JPH031813B2 - - Google Patents
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- JPH031813B2 JPH031813B2 JP58215878A JP21587883A JPH031813B2 JP H031813 B2 JPH031813 B2 JP H031813B2 JP 58215878 A JP58215878 A JP 58215878A JP 21587883 A JP21587883 A JP 21587883A JP H031813 B2 JPH031813 B2 JP H031813B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/409—Oxides of the type ABO3 with A representing alkali, alkaline earth metal or lead and B representing a refractory metal, nickel, scandium or a lanthanide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C16/40—Oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、誘電体材料に関し、特に独占的では
ないがコンデンサおよびセンサのような他と装置
用の高比誘電率誘電体材料に関する。
ないがコンデンサおよびセンサのような他と装置
用の高比誘電率誘電体材料に関する。
誘電体材料は、種々の目的の種々の電気部品に
使用される。コンデンサの場合、誘電体材料は、
金属電極の間の誘電体として使用でき、またはセ
ンサの場合は、誘電体材料は、検知皮膜が配置さ
れる基体を与えるために使用できる。従来、誘電
体材料は結合剤および溶媒と混合され、所要の形
状に形成され、次いで多孔度を減少させるために
焼結される粉末であつてもよい。
使用される。コンデンサの場合、誘電体材料は、
金属電極の間の誘電体として使用でき、またはセ
ンサの場合は、誘電体材料は、検知皮膜が配置さ
れる基体を与えるために使用できる。従来、誘電
体材料は結合剤および溶媒と混合され、所要の形
状に形成され、次いで多孔度を減少させるために
焼結される粉末であつてもよい。
最も普通に使用される誘電体材料は、約1500の
比誘電率を有するチタン酸バリウムである。しか
しながら、はるかに高い比誘電率値は、PbFe2/3
W1/3O3、PbFe1/2Nb1/2O3およびPbZn1/3Nb2/3O3
のようなばらの誘電体材料によつて与えられる。
材料を適当に選ぶことによつて、セラミツク比誘
電率が20000またはそれ以上である多層セラミツ
クコンデンサを製造できることが既に示されてい
る。しかしながら、これらの既知の多層セラミツ
クコンデンサは粉末を結合剤および溶媒と混合
し、次いでこれらを例えばプレスによつて所要の
形状に形成する従来の方法を用いて製造された。
これらのセラミツクコンデンサの上に電極をスク
リーン印刷し次いで電極支持セラミツク体の堆積
を集成後、この堆積は多孔度を減少させるように
セラミツクを焼結するために焼成されなければな
らない。
比誘電率を有するチタン酸バリウムである。しか
しながら、はるかに高い比誘電率値は、PbFe2/3
W1/3O3、PbFe1/2Nb1/2O3およびPbZn1/3Nb2/3O3
のようなばらの誘電体材料によつて与えられる。
材料を適当に選ぶことによつて、セラミツク比誘
電率が20000またはそれ以上である多層セラミツ
クコンデンサを製造できることが既に示されてい
る。しかしながら、これらの既知の多層セラミツ
クコンデンサは粉末を結合剤および溶媒と混合
し、次いでこれらを例えばプレスによつて所要の
形状に形成する従来の方法を用いて製造された。
これらのセラミツクコンデンサの上に電極をスク
リーン印刷し次いで電極支持セラミツク体の堆積
を集成後、この堆積は多孔度を減少させるように
セラミツクを焼結するために焼成されなければな
らない。
本発明の目的は、誘電体材料の層が良好な電気
的性質を有するような簡単で安価なしかも信頼性
のある方法で、式Pb（Ｘ、Ｙ）O3の誘電体材料の
層を製造する方法を提供することである。
的性質を有するような簡単で安価なしかも信頼性
のある方法で、式Pb（Ｘ、Ｙ）O3の誘電体材料の
層を製造する方法を提供することである。
本発明の１面により、化学蒸着によつて薄膜の
形に製造された一般式Pb（Ｘ、Ｙ）O3の高比誘電
率誘電体材料が提供される。
形に製造された一般式Pb（Ｘ、Ｙ）O3の高比誘電
率誘電体材料が提供される。
本発明の別の面により、化学蒸着による一般式
Pb（Ｘ、Ｙ）O3の高比誘電率材料の薄膜の製造方
法において、構成要素の蒸気を酸化性ガスと共に
加熱基体上に向けることを特徴とする、高比誘電
率材料の薄膜の製造方法が提供される。
Pb（Ｘ、Ｙ）O3の高比誘電率材料の薄膜の製造方
法において、構成要素の蒸気を酸化性ガスと共に
加熱基体上に向けることを特徴とする、高比誘電
率材料の薄膜の製造方法が提供される。
本明細書において、高比誘電率値は一般に5000
より大きい値を意味すると理解される。
より大きい値を意味すると理解される。
単一の図は、薄膜誘電体の製造装置の図式的配
置を示す。
置を示す。
本発明は、一般式
Pb（Ｘ、Ｙ）O3
（式中、ＸおよびＹとしてはMg、Zn、Fe、Ni、
