專利名稱：鐵電薄膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及簡(jiǎn)便地制造晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，出于對(duì)電子設(shè)備尺寸進(jìn)ー步縮小化的要求，將鐵電薄膜用作電容器、壓電元件的開(kāi)發(fā)盛行。鋯鈦酸鉛(PZT)為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)并表現(xiàn)出優(yōu)異的介電特性的鐵電。為了得到將該P(yáng)ZT作為電介質(zhì)薄膜材料的薄膜電容器，由于成膜エ藝廉價(jià)并可在基板面內(nèi)得到均勻的膜組成，因此使用溶膠凝膠液的CSD (chemical solution deposition,化學(xué)溶液沉積)法受到注目。
·
通過(guò)使用溶膠凝膠液的CSD法對(duì)這種鐵電薄膜進(jìn)行成膜吋，在基板上形成晶面在(111)軸向取向的鉬、銥作為下部電極，在該下部電極之上形成鐵電薄膜，從而能夠依賴于下部電極的(111)軸向，得到使晶體取向擇優(yōu)為(111)面的鐵電薄膜。由于這種使晶體取向擇優(yōu)為(111)面的鐵電薄膜具有高絕緣耐壓和高壽命可靠性，因此適于集成無(wú)源器件(IPD, Integrated Passive Device,)、非易失性存儲(chǔ)器等用途。另外，已知為了在(111)軸向取向的下部電極之上，使晶體取向擇優(yōu)為(100)面、
(110)面，使用與鐵電薄膜不同的物質(zhì)作為晶種層，或者導(dǎo)入與鐵電薄膜不同的物質(zhì)作為難以受到下部電極的影響的緩沖層。由于使晶體取向擇優(yōu)為(100)面的鐵電薄膜具有大的e31壓電常數(shù)，因此適于致動(dòng)器等用途。進(jìn)而，由于使晶體取向擇優(yōu)為(110)面的鐵電薄膜具有大的介電系數(shù)，因此適于電容器等用途。作為導(dǎo)入緩沖層的技術(shù)，公開(kāi)了ー種鐵電膜的制造方法(例如，參考專利文獻(xiàn)I :特開(kāi)2011-29399號(hào)公報(bào)。權(quán)利要求7、段落00030022
00260039、圖I)。該鐵電膜的制造方法具備在基板上形成向規(guī)定的晶面取向的基底膜的エ序；在基底膜上形成碳膜的エ序；在碳膜上形成包含鐵電材料的非晶質(zhì)薄膜的エ序；以及通過(guò)加熱使非晶質(zhì)薄膜結(jié)晶，從而在基底膜上形成鐵電膜的エ序。通過(guò)該方法制造的鐵電膜在與規(guī)定的晶面不同的晶面取向，鐵電材料包括以下材料中的至少ー種選自鈣鈦礦及鉍層狀結(jié)構(gòu)氧化物、超導(dǎo)氧化物、鎢青銅結(jié)構(gòu)氧化物、Ca。、Ba。、Pb。、Zn。、Mg。、B203、Al2O3' Y203、La203、Cr2O3> Bi2O3'Ga203、ZrO2, TiO2, HfO2, NbO2, MoO3> WO3和V2O5中的至少ー種材料；在上述至少ー種材料中包含SiO2的材料；以及在上述至少ー種材料中包含SiO2和GeO2的材料。在上述專利文獻(xiàn)I中，通過(guò)調(diào)整形成為緩沖層的碳膜的膜厚，從而控制在該碳膜之上形成的鐵電膜的晶體取向性。具體而言，指出了作為碳膜的DLC (類鉆碳)膜的膜厚X為Onm < X < IOnm吋，PZT的取向性為(111)面+ (001)面取向，DLC膜的膜厚X為X=IOnm時(shí)，PZT的取向性為(001)面取向，DLC膜的膜厚X為IOnm < X < IOOnm時(shí)，PZT的取向性為(001)面+(110)面取向，DLC膜的膜厚X為X=IOOnm吋，PZT的取向性為(110)面取向，以及DLC膜的膜厚x為IOOnm< X吋，PZT的取向性為弱(110)面取向，以此控制其晶體取向性。另外，在上述專利文獻(xiàn)I中記載了通過(guò)使用在(111)取向的基底電極之上層壓較強(qiáng)地自取向?yàn)?001)方向的LaNiO3而成的層作為緩沖層，從而能夠在其上部得到(001)取向的PZT膜。但是，上述專利文獻(xiàn)I所示的方法必須經(jīng)過(guò)導(dǎo)入晶種層、緩沖層等復(fù)雜的エ序，另外包含這種晶種層、緩沖層，有可能致使鐵電薄膜的特性劣化、產(chǎn)生污染等。另外，作為控制鐵電薄膜的晶體取向性的方法，公開(kāi)了具有如下特征的鐵電薄膜的晶體取向性控制方法。即，在晶面為(111)軸向取向的鉬基板上涂布PZT或者PLZT的前驅(qū)體溶液，進(jìn)行加熱以形成鐵電薄膜的方法中，通過(guò)在基板上涂布該前軀體溶液之后，首先以帶來(lái)希望的晶體取向的150 550°C的溫度范圍進(jìn)行熱處理，然后以550 800°C進(jìn)行燒結(jié)使其結(jié)晶，從而使薄膜的晶面擇優(yōu)取向?yàn)檫m應(yīng)于熱處理溫度的特定軸向(例如，參考專利文獻(xiàn)2 :特開(kāi)平6-116095號(hào)公報(bào)。權(quán)利要求I 4、段落00050006、圖I)。在該專利文獻(xiàn)2中，通過(guò)相當(dāng)于預(yù)燒結(jié)的熱處理的溫度范圍，控制鐵電薄膜的晶體取向性，在下部電極上直接形成控制晶體取向性的鐵電薄膜而并不導(dǎo)入晶種層、緩沖層。具體而言，指出了通過(guò)150 250°C的熱處理?yè)駜?yōu)取向?yàn)?111)面，通過(guò)250 350°C的熱處理?yè)駜?yōu)取向?yàn)?111)面與(100)面，以及通過(guò)450 550°C的熱處理?yè)駜?yōu)取向?yàn)?100)面與(200)面，以此控制 其晶體取向性。但是，上述專利文獻(xiàn)2所示的方法中，所得到的擇優(yōu)取向?yàn)?111)面和(100)面或者(100)面和(200)面，即擇優(yōu)取向?yàn)槎鄠€(gè)取向面，因此即使限定其用途、或者用于特定用途，也無(wú)法充分發(fā)揮其性能。