发明名称 常介电性或强介电性之铋系介电体薄膜形成用涂布液及铋系介电体薄膜
摘要 本发明为揭示一种形成常介电性或强介电性之铋系介电体薄膜用之涂布液,其为含有式{Bi4-x、(Laz、 B1-z)x}n(Ti3-y、Ay)O12+α(式中,A为Ge等金属元素,B为不包含镧之稀土族元素、Ca、Sr等金属元素,0≦x<4,0≦y≦0.3,0<z≦1,n为0.7至1.4,α为依金属组成比例决定之价数)所示之复合金属氧化物,其含有至少由Bi、 Ti等2种烷氧金属所形成之复合烷氧金属;较佳者为,该涂布液为可使用水、或水与触媒进行水解-部分缩合处理之溶胶-凝胶液,其较佳可再添加烷醇胺。本发明之可配合半导体记忆体之用途,显示出常介电性或强介电性性质,而提供形成铋系介电体薄膜之涂布液。
申请公布号 TWI286996 申请公布日期 2007.09.21
申请号 TW094107016 申请日期 2005.03.08
申请人 东京应化工业股份有限公司 发明人 佐藤善美;竹内义行
分类号 C01G29/00(2006.01) 主分类号 C01G29/00(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种涂布液,其为形成含有下述式(I)所示复合金 属氧化物之强介电性铋系介电体薄膜之涂布液,其 特征为,含有至少由Bi、Ti之2种烷氧金属所形成之 复合烷氧金属,再使用水、或水与触媒进行水解- 部分缩合处理所得之凝胶-溶胶液, {Bi4-x、(Laz、B1-z)x}n(Ti3-y、Ay)O12+ (I) (式中,A为V、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、与 W中所选出之至少1种金属元素,B为由不包含镧之稀 土族元素、Ca、Sr与Ba中所选出之至少1种金属元素 ,x、y、z各自为0≦x<4,0≦y≦0.3,0<z≦1所示之数,n为0 .7至1.4之数,为依金属组成比例决定之价数)。 2.如申请专利范围第1项之涂布液,其中,上述涂布 液再添加有烷醇胺。 3.如申请专利范围第1项之涂布液,其中,上述式(I) 中,x为0<x<4所示之数。 4.如申请专利范围第1项之涂布液,其中,上述式(I) 中,z为0<z<1所示之数。 5.如申请专利范围第1项之涂布液,其中,上述式(I) 中,y为0<y≦0.3所示之数。 6.如申请专利范围第1项之涂布液,其中,上述式(I) 中,A金属元素为Ge,且y=0.05至0.20之数。 7.如申请专利范围第1项之涂布液,其中所含有之Bi 、Ti与A金属元素(其中亦有不含A金属元素之情形) 之比例,为Bi:(Ti+A)=1.07至1.15:1(莫耳比)之比例。 8.一种涂布液,其为形成含有下述式(I)所示复合金 属氧化物之常介电性之铋系介电体薄膜之涂布液, 其特征为,含有至少由Bi、Ti之2种烷氧金属所形成 之复合烷氧金属,或含有至少由烷氧化铋与烷氧化 钛混合所得之混合烷氧金属,再使用水、或水与触 媒进行水解-部分缩合处理所得之凝胶-溶胶液, {Bi4-x、(Laz、B1-z)x}n(Ti3-y、Ay)O12+ (I) (式中,A为V、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、与 W中所选出之至少1种金属元素,B为由不包含镧之稀 土族元素、Ca、Sr与Ba中所选出之至少1种金属元素 ,x、y、z各自为0≦x<4,0≦y≦0.3,0<z≦1所示之数,n为0 .7至1.4之数,为依金属组成比例决定之价数)。 9.如申请专利范围第8项之涂布液,其中,上述涂布 液再添加有烷醇胺。 10.如申请专利范围第8项之涂布液,其中,上述式(I) 中,x为0<x<4所示之数。 11.如申请专利范围第8项之涂布液,其中,上述式(I) 中,z为0<z<1所示之数。 12.如申请专利范围第8项之涂布液,其中,上述式(I) 中,y为0<y≦0.3所示之数。 13.如申请专利范围第8项之涂布液,其中所含有之Bi 、Ti与A金属元素(其中亦有不含A金属元素之情形) 之比例,为Bi:(Ti+A)=0.90至1.06:1(莫耳比)之比例。 14.一种常介电性铋系介电体薄膜之形成方法,其特 征为,将申请专利范围第8项之涂布液涂布于基板 上,于未施以加热乾燥处理下,进行500至700℃下之 加热处理(第1加热处理)以形成涂膜,并可配合需要 ,重复进行数次前述涂布至加热处理(第1加热处理) 之步骤以形成涂膜之层合物,其次,再进行600至700 ℃之加热处理(第2加热处理)。 15.一种含有下述式(I)所示复合金属氧化物之常介 电性铋系介电体薄膜,其为将申请专利范围第8项 之涂布液涂布于设置于基板上之电极上,并予烧培 而得者, {Bi4-x、(Laz、B1-z)x}n(Ti3-y、Ay)O12+ (I) (式中,A为V、Cr、Mn、Si、Ge、Zr、Nb、Ru、Sn、Ta、与 W中所选出之至少1种金属元素,B为由不包含镧之稀 土族元素、Ca、Sr与Ba中所选出之至少1种金属元素 ,x、y、z各自为0≦x<4,0≦y≦0.3,0<z≦1所示之数,n为0 .7至1.4之数,为依金属组成比例决定之价数)。 16.如申请专利范围第15项之薄膜,其中,所含有之Bi 、Ti与A金属元素(其中亦有不含A金属元素之情形) 之比例,为Bi:(Ti+A)=0.90至1.06:1(莫耳比)之比例。 图式简单说明: 图1为使用合成例1之涂布液所形成之介电体薄膜 之XRD曲线图。 图2为使用合成例2之涂布液所形成之介电体薄膜 之XRD曲线图。 图3-1为使用合成例1之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图3-2为使用合成例2之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图4为使用合成例3之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图5为使用合成例4之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图6为使用合成例4之涂布液所形成之介电体元件 之泄漏特性图。 图7为使用合成例5之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图8为使用合成例5之涂布液所形成之介电体元件 之泄漏特性图。 图9为使用合成例2之涂布液所形成之介电体薄膜( 常介电性)之XRD曲线图。 图10为使用合成例2之涂布液所形成之介电体元件( 常介电性)之磁滞曲线图。 图11为使用合成例2之涂布液所形成之介电体元件( 常介电性)之泄漏特性图。 图12为使用合成例6-13之涂布液所形成之介电体薄 膜之XRD曲线图。 图13为使用合成例9之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图14为使用合成例9之涂布液所形成之介电体元件 之泄漏特性图。 图15为使用合成例10之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图16为使用合成例10之涂布液所形成之介电体元件 之泄漏特性图。 图17为使用合成例11之涂布液所形成之介电体元件 之磁滞曲线图。 图18为使用合成例11之涂布液所形成之介电体元件 之泄漏特性图。
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