Co、Nb、Ta、Ｗ、Sn、TiおよびZrがある）を
有するこのような高比誘電率材料は、その非常に
薄い膜が例えばコンデンサ要素の大きさの減少を
併なつて容易に製造できるように化学蒸着による
製造に特によく適しているという認識に基づいて
いる。これは、すべてなセラミツク材料成分が、
適当な反応器中で容易に蒸発および酸化できる、
例えばPb（C2H5）4、NbCl5、WF6、アセチルアセ
トン酸亜鉛の揮発性化合物を有するからである。
Co、Nb、Ta、Ｗ、Sn、TiおよびZrがある）を
有するこのような高比誘電率材料は、その非常に
薄い膜が例えばコンデンサ要素の大きさの減少を
併なつて容易に製造できるように化学蒸着による
製造に特によく適しているという認識に基づいて
いる。これは、すべてなセラミツク材料成分が、
適当な反応器中で容易に蒸発および酸化できる、
例えばPb（C2H5）4、NbCl5、WF6、アセチルアセ
トン酸亜鉛の揮発性化合物を有するからである。
従つて、本発明は、鉛および少なくとも２種の
追加金属を含有する反応体を蒸気および酸化性ガ
スを加熱基体上に指向することによつて一般に比
誘電率5000より大を有する薄膜の製造方法を提供
する。
追加金属を含有する反応体を蒸気および酸化性ガ
スを加熱基体上に指向することによつて一般に比
誘電率5000より大を有する薄膜の製造方法を提供
する。
従つて、単一高比誘電率誘電体材料または数種
の高比誘電率誘電体材料の混合物の製造は、加熱
表面上に必要な要素の適当な蒸気を酸素、水蒸気
のような酸化性ガスと共に指向することによつ
て、加熱表面において行うことができる。
の高比誘電率誘電体材料の混合物の製造は、加熱
表面上に必要な要素の適当な蒸気を酸素、水蒸気
のような酸化性ガスと共に指向することによつ
て、加熱表面において行うことができる。
このようにして、ある範囲の材料は、例えばコ
ンデンサまたはセンサ要素に用いる薄膜形で製造
できる。前記の誘電体材料の一般式はPb（Ｘ、
Ｙ）O3であるが、この材料はPbOおよび元素例
えばMg、Zn、Fe、Ni、Co、Nb、Ta、Ｗ、Sn、
Ti、Zrの２種またはそれ以上の酸化物を含有し
てもよい。膜の厚さは、１ミクロンの程度、例え
ば0.03ミクロンないし数ミクロンの範囲内であつ
てもよい。
ンデンサまたはセンサ要素に用いる薄膜形で製造
できる。前記の誘電体材料の一般式はPb（Ｘ、
Ｙ）O3であるが、この材料はPbOおよび元素例
えばMg、Zn、Fe、Ni、Co、Nb、Ta、Ｗ、Sn、
Ti、Zrの２種またはそれ以上の酸化物を含有し
てもよい。膜の厚さは、１ミクロンの程度、例え
ば0.03ミクロンないし数ミクロンの範囲内であつ
てもよい。
添付図面に若干図式的に示さた装置は、500℃
ないし800℃の範囲内の温度においてPbBr2、
FeCl3および、NbCl5の蒸気の加水分解によつて
適当な基体上に酸化物膜を生成するために使用さ
れた。
ないし800℃の範囲内の温度においてPbBr2、
FeCl3および、NbCl5の蒸気の加水分解によつて
適当な基体上に酸化物膜を生成するために使用さ
れた。
両者固体形のFeCl3および、NbCl5は、容器１
および２に入れられ、（図示されない手段によつ
て）加熱されて、炉４内に配置されかつ酸化物膜
が形成される基体５を含む反応容器３に窒素流に
よつて輸送される蒸気を生成する。使用する温度
は、FeCl3については180℃ないし290℃であり、
NbCl5については150℃ないし240℃であつた。
PbBr2は液体体臭素を含有し、室温に保たれた容
器６から窒素に伴われた臭素蒸気を容器３の黒鉛
ボート７に入れられた溶融鉛１２上を通すことに
よつてその場で製造された。容器３は種々の実験
において500℃ないし800℃の範囲内の種種の温度
に加熱された。容器３内の水蒸気（酸化性ガス）
は、窒素を室温に保たれた容器８内の水中を通す
ことによつて製造された。
および２に入れられ、（図示されない手段によつ
て）加熱されて、炉４内に配置されかつ酸化物膜
が形成される基体５を含む反応容器３に窒素流に
よつて輸送される蒸気を生成する。使用する温度
は、FeCl3については180℃ないし290℃であり、
NbCl5については150℃ないし240℃であつた。
PbBr2は液体体臭素を含有し、室温に保たれた容
器６から窒素に伴われた臭素蒸気を容器３の黒鉛
ボート７に入れられた溶融鉛１２上を通すことに
よつてその場で製造された。容器３は種々の実験
において500℃ないし800℃の範囲内の種種の温度
に加熱された。容器３内の水蒸気（酸化性ガス）
は、窒素を室温に保たれた容器８内の水中を通す
ことによつて製造された。
適当な窒素流量を選ぶことによつて、基体面積
約１cm2上に厚さ１マイクロメートルないし５マイ
クロメートル、比誘電率値が160ないし128000で
変わる酸化物膜が20分ないし100分で得られた。
試薬容器を通る代表的な窒素流量は、容器１の
FeCl3について150ml／minないし325ml／min、
容器２のNbCl5について80ml／minないし250
ml／min、容器６の臭素について０ml／minない
し30ml／minおよび容器８の水については、600
ml／minないし1200ml／minであつた。容器６の
窒素流０ml／minの場合、容器６のストツプコツ
クを開き、次いで臭素の気流中への著しい拡散が
起こつた。窒素流量は、流量計管９上に表示され
た。容器３からの流出ガスは容器１０の水中に吹