另外，含Pb鈣鈦礦型鐵電薄膜的膜厚較薄吋，晶成核密度減少，晶體會(huì)出現(xiàn)異常晶粒生長(zhǎng)，難以控制晶體粒徑。如此異常晶粒生長(zhǎng)的鐵電薄膜的絕緣特性惡劣，其品質(zhì)存在問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不設(shè)置晶種層、緩沖層，就能夠簡(jiǎn)便地得到晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜的鐵電薄膜的制造方法。本發(fā)明的另一目的在于提供有一種能夠按照其用途任意調(diào)整晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜的膜厚的鐵電薄膜的制造方法。本發(fā)明的又一目的在于提供有一種能夠控制晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜的晶體粒徑的鐵電薄膜的制造方法。本發(fā)明人等對(duì)上述現(xiàn)有的擇優(yōu)取向的鐵電薄膜進(jìn)行深入研究，分別發(fā)現(xiàn)了如下幾點(diǎn)并完成了本發(fā)明。即，發(fā)現(xiàn)使用溶膠凝膠法形成鐵電薄膜時(shí)，通過(guò)對(duì)在具有晶面為(111)軸向取向的下部電極的基板的下部電極上涂布鐵電薄膜形成用組合物，進(jìn)行干燥、預(yù)燒結(jié)得到的凝膠膜進(jìn)行正式燒結(jié)以使其結(jié)晶的層厚設(shè)在某個(gè)特定的范圍內(nèi)，從而不設(shè)置晶種層、緩沖層，就能夠簡(jiǎn)便地得到不依賴于下部電極的(111)軸向的、晶體取向被擇優(yōu)控制為
(100)面的鐵電薄膜；另外，使用上述得到的晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜作為基底層，在該基底層之上進(jìn)ー步形成鐵電薄膜時(shí)，無(wú)論膜厚如何，都能夠得到具有與基底層的晶體取向相同的晶體取向的鐵電薄膜；進(jìn)而，在形成晶體取向被擇優(yōu)控制為(100 )面的鐵電薄膜之前，通過(guò)導(dǎo)入晶體粒徑控制層作為提高成核密度的層，從而能夠抑制晶體的異常晶粒生長(zhǎng)，以微細(xì)的晶體組織得到晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜，由此完成了本發(fā)明。本發(fā)明的第I方式為ー種鐵電薄膜的制造方法，通過(guò)在具有基板主體和晶面為
(111)軸向取向的下部電極的基板的所述下部電極上，涂布并預(yù)燒鐵電薄膜形成用組合物之后，進(jìn)行燒結(jié)使其結(jié)晶，從而在所述下部電極上制造鐵電薄膜的方法，在所述下部電極上涂布、預(yù)燒、燒結(jié)所述鐵電薄膜形成用組合物形成取向控制層，以所述取向控制層的結(jié)晶后的層厚在35nm 150nm的范圍內(nèi)的方式設(shè)定所述鐵電薄膜形成用組合物的涂布量，并使所述取向控制層的擇優(yōu)晶體取向?yàn)?100)面。在上述第I方式中，可以多次反復(fù)進(jìn)行鐵電薄膜形成用組合物的涂布與預(yù)燒之后再進(jìn)行燒結(jié)，形成取向控制層。在上述第I方式中，所述基板主體可以是硅基板或者藍(lán)寶石基板。所述下部電極可以包括選自Pt、Ir、Ru中的至少ー種金屬。
·
本發(fā)明的第2方式為鐵電薄膜的制造方法，在所述第I方式所涉及的鐵電薄膜的制造方法中，用于形成所述取向控制層的預(yù)燒溫度在150°C 200°C或者285°C 315°C的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第3方式為鐵電薄膜的制造方法，在所述第I方式所涉及的鐵電薄膜的制造方法中，在形成所述取向控制層之前，在所述下部電極上形成晶體粒徑控制層，在所述晶體粒徑控制層之上形成所述取向控制層。在上述第3方式中，所述晶體粒徑控制層可以包括選自鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鋯酸鉛中的至少ー種化合物。本發(fā)明的第4方式為鐵電薄膜的制造方法，在所述第I至第3中任ー種形態(tài)所涉及的鐵電薄膜的制造方法中，在形成所述取向控制層之后，進(jìn)ー步具有在所述取向控制層上涂布所述鐵電薄膜形成用組合物，進(jìn)行預(yù)燒、燒結(jié)形成具有與所述取向控制層的晶體取向相同的晶體取向的膜厚調(diào)整層的エ序。在上述第4方式中的形成所述膜厚調(diào)整層的エ序中，可以多次進(jìn)行所述鐵電薄膜形成用組合物的涂布、預(yù)燒、燒結(jié)。例如，可以多次反復(fù)進(jìn)行組合物的涂布與預(yù)燒構(gòu)成的エ序之后進(jìn)行燒結(jié)。另外，也可以多次反復(fù)進(jìn)行反復(fù)所述涂布與預(yù)燒之后進(jìn)行燒結(jié)的エ序。用于形成所述膜厚調(diào)整層的組合物可以與用于形成所述取向控制層的組合物相同?；蛘?，也可以使用形成結(jié)晶的組分的濃度與用于形成所述膜厚調(diào)整層的組合物(第一組合物)不同的組合物(第二組合物)。本發(fā)明的第5方式為鐵電薄膜的制造方法，在所述第4方式所涉及的鐵電薄膜的制造方法中，在形成所述膜厚控制層的エ序中，所述預(yù)燒溫度在200°C 450°C的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第6方式為鐵電薄膜的制造方法，在所述第I至第5的任ー種形態(tài)所涉及的鐵電薄膜的制造方法中，所述鐵電薄膜包括含Pb鈣鈦礦型氧化物，所述鐵電薄膜形成用組合物包含￠-ニ酮類以及多元醇類。本發(fā)明的第7方式為鐵電薄膜的制造方法，在所述第6方式所涉及的鐵電薄膜的制造方法中，所述P - ニ酮類為こ酰丙酮，所述多元醇類為丙ニ醇。本發(fā)明的第8方式為通過(guò)所述第I至第7的任一種形態(tài)所涉及的方法制造的晶體取向擇優(yōu)為(100 )面的鐵電薄膜。