JPH10291885A - 酸化物セラミックス薄膜の製造方法 - Google Patents
酸化物セラミックス薄膜の製造方法Info
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- JPH10291885A JPH10291885A JP9776097A JP9776097A JPH10291885A JP H10291885 A JPH10291885 A JP H10291885A JP 9776097 A JP9776097 A JP 9776097A JP 9776097 A JP9776097 A JP 9776097A JP H10291885 A JPH10291885 A JP H10291885A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物セラミックス膜を作成する祭、酸素欠
損が起きる。従来これを補償する方法として酸素雰囲気
中での焼成や、結晶化後の酸素プラズマ後処理等がある
がいずれも不完全で十分に酸素欠損を補えないことが課
題であった。 【解決手段】 基板上に非晶質膜を形成した後、これを
オゾン処理してから結晶化させる。また、紫外線照射を
大気中等で行い、紫外線処理とオゾン処理を同時に行う
こととする。
損が起きる。従来これを補償する方法として酸素雰囲気
中での焼成や、結晶化後の酸素プラズマ後処理等がある
がいずれも不完全で十分に酸素欠損を補えないことが課
題であった。 【解決手段】 基板上に非晶質膜を形成した後、これを
オゾン処理してから結晶化させる。また、紫外線照射を
大気中等で行い、紫外線処理とオゾン処理を同時に行う
こととする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶性に由来する
物性（圧電性、焦電性、強誘電性等）を利用した薄膜デ
バイスの主たる構成要素である、酸化物セラミックス薄
膜を製造する方法に関し、得られた酸化物セラミックス
薄膜は広く電子デバイスに応用される。
物性（圧電性、焦電性、強誘電性等）を利用した薄膜デ
バイスの主たる構成要素である、酸化物セラミックス薄
膜を製造する方法に関し、得られた酸化物セラミックス
薄膜は広く電子デバイスに応用される。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス薄膜材料の物性やそれを電
子デバイスの構成要素として組み込んだ際のデバイス特
性等は、セラミックス薄膜の構成元素の化学量論比に大
きく左右される。なかでも酸化物セラミックスの場合は
酸素の欠損（不足）を招きやすく、これが特性劣化の主
要因であることが多い。酸素欠損の多くは、結晶化工程
における高温処理が原因であり、これを防ぐ手段として
従来酸素雰囲気中での焼成や、結晶化後の大気圧下もし
くは酸素プラズマ処理が行われている。
子デバイスの構成要素として組み込んだ際のデバイス特
性等は、セラミックス薄膜の構成元素の化学量論比に大
きく左右される。なかでも酸化物セラミックスの場合は
酸素の欠損（不足）を招きやすく、これが特性劣化の主
要因であることが多い。酸素欠損の多くは、結晶化工程
における高温処理が原因であり、これを防ぐ手段として
従来酸素雰囲気中での焼成や、結晶化後の大気圧下もし
くは酸素プラズマ処理が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の酸素雰
囲気中での焼成であると、酸素欠損を完全に補償し、対
象とするセラミックス材料の化学組成比に等しい、理論
上の化学両論比は達成できない。また、結晶化後の後処
理で酸素欠損を補おうとしても、不充分であったり、処
理そのものが結晶にダメージを与えてしまうという課題
を有していた。いずれにしてもセラミックス材料の化学
組成比を理論上の化学両論比に一致させることは困難で
あり、とりわけ酸化物セラミックスの場合は、酸素の欠
損を完全に補うことはできなかった。本発明者らは、鋭
意研究の結果、簡単な手段で酸素欠損のない、限りなく
理論化学両論比に近い組成を有する酸化物セラミックス
の製造方法を見いだすに至った。
囲気中での焼成であると、酸素欠損を完全に補償し、対
象とするセラミックス材料の化学組成比に等しい、理論
上の化学両論比は達成できない。また、結晶化後の後処
理で酸素欠損を補おうとしても、不充分であったり、処
理そのものが結晶にダメージを与えてしまうという課題
を有していた。いずれにしてもセラミックス材料の化学
組成比を理論上の化学両論比に一致させることは困難で
あり、とりわけ酸化物セラミックスの場合は、酸素の欠
損を完全に補うことはできなかった。本発明者らは、鋭
意研究の結果、簡単な手段で酸素欠損のない、限りなく
理論化学両論比に近い組成を有する酸化物セラミックス
の製造方法を見いだすに至った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の酸化物セラミッ
クス薄膜の製造方法は、（１）基板上に非晶質状の前駆
