组合物涂布到耐热性基板上,并对其进行干燥(预烧成)及正式烧成。
[0042]作为用作耐热性基板的具体例,可举出在基板表层部上使用单晶S1、多晶S1、Pt、Pt (最上层)/T1、Pt (最上层)/Ta、Ru、RuO2, Ru (最上层)/RuO2, RuO2 (最上层)/Ru、Ir、IrO2, Ir (最上层)/IrO2, Pt (最上层)/Ir、Pt (最上层)/IrO2, SrRuO3 或(LaxSr(1_x)) CoO3等钙钛矿型导电性氧化物等的基板,但并不限于这些。
[0043]另外,通过一次涂布而无法获得所期望的膜厚时,反复多次进行涂布、干燥工序之后再进行正式烧成。其中,所期望的膜厚是指,在正式烧成之后所能获得的介电薄膜的厚度,用在高容量密度的薄膜电容器时,正式烧成之后的介电薄膜的膜厚为50~500nm范围。
[0044]并且,预烧成是为了在去除溶剂的同时使有机金属化合物和有机化合物热分解或水解以转化成复合氧化物而进行的,因此在空气中、氧化性气氛中、或者含水蒸气的气氛中进行。即便在空气中进行加热也能够通过空气中的湿气充分确保水解所需的水分。该加热可以以用于去除溶剂的低温加热和用于分解有机金属化合物或有机化合物的高温加热这两个步骤中实施。
[0045]正式烧成是用于以结晶温度以上的温度烧成通过预烧成获得的薄膜并使其结晶化的工序,由此可以获得介电薄膜。该结晶化工序的烧成气氛优选为02、N2、Ar、N20或H2等气氛或这些的混合气体等气氛。
[0046]在150~550°C下进行I~30分钟左右的预烧成,在450~800°C下进行I~60分钟左右的正式烧成。正式烧成可以用快速加热处理(RTA处理)进行。用RTA处理进行正式烧成时,其升温速度优选为10~100°C /秒。
[0047]如此形成的本发明的介电薄膜在具备该薄膜的薄膜电容器等中能够降低泄漏电流密度。具体而言,将膜厚在100~500nm范围内的介电薄膜作为介电层来形成薄膜电容器,并将该薄膜电容器的施加电压设为20V时,能够将泄漏电流密度降至3.0X 10_6A/cm2以下。并且,本发明的介电薄膜作为集成无源器件时的基本特性也很优异。
[0048]因此,本发明的介电薄膜能够用作薄膜电容器、电容器、集成无源器件、DRAM存储器用电容器、层叠电容器、晶体管的栅极绝缘体、非易失性存储器、热释电型红外线检测元件、压电元件、电光元件、执行器、谐振器、超声波马达、电子开关、光学开关或LC噪声滤波器元件的复合电子组件中的构成材料。其中,尤其能够用于与IOOMHz以上的频带对应的部件中。[0049][实施例]
[0050]接着,与比较例一同详细说明本发明的实施例。
[0051 ] 另外,在以下实施例及比较例中使用以下物质作为原料。
[0052]Ba化合物:2-乙基丁酸钡
[0053]Sr化合物:2-乙基丁酸锶
[0054]Ti化合物:四异丙氧基钛
[0055]Al化合物:2-乙基丁酸铝、2-乙基己酸铝、乙酸铝、硝酸铝、三乙氧基铝、三正丙氧基铝、三异丙氧基铝、三正丁氧基铝、三仲丁氧基铝、三叔丁氧基铝、乙酰丙酮铝
[0056]〈实施例1>
[0057]作为有机溶剂,使用经充分脱水处理的乙酸异戊酯,在此作为Ba化合物及Sr化合物,溶解2-乙基丁酸钡及2-乙基丁酸锶,使Ba: Sr的摩尔比达到70:30。之后,在所获溶液中作为Ti化合物,添加四异丙氧基钛,以使Ba: Sr: Ti的摩尔比达到70:30:100,从而制备由有机金属化合物溶液构成的组合物。进一步添加作为Al化合物的三仲丁氧基铝并使其溶解,以使Al (铝)相对于包含在上述组合物中的钙钛矿A原子100原子%的掺杂量达到0.1原子%。并且,为使溶液稳定,添加相对于金属总量为I倍摩尔的稳定剂(乙酰丙酮),从而制备金属氧化物换算浓度为7质量%的薄膜形成用组合物,并利用薄膜过滤器与加压罐进行过滤。 [0058]通过以下CSD法(化学溶液沉积法)形成薄膜。即,首先,作为基板,准备通过溅射法在表面形成Pt下部电极膜的直径为6英寸的硅基板。通过旋涂法,以500rpm进行3秒钟,之后以2000rpm进行15秒钟的条件在该基板的Pt下部电极膜上涂布上述所制备的薄膜形成用组合物。
[0059]接着,利用加热板(* 〃卜> —卜)以350°C加热10分钟来进行干燥/预烧成。反复进行四次该涂布、预烧成的工序之后,以5°C /分钟的升温速度在大气气氛中以700°C烧成I小时,获得膜厚为350nm的介电薄膜。之后,利用金属掩膜,通过溅射法在表面制作大致为250 μ mX 250 μ m四边形的Pt上部电极,获得薄膜电容器。
[0060]〈实施例2>
[0061]如下列表1所示,除了将三仲丁氧基铝添加成Al (铝)相对于包含在组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量达到0.2原子%之外,如同实施例1制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0062]〈实施例3>
[0063]如下列表1所示,除了将三仲丁氧基铝添加成Al (招)相对于包含在组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量达到5原子%之外,如同实施例1制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0064]<实施例4>
[0065]如下列表1所示,除了将三仲丁氧基铝添加成Al (招)相对于包含在组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量达到10原子%之外,如同实施例1制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0066]<实施例5 >