本發(fā)明的第9方式為具有所述第8方式所涉及的鐵電薄膜的復(fù)合電子部件，為薄膜電容器(コンデンサ)、電容器(キャパシタ)、集成無(wú)源器件、DRAM存儲(chǔ)器用電容器、層壓電容器、晶體管的柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱釋電紅外線檢測(cè)元件、壓電元件、光電元件、致動(dòng)器、諧振器、超聲波馬達(dá)、或者LC噪聲過(guò)濾器元件的任一種設(shè)備的復(fù)合電子部件。本發(fā)明的第I方式通過(guò)在具有晶面為(111)軸向取向的下部電極的基板的下部電極上，涂布鐵電薄膜形成用組合物，進(jìn)行加熱使其結(jié)晶，從而在下部電極上制造鐵電薄膜的方法中，鐵電薄膜包括晶體取向被擇優(yōu)控制為(100 )面的取向控制層，取向控制層的結(jié)晶后的層厚設(shè)在35nm 150nm的范圍內(nèi)。如此，通過(guò)將形成的取向控制層的結(jié)晶后的層厚設(shè)在上述范圍內(nèi)，從而不設(shè)置晶種層、緩沖層，就能夠簡(jiǎn)便地得到晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜。本發(fā)明的第2方式通過(guò)將用于形成取向控制層的預(yù)燒溫度設(shè)在150°C 200°C或者285°C 315°C的范圍內(nèi)，從而能夠通過(guò)取向控制層，更穩(wěn)定地形成晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電的薄膜。 本發(fā)明的第3方式通過(guò)在形成取向控制層之前，在下部電極上形成晶體粒徑控制層，在晶體粒徑控制層之上形成取向控制層，從而能夠抑制取向控制層的晶體異常晶粒生長(zhǎng)，作為結(jié)果能夠以微細(xì)的晶體組織得到晶體取向擇優(yōu)為(100)面的取向控制層。本發(fā)明的第4方式通過(guò)在形成取向控制層之后，在取向控制層上涂布鐵電薄膜形成用組合物，進(jìn)行預(yù)燒、燒結(jié)形成具有與取向控制層的晶體取向相同的晶體取向的膜厚調(diào)整層，從而能夠得到依賴于取向控制層的晶體取向性且晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的膜厚調(diào)整層。據(jù)此，能夠按照鐵電薄膜的用途任意調(diào)整晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜的膜厚。本發(fā)明的第5方式通過(guò)在形成膜厚調(diào)整層的工序中，將涂布鐵電薄膜形成用組合物之后的預(yù)燒溫度設(shè)在200°C 450°C的范圍內(nèi)，從而能夠更穩(wěn)定地形成依賴于膜厚調(diào)整層的晶體取向性、晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電的薄膜。


圖I是用于說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的制造方法的剖視圖。圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的制造方法的剖視圖。圖3 是表示實(shí)施例 1、2、5、6、9、11、12、13、15、16、19、20 的 XRD 圖譜的圖。圖4是表示比較例I、2、3的XRD圖譜的圖。圖5是實(shí)施例9的表面SEM像(倍率10000倍)。圖6是實(shí)施例13的表面SEM像(倍率50000倍)。
具體實(shí)施例方式下面基于附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明是對(duì)通過(guò)在具有晶面為(111)軸向取向的下部電極的基板的下部電極上，涂布鐵電薄膜形成用組合物，進(jìn)行加熱使其結(jié)晶，從而在所述下部電極上制造鐵電薄膜的方法的改良。在本發(fā)明中，鐵電薄膜包括取向控制層(第一鐵電層)。形成所述取向控制層的工序包括在下部電極上直接或者經(jīng)由晶體粒徑控制層涂布鐵電薄膜形成用組合物以形成涂膜的工序；對(duì)所述涂膜進(jìn)行預(yù)燒(干燥和預(yù)燒結(jié))以形成凝膠膜的工序；以及對(duì)所述凝膠膜進(jìn)行燒結(jié)(正式燒結(jié))以形成結(jié)晶的工序。所述鐵電薄膜形成用組合物的涂布量被設(shè)定為所述取向控制層的結(jié)晶后的層厚為35nm 150nm的范圍內(nèi)。據(jù)此，能夠使作為多晶膜形成的、所述取向控制層的擇優(yōu)晶體取向?yàn)?100)面。例如，由X射線衍射測(cè)定所述取向控制層的晶體方位時(shí)，在構(gòu)成取向控制層的晶體的晶面的衍射強(qiáng)度中，(100 )面的衍射強(qiáng)度最大。鐵電薄膜可以由上述取向控制層構(gòu)成。或者，還可以進(jìn)一步包括在上述取向控制層上形成的膜厚調(diào)整層。形成膜厚調(diào)整層的工序包括在所述取向控制層上涂布鐵電薄膜形成用組合物以形成涂膜的工序；對(duì)所述涂膜進(jìn)行預(yù)燒以形成凝膠膜的工序；以及對(duì)所述凝膠膜進(jìn)行燒結(jié)以形成結(jié)晶的工序。由于形成有取向控制層作為基底，因此在取向控制層上形成的膜厚調(diào)整層(第二鐵電層)為晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的多晶膜。在形成晶體粒徑控制層的情況下，在下部電極上形成厚度I IOnm左右的凝膠膜作為晶體粒徑控制層，在所述晶體粒徑控制層之上形成取向控制層。形成晶體粒徑控制層的工序包括涂布晶體粒徑控制層用組合物以形成涂膜的工序；以及對(duì)所述涂膜進(jìn)行預(yù)燒以形成凝膠膜的工序。
·