体膜を形成する工程と、（２）該前駆体膜をオゾン雰囲
気中に曝す工程と、（３）これを結晶化させる工程とか
らなることを特徴とする。また、本発明の酸化物セラミ
ックス薄膜の製造方法は、（１）基板上に非晶質状の前
駆体膜を形成する工程と、（２）該前駆体膜をオゾン雰
囲気中に曝す工程（オゾン処理工程）と、（３）これを
結晶化させる工程とからなる酸化物セラミックス薄膜の
製造方法において、前記（１）〜（３）工程をｎ回（ｎ
は２以上の整数）繰り返すことを特徴とする。また、本
発明の酸化物セラミックス薄膜の製造方法は、前記基板
上への非晶質状の前駆体膜形成が、有機金属化合物を原
料とするゾルを基板上に塗布乾燥することで達成される
ことを特徴とする。また、本発明の酸化物セラミックス
薄膜の製造方法は、前記オゾン処理が、大気中もしくは
酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射することで達成され
ることを特徴とする。
クス薄膜の製造方法は、（１）基板上に非晶質状の前駆
体膜を形成する工程と、（２）該前駆体膜をオゾン雰囲
気中に曝す工程と、（３）これを結晶化させる工程とか
らなることを特徴とする。また、本発明の酸化物セラミ
ックス薄膜の製造方法は、（１）基板上に非晶質状の前
駆体膜を形成する工程と、（２）該前駆体膜をオゾン雰
囲気中に曝す工程（オゾン処理工程）と、（３）これを
結晶化させる工程とからなる酸化物セラミックス薄膜の
製造方法において、前記（１）〜（３）工程をｎ回（ｎ
は２以上の整数）繰り返すことを特徴とする。また、本
発明の酸化物セラミックス薄膜の製造方法は、前記基板
上への非晶質状の前駆体膜形成が、有機金属化合物を原
料とするゾルを基板上に塗布乾燥することで達成される
ことを特徴とする。また、本発明の酸化物セラミックス
薄膜の製造方法は、前記オゾン処理が、大気中もしくは
酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射することで達成され
ることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】上述のように、基板上に形成され
た非晶質前駆体膜にオゾン処理を施すと、膜内で酸素原
子が化学的に結合し、その後の焼成等による結晶化工程
でこれら酸素が離脱することがなく、従って最終的に、
理論上の化学両論比にほぼ一致した酸化物セラミックス
膜が得られるのである。また、ゾルゲル法のように原料
を含有する溶液を基板上に（複数回）塗布するような工
程を有する製法の場合、塗布前の表面の塗れ性が成膜状
態の良否ひいては結晶化後のセラミックス膜の特性の良
否を左右することになる。本発明のように塗布前の表面
をオゾン処理すると表面塗れ性が大幅に向上し、更に表
面を清浄にする作用も有するので、特に多層塗り（多層
膜）の場合、非常に均一でフラットな良好なセラミック
ス薄膜が得られる。従って特性も優れたものとなる。
た非晶質前駆体膜にオゾン処理を施すと、膜内で酸素原
子が化学的に結合し、その後の焼成等による結晶化工程
でこれら酸素が離脱することがなく、従って最終的に、
理論上の化学両論比にほぼ一致した酸化物セラミックス
膜が得られるのである。また、ゾルゲル法のように原料
を含有する溶液を基板上に（複数回）塗布するような工
程を有する製法の場合、塗布前の表面の塗れ性が成膜状
態の良否ひいては結晶化後のセラミックス膜の特性の良
否を左右することになる。本発明のように塗布前の表面
をオゾン処理すると表面塗れ性が大幅に向上し、更に表
面を清浄にする作用も有するので、特に多層塗り（多層
膜）の場合、非常に均一でフラットな良好なセラミック
ス薄膜が得られる。従って特性も優れたものとなる。
【０００６】以上作用について述べたが、以下実施例に
基づき、本発明を更に詳細に説明する。
基づき、本発明を更に詳細に説明する。
【０００７】（実施例１）シリコンウエハー（直径４イ
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．２ミクロン形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．２ミクロン形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
【０００８】次に、酢酸鉛及びチタニウムテトライソプ
ロポキシドを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約０．２μｍの非
晶質膜が前記基板上に得られた。これを1立方メートル
（一辺が１ｍの立方体）のアクリル容器内に設置した
後、大気をコロナ放電させることによって発生したオゾ
ンをシリコンチューブで該アクリル容器内に導入し、１
分間オゾン処理を行った。基板を容器から取り出し、こ
れを急速昇温ランプアニール装置（ＲＴＡ）により酸素
雰囲気中８００℃で１分間焼成し、結晶化を行った。以
上により得られた結晶化膜をＸ線回折により分析を行っ