[0067]如下列表1所示,除了将三仲丁氧基铝添加成Al (招)相对于包含在组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量达到15原子%之外,如同实施例1制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0068]<实施例6>
[0069]如下列表1所示,除了添加二乙醇胺来代替乙酰丙酮作为稳定剂之外,如同实施例2制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0070]〈实施例7>
[0071]如下列表1所示,除了添加三乙醇胺来代替乙酰丙酮作为稳定剂之外,如同实施例2制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0072]〈实施例8>
[0073]如下列表1所示,除了添加甲酰胺来代替乙酰丙酮作为稳定剂之外,如同实施例2制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0074]<实施例9>
[0075]如下列表1所示,除了添加1-氨基-2-丙醇来代替乙酰丙酮作为稳定剂之外,如同实施例2制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0076]< 实施例 10 >
[0077]如下列表1所示,除了添加丙二醇来代替乙酰丙酮作为稳定剂之外,如同实施例2制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0078]〈实施例11 >
[0079]如下列表1所示,除了添加1-氨基-2-丙醇来代替乙酰丙酮作为稳定剂之外,如同实施例4制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0080]< 实施例 12 >
[0081]如下列表1所示,除了添加2-乙基丁酸铝来代替三仲丁氧基铝作为Al化合物之外,如同实施例4制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0082]〈实施例13 >
[0083]如下列表1所示,除了添加甲酰胺来代替乙酰丙酮作为稳定剂及在干燥空气气氛中进行烧成之外,如同实施例12制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0084]< 实施例 14 >
[0085]如下列表1所示,除了添加硝酸铝来代替2-乙基丁酸铝作为Al化合物及在氧气气氛中进行烧成之外,如同实施例13制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0086]< 实施例 15 >
[0087]如下列表1所示,除了添加乙酰丙酮铝来代替三仲丁氧基铝作为Al化合物及将乙酰丙酮铝添加成Al (铝)相对于包含在组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量达到0.2原子%之外,如同实施例2制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0088]< 实施例 16 >
[0089]如下列表1所示,除了添加2-乙基己酸铝来代替乙酰丙酮铝作为Al化合物之外,如同实施例15制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0090]< 实施例 17 >
[0091]如下列表1所示,除了添加三异丙氧基铝来代替乙酰丙酮铝作为Al化合物之外,如同实施例15制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。[0092]< 实施例 18 >
[0093]如下列表1所示,除了添加正丁氧基铝来代替乙酰丙酮铝作为Al化合物之外,如同实施例15制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0094]< 实施例 19 >
[0095]如下列表1所示,除了添加三叔丁氧基铝来代替乙酰丙酮铝作为Al化合物之外,如同实施例15制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0096]< 实施例 20 >
[0097]如下列表1所示,除了添加三正丙氧基铝代替乙酰丙酮铝作为Al化合物之外,如同实施例15制备薄膜形成用组合物 并获得了薄膜电容器。
[0098]< 实施例 21 >
[0099]如下列表1所示,除了添加三乙氧基铝代替乙酰丙酮铝作为Al化合物之外,如同实施例15制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0100]< 实施例 22 >
[0101]如下列表1所示,除了添加乙酸铝代替乙酰丙酮铝作为Al化合物之外,如同实施例15制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0102]<比较例1>
[0103]除了未添加Al化合物之外,如同实施例1制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0104]<比较例2>
[0105]如下列表1所示,除了将三仲丁氧基铝添加成Al (铝)相对于包含在组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量达到0.05原子%之外,如同实施例1制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0106]<比较例3>
[0107]如下列表1所示,除了将三仲丁氧基铝添加成Al (铝)相对于包含在组合物中的钙钛矿A位原子100原子%的掺杂量达到16原子%之外,如同实施例1制备薄膜形成用组合物并获得了薄膜电容器。
[0108][表 I]
[0109]

查看更多专利详情

下载专利文献

下载专利