包括所述取向控制層、或者包括取向控制層和膜厚調(diào)整層的鐵電薄膜例如優(yōu)選包括以PZT、PLZT, PMnZT, PNbZT為選項(xiàng)的含Pb鈣鈦礦型氧化物。晶體粒徑控制層可以由以鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鋯酸鉛等為選項(xiàng)的化合物形成。鐵電薄膜形成用組合物和晶體粒徑控制層用組合物都可以包括有機(jī)溶劑以及溶解于所述有機(jī)溶劑的有機(jī)金屬化合物。在上述說(shuō)明的形成取向控制層、膜厚調(diào)整層的各工序中的預(yù)燒、燒結(jié)，還有形成晶體粒徑控制層的工序中的預(yù)燒可以通過(guò)在規(guī)定溫度、規(guī)定氣氛下對(duì)形成涂膜之后的基板進(jìn)行熱處理來(lái)進(jìn)行。下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖I示出通過(guò)本發(fā)明的第一實(shí)施方式形成的結(jié)構(gòu)的概略剖視圖。如圖I所示，在第一實(shí)施方式中，晶面為(111)軸向取向的下部電極11形成在基板主體10上，鐵電薄膜形成在下部電極11上。在本發(fā)明中，鐵電薄膜包括晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的取向控制層13 (第一鐵電層)，所述取向控制層13的結(jié)晶后的層厚在35nm 150nm的范圍內(nèi)。如此，通過(guò)將形成的取向控制層13的結(jié)晶后的層厚設(shè)在35nm 150nm的范圍內(nèi)，從而不設(shè)置晶種層、緩沖層，就能夠簡(jiǎn)便地得到晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜。如此，通過(guò)將結(jié)晶后的層厚設(shè)在上述范圍內(nèi)，從而能夠使得到的取向控制層13的晶體取向擇優(yōu)為(100)面，這被推測(cè)為通過(guò)進(jìn)行自取向以使表面能量最小而引起的。取向控制層13的結(jié)晶后的層厚為35nm 150nm。這是因?yàn)椴粷M35nm時(shí)變?yōu)?110)取向等其他取向故不優(yōu)選，超過(guò)150nm時(shí)同樣變?yōu)槠渌∠蚬什粌?yōu)選。進(jìn)一步優(yōu)選為45nm 90nm。該優(yōu)選范圍的理由在于不滿45nm時(shí)預(yù)燒條件的最佳溫度范圍變窄，難以得到穩(wěn)定的(100)取向，超過(guò)90nm時(shí)同樣預(yù)燒的最佳溫度變窄。作為用于制造鐵電薄膜的基板主體10可以使用硅基板或藍(lán)寶石基板等耐熱性基板。在該基板主體10上形成有晶面為(111)軸向取向的下部電極11。下部電極由具有導(dǎo)電性，不與鐵電薄膜反應(yīng)的材料形成。例如，下部電極可以由選自Pt、Ir和Ru中的至少一種金屬形成。此外，“晶面為(111)軸向取向”換言之是指構(gòu)成下部電極的晶體的晶面在以(ill)軸為法線的晶面取向。上述的下部電極可以使用濺射法等方法在基板主體上形成。制造的鐵電薄膜優(yōu)選為包括含Pb鈣鈦礦型氧化物(具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的含Pb氧化物)，可以舉出 PZT (lead zirconate titanate,錯(cuò)欽酸鉛)、PLZT (lanthanum-dopedlead zirconate titanate,慘鑭的錯(cuò)欽酸鉛)、PMnZT (manganese-doped lead zirconatetitanate,慘猛的錯(cuò)欽酸鉛)、PNbZT (niobium-doped lead zirconate titanate,慘銀的錯(cuò)欽酸鉛)等。鐵電薄膜形成用組合物包括用于構(gòu)成復(fù)合金屬氧化物的原料帶來(lái)希望的金屬原子比的比例的、溶解于有機(jī)溶劑中的有機(jī)金屬化合物溶液。復(fù)合金屬氧化物原料優(yōu)選為有機(jī)基團(tuán)經(jīng)由其氧或氮原子與Pb、La、Zr及Ti的各金屬元素鍵合的化合物。例如示例選自金屬醇鹽、金屬二醇絡(luò)合物、金屬三醇絡(luò)合物、金屬羧酸鹽、金屬β_ 二酮絡(luò)合物、金屬β_ 二酮酯絡(luò)合物、金屬β -亞氨基酮(iminoketo)絡(luò)合物、和金屬氨基絡(luò)合物中的一種或兩種以上。特別優(yōu)選的化合物為金屬醇鹽、其部分水解·物、有機(jī)酸鹽。其中，作為Pb化合物、La化合物，可以舉出乙酸鹽(乙酸鉛Pb (OAc)2、乙酸鑭La (OAc) 3)、二異丙醇鉛Pb (OiPr) 2、三異丙醇鑭La (OiPr)3等。作為Ti化合物,可以舉出四乙醇鈦Ti (OEt)4、四異丙醇鈦Ti (OiPr)4、四丁醇鈦Ti (OnBu)4、四異丁醇鈦Ti (OiBu) 4、四叔丁醇鈦Ti (OtBu)4、二甲氧基二異丙醇鈦Ti (OMe)2 (OiPr) 2等醇鹽。作為Zr化合物，優(yōu)選與上述Ti化合物同樣的醇鹽類。例如可以使用四乙醇鋯Zr (OEt)4,四異丙醇鋯Zr (OiPr)4、四丁醇鋯Zr (OnBu)4、四異丁醇鋯Zr (OiBu)4、四叔丁醇鋯Zr(OtBu)4、二甲氧基二異丙醇鋯Zr (OMe)2 (OiPr) 2等醇鹽作為鋯化合物。可以直接使用金屬醇鹽，為了促進(jìn)分解還可以使用其部分水解物。制備鐵電薄膜形成用組合物時(shí)，將這些原料以相當(dāng)于希望的鐵電薄膜組成的比率溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，從而制備為適于涂布的濃度。該制備能夠典型地通過(guò)如下所示的液體合成流程，得到作為前驅(qū)溶液的鐵電薄膜形成用組合物。在反應(yīng)容器中放入Zr源(例如四丁醇鋯)、Ti源(例如異丙醇鈦)、以及穩(wěn)定齊[J(例如乙酰丙酮)，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行回流。