たところペロブスカイト型チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）
（以下ＰＴと表記）であることがわかった（試料１）。
ロポキシドを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約０．２μｍの非
晶質膜が前記基板上に得られた。これを1立方メートル
（一辺が１ｍの立方体）のアクリル容器内に設置した
後、大気をコロナ放電させることによって発生したオゾ
ンをシリコンチューブで該アクリル容器内に導入し、１
分間オゾン処理を行った。基板を容器から取り出し、こ
れを急速昇温ランプアニール装置（ＲＴＡ）により酸素
雰囲気中８００℃で１分間焼成し、結晶化を行った。以
上により得られた結晶化膜をＸ線回折により分析を行っ
たところペロブスカイト型チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）
（以下ＰＴと表記）であることがわかった（試料１）。
【０００９】一方、オゾン処理を行わず、他の工程は全
て上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミック
ス薄膜を作った（３枚、比較例１〜３）。３枚いずれも
Ｘ線回折分析の結果ペロブスカイト型チタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ３）（以下ＰＴと表記）であった。更に、比較例
２と比較例３については結晶化後の後処理を行った。比
較例２は後処理として大気圧下でのプラズマ処理を、比
較例３は後処理として０．０１Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下で
の酸素プラズマ処理を各々１０分間行った。
て上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミック
ス薄膜を作った（３枚、比較例１〜３）。３枚いずれも
Ｘ線回折分析の結果ペロブスカイト型チタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ３）（以下ＰＴと表記）であった。更に、比較例
２と比較例３については結晶化後の後処理を行った。比
較例２は後処理として大気圧下でのプラズマ処理を、比
較例３は後処理として０．０１Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下で
の酸素プラズマ処理を各々１０分間行った。
【００１０】以上のようにして得られた試料１及び比較
例１〜３の化学組成比をＥＤＸにより分析した。標準試
料として用意したバルクのＰＴの化学組成比を理論値と
仮定し、この値から見積もった各試料の分析結果を表１
に示す。
例１〜３の化学組成比をＥＤＸにより分析した。標準試
料として用意したバルクのＰＴの化学組成比を理論値と
仮定し、この値から見積もった各試料の分析結果を表１
に示す。
【００１１】チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）は、いわゆる
ＡＢＯ３型酸化物であり、その化学式から明らかなよう
に、Ｐｂ：Ｔｉ：Ｏ＝１：１：３の組成比（モル比）が
理論値である。表１より、本発明による試料１の各構成
元素の組成比は理論値にほぼ等しい。しかしながら従来
法の比較例１〜３は酸素が著しく不足していることがわ
かる。以上より、非晶質膜へのオゾン処理が結晶化後の
化学両論比の維持に非常に有効であることが判明した。
ＡＢＯ３型酸化物であり、その化学式から明らかなよう
に、Ｐｂ：Ｔｉ：Ｏ＝１：１：３の組成比（モル比）が
理論値である。表１より、本発明による試料１の各構成
元素の組成比は理論値にほぼ等しい。しかしながら従来
法の比較例１〜３は酸素が著しく不足していることがわ
かる。以上より、非晶質膜へのオゾン処理が結晶化後の
化学両論比の維持に非常に有効であることが判明した。
【００１２】本実施例では一例としてＰＴ膜を対象とし
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
【００１３】
【表１】
【００１４】（実施例２）シリコンウエハー（直径４イ
ンチ、厚み２５０ミクロン）上にスパッタによりＰｔを
厚み０．２μｍ形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
ンチ、厚み２５０ミクロン）上にスパッタによりＰｔを
厚み０．２μｍ形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
【００１５】この基板をＲＦスパッタ装置内にセット
し、Ａｒ／Ｏ2混合ガス雰囲気下でＰｂＴｉＯ3酸化物タ
ーゲットにて基板表面にスパッタ膜を厚み０．２μｍ形
成した。得られた膜をＸ線回折で調べたところ結晶性ピ
ークは認められず非晶質膜であることがわかった。以上
により得られた基板をを1立方メートル（一辺が１ｍの
立方体）のアクリル容器内に設置した後、大気をコロナ