き込まれた。反応器１，２および３間の接続管お
よび反応器３が炉４から延びる容器３はそれらの
壁上に蒸気の凝縮を防ぐために加熱された。加熱
は、管および容器３の端部および容器１および２
のまわりにそれらの加熱のために巻きつけられた
電熱テープ（図示せず）によつて得られた。容器
１および２および炉４の各々はそれぞれ熱電対１
１および温度調節手段（図示せず）を有した。
約１cm2上に厚さ１マイクロメートルないし５マイ
クロメートル、比誘電率値が160ないし128000で
変わる酸化物膜が20分ないし100分で得られた。
試薬容器を通る代表的な窒素流量は、容器１の
FeCl3について150ml／minないし325ml／min、
容器２のNbCl5について80ml／minないし250
ml／min、容器６の臭素について０ml／minない
し30ml／minおよび容器８の水については、600
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窒素流０ml／minの場合、容器６のストツプコツ
クを開き、次いで臭素の気流中への著しい拡散が
起こつた。窒素流量は、流量計管９上に表示され
た。容器３からの流出ガスは容器１０の水中に吹
き込まれた。反応器１，２および３間の接続管お
よび反応器３が炉４から延びる容器３はそれらの
壁上に蒸気の凝縮を防ぐために加熱された。加熱
は、管および容器３の端部および容器１および２
のまわりにそれらの加熱のために巻きつけられた
電熱テープ（図示せず）によつて得られた。容器
１および２および炉４の各々はそれぞれ熱電対１
１および温度調節手段（図示せず）を有した。
図は、本発明の薄膜誘電体の製造方法を実施す
るための装置を示す図である。 １，２，３：容器、４：炉、５：基体、６：容
器、７：黒鉛ボート、８：容器、９：流量計管、
１０：容器、１１：熱電対、１２：溶融鉛。
るための装置を示す図である。 １，２，３：容器、４：炉、５：基体、６：容
器、７：黒鉛ボート、８：容器、９：流量計管、
１０：容器、１１：熱電対、１２：溶融鉛。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 薄膜誘電体材料の製造方法において、 鉛および少なくとも２種の追加金属を含有する
反応体の蒸気および酸化性ガスを、反応体と酸化
性ガスとの反応から酸化物が基体上に固体形で生
成する温度を有する基体上に向けて、基体上に薄
膜誘電体材料層を形成することを特徴とする、薄
膜誘電体材料の製造方法。 ２ 前記指向工程は、層の比誘電率が5000より大
きい値を有するように反応体を選ぶことを含む、
特許請求の範囲第１項の方法。 ３ 金属が、Mg、Zn、Fe、Ni、Co、Nb、Ta、
Ｗ、Sn、TiおよびZrからなる群から選ばれる、
特許請求の範囲第１項の方法。 ４ 金属が、FeおよびNbである、特許請求の範
囲第１項の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8232779 | 1982-11-17 | ||
| GB8232779 | 1982-11-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107507A JPS59107507A (ja) | 1984-06-21 |
| JPH031813B2 true JPH031813B2 (ja) | 1991-01-11 |
Family
ID=10534317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58215878A Granted JPS59107507A (ja) | 1982-11-17 | 1983-11-16 | 薄膜誘電体材料の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4514441A (ja) |
| JP (1) | JPS59107507A (ja) |
| DE (1) | DE3341561A1 (ja) |
| FR (1) | FR2536202A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH068509B2 (ja) * | 1985-09-17 | 1994-02-02 | 勝 岡田 | 強誘電体薄膜の製造方法 |
| US5002824A (en) * | 1986-11-28 | 1991-03-26 | Rockwell International Corporation | Substrates containing electrically conducting coatings and method of producing same |
| US4888203A (en) * | 1987-11-13 | 1989-12-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Hydrolysis-induced vapor deposition of oxide films |
| US5811847A (en) * | 1996-06-28 | 1998-09-22 | Symetrix Corporation | PSZT for integrated circuit applications |
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