接著在回流后的化合物中添加Pb源(例如乙酸鉛三水合物)，并且添加溶劑(例如丙二醇)，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行回流，進(jìn)行減壓蒸餾并去除副產(chǎn)物之后，在該溶液中進(jìn)一步添加丙二醇調(diào)節(jié)濃度，進(jìn)一步在該溶液中添加正丁醇。其結(jié)果得到該鐵電薄膜形成用組合物。這里使用的鐵電薄膜形成用組合物的溶劑按照使用的原料適當(dāng)確定，一般而言，可以使用羧酸、醇類(例如，作為多元醇的丙二醇)、酯類、酮類(例如，丙酮、甲乙酮)、醚類(例如，二甲醚、二乙醚)、環(huán)烷烴類(例如，環(huán)己烷)、環(huán)烷醇類(例如，環(huán)己醇)、芳香族系(例如，苯、甲苯、二甲苯)及除此之外的四氫呋喃等，或者它們中的兩種以上的混合溶劑。作為羧酸，具體而言優(yōu)選使用正丁酸、α -甲基丁酸、i_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、3-乙基己酸。另外，作為酯類優(yōu)選使用乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸異丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸叔戊酯、乙酸異戊酯，作為醇類適合使用I-丙醇、2-丙醇、I-丁醇、2-丁醇、異丁醇、I-戊醇、2-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲氧基乙醇。此外，鐵電薄膜形成用組合物的有機(jī)金屬化合物溶液中的有機(jī)金屬化合物的總濃度優(yōu)選以金屬氧化物換算量計(jì)為O. I 20質(zhì)量％左右。該有機(jī)金屬化合物溶液中還可以根據(jù)需要添加以(穩(wěn)定劑分子數(shù))/ (金屬原子數(shù))計(jì)為O. 2 3左右的穩(wěn)定劑，作為穩(wěn)定劑可以舉出β - 二酮類(例如，乙酰丙酮、2，2- 二甲基-6，6, 7, 7, 8, 8, 8- b氟 _3，5-辛二酮(Heptafluorobutanoyl pivaloyImethane)> 二新戊酰甲烷、三氟乙酰丙酮、苯甲酰丙酮等)、酮酸類(例如乙酰醋酸、丙酰醋酸、苯甲酰醋酸等)、酮酯類(例如，上述酮酸的甲酯、丙酯、丁酯等低級(jí)烷基酯類)、羥基酸類(例如，乳酸、羥基乙酸、α -羥基丁酸、水楊酸等)、上述羥基酸的低級(jí)烷基酯類、羥基酮類(例如，二丙酮醇、3-羥基丁酮等)、二醇、三元醇、高級(jí)羧酸、烷醇胺類(例如，二乙醇胺、三乙醇胺、單乙醇胺)及多元胺等。鐵電薄膜形成用組合物優(yōu)選包括二酮類及多元醇類。其中，作為二酮類 特別優(yōu)選乙酰丙酮，作為多元醇類特別優(yōu)選丙二醇。優(yōu)選將上述制備的有機(jī)金屬化合物溶液通過(guò)過(guò)濾處理等去除顆粒，使粒徑O. 5 μ m以上(特別是O. 3μπι以上，尤其是O. 2m以上)的顆粒的個(gè)數(shù)在每ImL溶液中為50個(gè)以下(50個(gè)/mL以下)。有機(jī)金屬化合物溶液中的粒徑O. 5 μ m以上的顆粒的個(gè)數(shù)超過(guò)50個(gè)/mL時(shí)，長(zhǎng)期保存穩(wěn)定性變差。優(yōu)選該有機(jī)金屬化合物溶液中的粒徑O. 5μπι以上的顆粒的個(gè)數(shù)越少越好，特別優(yōu)選30個(gè)/mL以下。對(duì)以上述顆粒個(gè)數(shù)的方式處理制備后的有機(jī)金屬化合物溶液的方法并不特別限定，例如可以舉出如下所示的方法。第一種方法為使用市售的O. 2μπι孔徑的薄膜過(guò)濾器，由注射器進(jìn)行推送的過(guò)濾法。第二種方法為組合市售的O. 05 μ m孔徑的薄膜過(guò)濾器與加壓罐的加壓過(guò)濾法。第三種方法為組合上述第二種方法使用的過(guò)濾器與溶液循環(huán)槽的循環(huán)過(guò)濾法。在任一種方法中，根據(jù)溶液推送壓力，過(guò)濾器的顆粒捕捉率均不同。一般而言已知壓力越低捕捉率越高，特別對(duì)于第一種方法、第二種方法，為了實(shí)現(xiàn)使粒徑O. 5 μ m以上的顆粒的個(gè)數(shù)為50個(gè)以下的條件，優(yōu)選使溶液在低壓下非常緩慢地通過(guò)過(guò)濾器。為了使用鐵電薄膜形成用組合物形成構(gòu)成鐵電薄膜的鐵電層，在(111)軸向取向的下部電極之上使用旋涂法、浸涂法、LSMCD (Liquid Source Misted ChemicalDeposition,液態(tài)源霧化化學(xué)沉積)法等涂布法涂布上述組合物，使用加熱板等進(jìn)行干燥 預(yù)燒結(jié)，形成凝膠層，接著進(jìn)行正式燒結(jié)使所述凝膠層結(jié)晶來(lái)得到。也可以反復(fù)多次進(jìn)行上述從涂布到干燥·預(yù)燒結(jié)的凝膠層制作工序，形成希望的范圍內(nèi)的層厚的凝膠膜之后再一并進(jìn)行正式燒結(jié)。據(jù)此，能夠形成希望的厚度的鐵電層。在圖I所示的第一實(shí)施方式中，通過(guò)上述方法，在下部電極11的表面上直接對(duì)取向控制層13 (第一鐵電層)進(jìn)行制膜。為了去除溶劑并對(duì)有機(jī)金屬化合物進(jìn)行熱分解或水解使其轉(zhuǎn)化為復(fù)合氧化物而進(jìn)行干燥·預(yù)燒結(jié)，因此在空氣中、氧化氣氛中、或者含水蒸汽氣氛中進(jìn)行。即使是在空氣中的加熱，水解所需的水分可通過(guò)空氣中的濕氣得到充分保證。該加熱可以分為用于去除溶劑的低溫加熱、以及用于分解有機(jī)金屬化合物的高溫分解的兩階段實(shí)施。正式燒結(jié)是用于以結(jié)晶溫度以上的溫度對(duì)干燥·預(yù)燒結(jié)得到的薄膜進(jìn)行燒結(jié)使其結(jié)晶的工序，據(jù)此得到鐵電薄膜。