放電させることによって発生したオゾンをシリコンチュ
ーブで該アクリル容器内に導入し、１分間オゾン処理を
行った。基板を容器から取り出し、これを急速昇温ラン
プアニール装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃
で１分間焼成し、結晶化を行った。以上により得られた
結晶化膜を再度Ｘ線回折により分析を行ったところペロ
ブスカイト型チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）（以下ＰＴと
表記）であることがわかった（試料１）。
し、Ａｒ／Ｏ2混合ガス雰囲気下でＰｂＴｉＯ3酸化物タ
ーゲットにて基板表面にスパッタ膜を厚み０．２μｍ形
成した。得られた膜をＸ線回折で調べたところ結晶性ピ
ークは認められず非晶質膜であることがわかった。以上
により得られた基板をを1立方メートル（一辺が１ｍの
立方体）のアクリル容器内に設置した後、大気をコロナ
放電させることによって発生したオゾンをシリコンチュ
ーブで該アクリル容器内に導入し、１分間オゾン処理を
行った。基板を容器から取り出し、これを急速昇温ラン
プアニール装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃
で１分間焼成し、結晶化を行った。以上により得られた
結晶化膜を再度Ｘ線回折により分析を行ったところペロ
ブスカイト型チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）（以下ＰＴと
表記）であることがわかった（試料１）。
【００１６】一方、オゾン処理を行わず、他の工程は全
て上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミック
ス薄膜を作った（３枚、比較例１〜３）。３枚いずれも
Ｘ線回折分析の結果ペロブスカイト型チタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ３）（以下ＰＴと表記）であった。更に、比較例
２と比較例３については結晶化後の後処理を行った。比
較例２は後処理として大気圧下でのプラズマ処理を、比
較例３は後処理として０．０１Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下で
の酸素プラズマ処理を各々１０分間行った。
て上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミック
ス薄膜を作った（３枚、比較例１〜３）。３枚いずれも
Ｘ線回折分析の結果ペロブスカイト型チタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ３）（以下ＰＴと表記）であった。更に、比較例
２と比較例３については結晶化後の後処理を行った。比
較例２は後処理として大気圧下でのプラズマ処理を、比
較例３は後処理として０．０１Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下で
の酸素プラズマ処理を各々１０分間行った。
【００１７】以上のようにして得られた試料１及び比較
例１〜３の化学組成比をＥＤＸにより分析した。標準試
料として用意したバルクのＰＴの化学組成比を理論値と
仮定し、この値から見積もった各試料の分析結果を表１
に示す。
例１〜３の化学組成比をＥＤＸにより分析した。標準試
料として用意したバルクのＰＴの化学組成比を理論値と
仮定し、この値から見積もった各試料の分析結果を表１
に示す。
【００１８】チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）は、いわゆる
ＡＢＯ３型酸化物であり、その化学式から明らかなよう
に、Ｐｂ：Ｔｉ：Ｏ＝１：１：３の組成比（モル比）が
理論値である。表１より、本発明による試料１の各構成
元素の組成比は理論値にほぼ等しい。しかしながら従来
法の比較例１〜３は酸素が著しく不足していることがわ
かる。以上より、スパッタにより製膜された非晶質膜へ
のオゾン処理が、結晶化後の化学両論比の維持に非常に
有効であることが判明した。
ＡＢＯ３型酸化物であり、その化学式から明らかなよう
に、Ｐｂ：Ｔｉ：Ｏ＝１：１：３の組成比（モル比）が
理論値である。表１より、本発明による試料１の各構成
元素の組成比は理論値にほぼ等しい。しかしながら従来
法の比較例１〜３は酸素が著しく不足していることがわ
かる。以上より、スパッタにより製膜された非晶質膜へ
のオゾン処理が、結晶化後の化学両論比の維持に非常に
有効であることが判明した。
【００１９】本実施例では一例としてＰＴ膜を対象とし
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
【００２０】
【表２】
【００２１】（実施例３）シリコンウエハー（直径４イ
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．２ミクロン形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．２ミクロン形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
【００２２】次に、酢酸鉛及びジルコニウムアセチルア
セトナートを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約０．２μｍの非
晶質膜が前記基板上に得られた。これを1立方メートル
（一辺が１ｍの立方体）のアクリル容器内に設置した
後、大気をコロナ放電させることによって発生したオゾ
ンをシリコンチューブで該アクリル容器内に導入し、１
分間オゾン処理を行った。以上の、スピンコートからオ
ゾン処理までの工程を更に４回繰り返すことで最終的に
は厚さ約１μｍの非晶質膜が前記基板上に得られた。基
板を容器から取り出し、これを急速昇温ランプアニール
装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃で１分間焼
成し、結晶化を行った。以上により得られた結晶化膜を
Ｘ線回折により分析を行ったところペロブスカイト型ジ
ルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）（以下ＰＺと表記）である
ことがわかった（試料１）。
セトナートを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約０．２μｍの非
晶質膜が前記基板上に得られた。これを1立方メートル
（一辺が１ｍの立方体）のアクリル容器内に設置した
後、大気をコロナ放電させることによって発生したオゾ
ンをシリコンチューブで該アクリル容器内に導入し、１
分間オゾン処理を行った。以上の、スピンコートからオ
ゾン処理までの工程を更に４回繰り返すことで最終的に
は厚さ約１μｍの非晶質膜が前記基板上に得られた。基
板を容器から取り出し、これを急速昇温ランプアニール
装置（ＲＴＡ）により酸素雰囲気中８００℃で１分間焼
成し、結晶化を行った。以上により得られた結晶化膜を
Ｘ線回折により分析を行ったところペロブスカイト型ジ
ルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）（以下ＰＺと表記）である
ことがわかった（試料１）。
【００２３】一方、オゾン処理を行わず、他の工程は全
て上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミック
ス薄膜を作った（３枚、比較例１〜３）。３枚いずれも
Ｘ線回折分析の結果ペロブスカイト型ジルコン酸鉛（Ｐ
ｂＺｒＯ３）（以下ＰＺと表記）であった。更に、比較
例２と比較例３については結晶化後の後処理を行った。
比較例２は後処理として大気圧下でのプラズマ処理を、
比較例３は後処理として０．０１Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下
での酸素プラズマ処理を各々１０分間行った。
て上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミック
ス薄膜を作った（３枚、比較例１〜３）。３枚いずれも
Ｘ線回折分析の結果ペロブスカイト型ジルコン酸鉛（Ｐ
ｂＺｒＯ３）（以下ＰＺと表記）であった。更に、比較
例２と比較例３については結晶化後の後処理を行った。
比較例２は後処理として大気圧下でのプラズマ処理を、
比較例３は後処理として０．０１Ｔｏｒｒ酸素雰囲気下
での酸素プラズマ処理を各々１０分間行った。
【００２４】以上のようにして得られた試料１及び比較
例１〜３の化学組成比をＥＤＸにより分析した。標準試
料として用意したバルクのＰＴの化学組成比を理論値と
仮定し、この値から見積もった各試料の分析結果を表１
に示す。
例１〜３の化学組成比をＥＤＸにより分析した。標準試
料として用意したバルクのＰＴの化学組成比を理論値と
仮定し、この値から見積もった各試料の分析結果を表１
に示す。
【００２５】ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）は、いわゆ
るＡＢＯ３型酸化物であり、その化学式から明らかなよ
うに、Ｐｂ：Ｚｒ：Ｏ＝１：１：３の組成比（モル比）
が理論値である。表１より、本発明による試料１の各構
成元素の組成比は理論値にほぼ等しい。しかしながら従
来法の比較例１〜３は酸素が著しく不足していることが
わかる。以上より、非晶質膜へのオゾン処理が結晶化後
の化学両論比の維持に非常に有効であることが判明し
た。
るＡＢＯ３型酸化物であり、その化学式から明らかなよ
うに、Ｐｂ：Ｚｒ：Ｏ＝１：１：３の組成比（モル比）
が理論値である。表１より、本発明による試料１の各構
成元素の組成比は理論値にほぼ等しい。しかしながら従
来法の比較例１〜３は酸素が著しく不足していることが
わかる。以上より、非晶質膜へのオゾン処理が結晶化後
の化学両論比の維持に非常に有効であることが判明し