該結(jié)晶工序的燒結(jié)氣氛優(yōu)選為02、隊(duì)、八1^20或!12等或者它們的混合氣體等。干燥·預(yù)燒結(jié)在150 550°C下進(jìn)行I 10分鐘左右。這里，關(guān)于上述溫度范圍，不將上述晶體粒徑控制層導(dǎo)入鐵電薄膜中時(shí)，希望設(shè)在150°C 200°C或者285°C 315°C的范圍內(nèi)。這是由于250°C前后的溫度下膜的加熱溫度并不適當(dāng)，在基板與膜的界面并不生成(100)取向的初始核。另一方面，如下述實(shí)施方式2所示，將晶體粒徑控制層導(dǎo)入鐵電薄膜中時(shí)，希望設(shè)在175°C 315°C的范圍內(nèi)。這是由于通過(guò)導(dǎo)入結(jié)晶溫度低的晶體粒徑控制層，從而在175°C 315°C之間生成(100)取向的初始核。正式燒結(jié)在450 800°C下進(jìn)行I 60分鐘左右。正式燒結(jié)也可以通過(guò)快速加熱處理(RTA處理)進(jìn)行。通過(guò)RTA處理進(jìn)行正式燒結(jié)時(shí)，優(yōu)選將其升溫速度設(shè)為10 100°C /
秒?！D2是表示實(shí)施方式2所涉及的結(jié)構(gòu)的概略剖視圖。如圖2所示，優(yōu)選在形成取向控制層13之前，在基板10的下部電極11上形成晶體粒徑控制層12，在該晶體粒徑控制層12之上形成取向控制層13。通過(guò)如此設(shè)置晶體粒徑控制層12，從而提高了成核密度，因此能夠抑制取向控制層13的晶體的異常晶粒生長(zhǎng)，結(jié)果能夠以微細(xì)的晶體組織得到晶體取向擇優(yōu)為(100)面的取向控制層13。作為晶體粒徑控制層12的材料，可以舉出鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鋯酸鉛等。另外，晶體粒徑控制層12的層厚優(yōu)選為Inm 10nm。將晶體粒徑控制層12的層厚設(shè)在上述范圍內(nèi)，是由于超過(guò)IOnm時(shí)無(wú)法得到成核密度的提高效果，結(jié)果無(wú)法得到微細(xì)的晶體組織。晶體粒徑控制層12與形成上述的取向控制層13同樣，在(111)軸向取向的下部電極之上使用旋涂法、浸涂法、LSMCD (Liquid Source Misted Chemical Deposition,液態(tài)源霧化化學(xué)沉積)法等涂布法涂布晶體粒徑控制層用組合物，使用加熱板等在大氣氣氛中在150 550°C下進(jìn)行I 10分鐘的干燥·預(yù)燒結(jié)，一次或多次反復(fù)進(jìn)行從涂布到干燥·預(yù)燒結(jié)的工序，形成希望的范圍內(nèi)的層厚的凝膠膜(凝膠層)來(lái)得到。設(shè)置該晶體粒徑控制層12的情況下，取向控制層13在晶體粒徑控制層12之上形成。形成取向控制層13的正式燒結(jié)時(shí)，上述凝膠膜也形成結(jié)晶。此外，晶體粒徑控制層用組合物的制備可以通過(guò)與上述鐵電薄膜形成用組合物的制備同樣的方法進(jìn)行，但按照作為目標(biāo)的膜厚，調(diào)整有機(jī)金屬氧化物對(duì)于有機(jī)溶劑的濃度。例如，鐵電薄膜形成用組合物換算為金屬氧化物的量具有5 12質(zhì)量％的濃度時(shí)，晶體粒徑控制層用組合物換算為金屬氧化物的量可以為I 2質(zhì)量％的濃度。在實(shí)施方式I和實(shí)施方式2中均優(yōu)選在形成取向控制層13之后，將該取向控制層13作為基底層，在基底層之上進(jìn)一步形成具有與基底層的晶體取向相同的晶體取向的膜厚調(diào)整層14。通過(guò)在基底層之上形成膜厚調(diào)整層14，從而根據(jù)取向控制層13的擇優(yōu)取向面，形成與取向控制層13相同傾向的晶體取向面，因此能夠通過(guò)該膜厚調(diào)整層14，按照其用途任意調(diào)整通過(guò)取向控制層晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜的膜厚。膜厚調(diào)整層14為與取向控制層13同類的含Pb鈣鈦礦型鐵電膜。膜厚調(diào)整層14的層厚優(yōu)選不滿5000nm。將膜厚調(diào)整層14的層厚設(shè)在上述范圍內(nèi)，是由于5000nm以上時(shí)工藝時(shí)間變長(zhǎng)、以及根據(jù)取向控制層13的擇優(yōu)取向面的傾向變小，結(jié)果(100)面的取向度變小。
膜厚調(diào)整層14與形成上述的取向控制層13同樣，在取向控制層13之上使用旋涂法、浸涂法、LSMCD (Liquid Source Misted Chemical Deposition,液態(tài)源霧化化學(xué)沉積)法等涂布法涂布膜厚調(diào)整層用組合物，使用加熱板等在大氣氣氛中在150 550°C下進(jìn)行I 10分鐘的干燥·預(yù)燒結(jié)，反復(fù)進(jìn)行從涂布到干燥 預(yù)燒結(jié)的工序，形成希望的范圍內(nèi)的膜厚的凝膠膜之后，再在氧氣氛中在450 800°C下進(jìn)行I 60分鐘的正式燒結(jié)來(lái)得到。作為膜厚調(diào)整層用組合物可以與取向控制層同樣使用上述說(shuō)明的鐵電薄膜形成用組合物。取向控制層13與膜厚調(diào)整層14可以使用相同的鐵電薄膜形成用組合物形成?；蛘撸鳛橛糜谛纬扇∠蚩刂茖?3的組合物與用于形成膜厚調(diào)整層14的組合物也可以使用氧化物組分濃度不同的鐵電薄膜形成用組合物。如此制造的本發(fā)明的鐵電薄膜為晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的物質(zhì)，具有大的e31壓電常數(shù)。例如，以X射線衍射測(cè)定由上述方法制造的鐵電薄膜時(shí)，將鐵電晶體的(100)面衍射強(qiáng)度設(shè)為將(110)面衍射強(qiáng)度設(shè)為111(|，(111)面衍射強(qiáng)度設(shè)為I111時(shí)，由Iltltl/dioo+Iiio+Im)示出的取向度在鐵電薄膜包括取向性控制膜的情況下示出0.86以上，在鐵·電薄膜包括取向控制層與膜厚調(diào)整層的情況下也示出0. 