た。
【００２６】本実施例では一例としてＰＺ膜を対象とし
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
【００２７】
【表３】
【００２８】（実施例４）シリコンウエハー（直径４イ
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．２ミクロン形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
ンチ、厚み２５０μｍ）上にスパッタによりＰｔを厚み
０．２ミクロン形成させたものを用意し、これを後に使
用する基板とした。
【００２９】次に、酢酸鉛及びジルコニウムアセチルア
セトナートを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約０．２μｍの非
晶質膜が前記基板上に得られた。これを大気雰囲気中に
てＸｅ紫外線ランプで３０秒間処理を行った。この時、
基板上の非晶質膜に対して、紫外線処理とオソン処理を
同時に行ったことになる。以上の、スピンコートからＸ
ｅ紫外線ランプ処理（同時にオゾン処理）までの工程を
更に４回繰り返すことで最終的には厚さ約１μｍの非晶
質膜が前記基板上に得られた。基板を容器から取り出
し、これを急速昇温ランプアニール装置（ＲＴＡ）によ
り酸素雰囲気中７００℃で１分間焼成し、結晶化を行っ
た。以上により得られた結晶化膜をＸ線回折により分析
を行ったところペロブスカイト型ジルコン酸鉛（ＰｂＺ
ｒＯ３）（以下ＰＺと表記）であることがわかった（試
料１）。
セトナートを所定濃度含有するゾル溶液１を調整した。
ゾル溶液１を先に用意した基板上にスピンコートし、１
８０℃オーブンで１０分間乾燥後、４００℃オーブンで
３０分間脱脂を行うことにより、厚さ約０．２μｍの非
晶質膜が前記基板上に得られた。これを大気雰囲気中に
てＸｅ紫外線ランプで３０秒間処理を行った。この時、
基板上の非晶質膜に対して、紫外線処理とオソン処理を
同時に行ったことになる。以上の、スピンコートからＸ
ｅ紫外線ランプ処理（同時にオゾン処理）までの工程を
更に４回繰り返すことで最終的には厚さ約１μｍの非晶
質膜が前記基板上に得られた。基板を容器から取り出
し、これを急速昇温ランプアニール装置（ＲＴＡ）によ
り酸素雰囲気中７００℃で１分間焼成し、結晶化を行っ
た。以上により得られた結晶化膜をＸ線回折により分析
を行ったところペロブスカイト型ジルコン酸鉛（ＰｂＺ
ｒＯ３）（以下ＰＺと表記）であることがわかった（試
料１）。
【００３０】一方、Ｘｅ紫外線ランプではなく、先の実
施例１〜３で用いたオゾン処理を行い、他の工程は全て
上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミックス
薄膜を作った（比較例１）。得られた膜はＸ線回折分析
の結果ペロブスカイト型ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）
（以下ＰＺと表記）が得られていることがわかった。し
かしながら、比較例１については回折ピークの半値幅が
広く試料１に比べ結晶性が幾分劣る（表４）。これは、
結晶化前の紫外線処理が、その後の結晶化温度の低温下
に有効であることを示している。このことは、化学量論
比にも反映されている。表４より、Ｐｂ量に着目する
と、比較例１は試料１に比べＰｂ量が若干不足してい
る。これはＰｂが結晶化過程で十分結晶格子に組み込ま
れる以前に蒸発してしまったためと考えられる。よっ
て、紫外線処理を兼ねたオゾン処理が最終的に得られる
酸化物セラミックス薄膜の化学量論比を維持するのに非
常に有効であることが判明した。
施例１〜３で用いたオゾン処理を行い、他の工程は全て
上述の試料１作成と同様の方法で基板上にセラミックス
薄膜を作った（比較例１）。得られた膜はＸ線回折分析
の結果ペロブスカイト型ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）
（以下ＰＺと表記）が得られていることがわかった。し
かしながら、比較例１については回折ピークの半値幅が
広く試料１に比べ結晶性が幾分劣る（表４）。これは、
結晶化前の紫外線処理が、その後の結晶化温度の低温下
に有効であることを示している。このことは、化学量論
比にも反映されている。表４より、Ｐｂ量に着目する
と、比較例１は試料１に比べＰｂ量が若干不足してい
る。これはＰｂが結晶化過程で十分結晶格子に組み込ま
れる以前に蒸発してしまったためと考えられる。よっ
て、紫外線処理を兼ねたオゾン処理が最終的に得られる
酸化物セラミックス薄膜の化学量論比を維持するのに非
常に有効であることが判明した。
【００３１】本実施例では一例としてＰＺ膜を対象とし
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
た比較実験結果を紹介したが、他の酸化物セラミックス
膜についても同様な結果が得られた。
【００３２】
【表４】
【００３３】