78以上(例如，0. 78 0. 91)的高值。另外，本發(fā)明的鐵電薄膜可以用作薄膜電容器、電容器、集成無(wú)源器件、DRAM存儲(chǔ)器用電容器、層壓電容器、晶體管的柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱釋電紅外線檢測(cè)元件、壓電元件、光電元件、致動(dòng)器、諧振器、超聲波馬達(dá)、或者LC噪聲過(guò)濾器元件的復(fù)合電子部件中的結(jié)構(gòu)材料。[實(shí)施例]下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例和比較例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明?！淳w粒徑控制層用組合物、取向控制層用組合物以及膜厚調(diào)整層用組合物的制備〉這些組合物的典型的液體合成流程遵從以下的工藝。首先，對(duì)反應(yīng)容器中放入正丁醇鋯(Zr源)和/或四異丙醇鈦(Ti源)、以及乙酰丙酮(穩(wěn)定劑)，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行回流。接著，在該化合物中添加乙酸鉛三水合物(Pb源)，并且添加丙二醇(溶劑)，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行回流，進(jìn)行減壓蒸餾并去除副產(chǎn)物之后，在該溶液中進(jìn)一步添加丙二醇并調(diào)節(jié)濃度，進(jìn)一步在該溶液中添加正丁醇，得到作為前驅(qū)溶液的上述組合物。另外，組合物的液體合成流程具體遵從以下的工藝。首先，反應(yīng)容器中放入異丙醇鈦(Ti源)以及乙酰丙酮(穩(wěn)定劑)，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行回流。接著，在該化合物中添加乙酸鉛三水合物(Pb源)，并且添加丙二醇(溶劑)，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行回流，進(jìn)行減壓蒸餾并去除副產(chǎn)物之后，在該溶液中進(jìn)一步添加丙二醇并調(diào)節(jié)濃度，進(jìn)一步添加稀釋乙醇，從而得到調(diào)整為希望的濃度并含有以氧化物換算各金屬比為Pb/Ti=125/100的金屬化合物的晶體粒徑控制層用組合物。如表1、2所示，通過(guò)上述制備方法，準(zhǔn)備了金屬化合物濃度以換算為鈦酸鉛(PT)組分量的濃度計(jì)分別為I質(zhì)量％、2質(zhì)量％的晶體粒徑控制層用組合物。首先，反應(yīng)容器中放入四正丁醇鋯(Z源)、異丙醇鈦(Ti源)、以及乙酰丙酮(穩(wěn)定劑)，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行回流。接著，在該化合物中添加乙酸鉛三水合物(Pb源)，并且添加丙二醇(溶劑)，在氮?dú)夥障逻M(jìn)行回流，進(jìn)行減壓蒸餾并去除副產(chǎn)物之后，在該溶液中進(jìn)一步添加丙二醇調(diào)節(jié)濃度，進(jìn)一步添加稀釋乙醇，從而得到調(diào)整為表I、表2所示的希望濃度的、含有以氧化物換算各金屬比為Pb/Zr/Ti=l 10/52/48的金屬化合物的鐵電薄膜形成用組合物。如表1、2所示，通過(guò)上述制備方法，準(zhǔn)備了金屬化合物濃度以換算為PZT組分量的濃度計(jì)分別為5質(zhì)量％、10質(zhì)量％、11質(zhì)量％、12質(zhì)量％的四種鐵電薄膜形成用組合物，并用作取向控制層用組合物、膜厚調(diào)整層用組合物。構(gòu)成上述晶體粒徑控制層用組合物、取向控制層用組合物以及膜厚調(diào)整層用組合物的各有機(jī)金屬化合物溶液通過(guò)使用市售的O. 2μπι孔徑的薄膜過(guò)濾器，由注射器進(jìn)行推送并過(guò)濾，從而粒徑O. 5 μ m以上的個(gè)數(shù)分別在每ImL溶液中為I個(gè)、2個(gè)以及I個(gè)。<鐵電薄膜的制膜>作為基板，準(zhǔn)備23塊在表面通過(guò)濺射法形成Pt下部電極膜的6英寸硅基板。在 各基板的Pt下部電極膜上，使用如上所述制備的組合物，在分別不同的制膜條件下，對(duì)實(shí)施例I 20、比較例I 3的鐵電薄膜進(jìn)行制膜。表I、表2示出實(shí)施例I 實(shí)施例20、比較例I 比較例3中的鐵電薄膜的制膜條件。組合物的涂布使用旋涂器。表中涂布次數(shù)表示反復(fù)進(jìn)行組合物的涂布與預(yù)燒結(jié)的次數(shù)，旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)時(shí)間表示涂布組合物時(shí)的旋涂器的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)時(shí)間。此外，所有涂布條件均在最開(kāi)始以500rpm旋轉(zhuǎn)3秒鐘之后，在表中所示的條件下進(jìn)行旋涂器的旋轉(zhuǎn)。預(yù)燒(干燥和預(yù)燒結(jié))均使用加熱板在大氣氣氛中進(jìn)行。在形成取向控制層、膜厚調(diào)整層的工序中，正式燒結(jié)均通過(guò)在氧氣氛中，以升溫速度IO0C /秒在氧氣氛中加熱至700°C，在700°C下進(jìn)行I分鐘加熱的方法進(jìn)行，從而使預(yù)燒后的膜結(jié)晶。正式燒結(jié)次數(shù)表示進(jìn)行組合物的涂布、干燥 預(yù)燒結(jié)后，進(jìn)行正式燒結(jié)的工序的次數(shù)。取向控制層、膜厚調(diào)整層、晶體粒徑控制層的具體的制膜工藝的例子分別在實(shí)施例I、4、12的說(shuō)明中記載。<實(shí)施例1>作為基板，準(zhǔn)備在表面通過(guò)濺射法形成Pt下部電極膜的6英寸硅基板。在該基板的Pt下部電極膜上通過(guò)旋涂法在以500rpm旋轉(zhuǎn)3秒鐘，之后以3500rpm旋轉(zhuǎn)15秒鐘的條件下，涂布上述制備的10質(zhì)量％濃度的取向控制層用組合物。接著，使用加熱板，在大氣氣氛中在300°C下進(jìn)行5分鐘加熱并進(jìn)行干燥·預(yù)燒結(jié)。進(jìn)行一次該取向控制層用組合物的涂布、預(yù)燒結(jié)的工序之后，在氧氣氛中，以升溫速度10°C /秒加熱至700°C，進(jìn)行在700°C下加熱I分鐘的正式燒結(jié)使其結(jié)晶，得到層厚35nm的取向控制層。將其作為實(shí)施例I的鐵電薄膜。〈實(shí)施例2、3、6、7>在實(shí)施例2、3、6、7中，在表I所示的制膜條件下在基板的Pt下部電極膜上形成表3所示的層厚的取向控制層，作為鐵電薄膜。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種鐵電薄膜的制造方法，是在具有基板主體和晶面為(111)軸向取向的下部電極的基板的所述下部電極上，涂布并預(yù)燒鐵電薄膜形成用組合物之后，進(jìn)行燒結(jié)使其結(jié)晶，從而在所述下部電極上制造鐵電薄膜的方法，其特征在于， 在所述下部電極上涂布、預(yù)燒、燒結(jié)所述鐵電薄膜形成用組合物形成取向控制層，以所述取向控制層的結(jié)晶后的層厚在35nm 150nm的范圍內(nèi)的方式設(shè)定所述鐵電薄膜形成用組合物的涂布量，并使所述取向控制層的擇優(yōu)晶體取向?yàn)?100)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，用于形成所述取向控制層的預(yù)燒溫度在150°C 200°C或者285°C 315°C的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，在形成所述取向控制層之前，在所述下部電極上形成晶體粒徑控制層，在所述晶體粒徑控制層之上形成所述取向控制層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，在形成所述取向控制層之后，進(jìn)一步具有在所述取向控制層上涂布所述鐵電薄膜形成用組合物，進(jìn)行預(yù)燒、燒結(jié)形成具有與所述取向控制層的晶體取向相同的晶體取向的膜厚調(diào)整層的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，在形成所述膜厚調(diào)整層的工序中，所述預(yù)燒溫度在200°C 450°C的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，所述鐵電薄膜為含Pb鈣鈦礦型氧化物，所述鐵電薄膜形成用組合物包含β —二酮類以及多元醇類。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，所述β—二酮類為乙酰丙酮，所述多元醇類為丙二醇。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，所述基板為硅基板或者藍(lán)寶石基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，所述下部電極包括選自Pt、Ir和Ru中的至少一種金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，所述晶體粒徑控制層包括選自鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鋯酸鉛中的至少一種化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵電薄膜的制造方法，其特征在于，在形成所述膜厚調(diào)整層的工序中，將進(jìn)行多次所述鐵電薄膜形成用組合物的涂布和預(yù)燒之后再進(jìn)行燒結(jié)的工序至少進(jìn)行一次。
12.一種通過(guò)權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的方法制造的晶體取向擇優(yōu)為(100)面的鐵電薄膜。
13.一種具有權(quán)利要求12所述的鐵電薄膜的薄膜電容器、電容器、集成無(wú)源器件、DRAM存儲(chǔ)器用電容器、層壓電容器、晶體管的柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱釋電紅外線檢測(cè)元件、壓電元件、光電元件、致動(dòng)器、諧振器、超聲波馬達(dá)、或者LC噪聲過(guò)濾器元件的復(fù)合電子部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不設(shè)置晶種層、緩沖層，就能夠簡(jiǎn)便地得到晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的鐵電薄膜的鐵電薄膜的制造方法。通過(guò)在具有晶面為(111)軸向取向的下部電極的基板的下部電極上涂布鐵電薄膜形成用組合物，進(jìn)行加熱使其結(jié)晶，從而在下部電極上制造鐵電薄膜，該該制造方法中，鐵電薄膜包含晶體取向被擇優(yōu)控制為(100)面的取向控制層，將取向控制層的結(jié)晶后的層厚設(shè)在35nm～150nm的范圍內(nèi)來(lái)形成。
文檔編號(hào)H01L41/187GK102790169SQ20121015110
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者土井利浩, 曽山信幸, 櫻井英章, 渡邊敏昭 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社