【発明の効果】 以上のように、酸化物セラミックス膜
を作成するとき、非晶質膜を結晶化させる前にオゾン処
理を行うことで、最終的に得られるセラミックス膜の化
学量論比が理論値に近いものとなる。オゾンと同時に紫
外線処理を併用すれば、更に効果が大きい場合もある。
とりわけ酸素については従来の方法であると大量の欠損
は避けられなかったが、本発明でこの課題は解決するこ
とができた。
を作成するとき、非晶質膜を結晶化させる前にオゾン処
理を行うことで、最終的に得られるセラミックス膜の化
学量論比が理論値に近いものとなる。オゾンと同時に紫
外線処理を併用すれば、更に効果が大きい場合もある。
とりわけ酸素については従来の方法であると大量の欠損
は避けられなかったが、本発明でこの課題は解決するこ
とができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 41/187 Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１Ｃ 41/24 １０１Ｂ 41/22 Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 （１）基板上に非晶質状の前駆体膜を形
成する工程と、（２）該前駆体膜をオゾン雰囲気中に曝
す工程と、（３）これを結晶化させる工程とからなるこ
とを特徴とする酸化物セラミックス薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 （１）基板上に非晶質状の前駆体膜を形
成する工程と、（２）該前駆体膜をオゾン雰囲気中に曝
す工程（オゾン処理工程）と、（３）これを結晶化させ
る工程とからなる酸化物セラミックス薄膜の製造方法に
おいて、前記（１）〜（３）工程をｎ回（ｎは２以上の
整数）繰り返すことを特徴とする酸化物セラミックス薄
膜の製造方法。 - 【請求項３】 基板上への非晶質状の前駆体膜形成が、
有機金属化合物を原料とするゾルを基板上に塗布乾燥す
ることで達成されることを特徴とする請求項１もしくは
請求項２記載の酸化物セラミックス薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 大気中もしくは酸素を含む雰囲気中で紫
外線を照射することで基板上の非晶質状前駆体膜をオゾ
ン処理することを特徴とする請求項１から３いずれか記
載の酸化物セラミックス薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776097A JPH10291885A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 酸化物セラミックス薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776097A JPH10291885A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 酸化物セラミックス薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10291885A true JPH10291885A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14200841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9776097A Withdrawn JPH10291885A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 酸化物セラミックス薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10291885A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001316817A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-16 | Korea Advanced Inst Of Science & Technol | プラズマ処理によるリチウム遷移金属酸化物薄膜の結晶化方法 |
| JP2002075989A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-03-15 | Hynix Semiconductor Inc | ジルコニウム酸化膜の製造方法 |
| JP2004356558A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Toshio Goto | コーティング装置およびコーティング方法 |
| JP2009074178A (ja) * | 2001-10-02 | 2009-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属酸化物薄膜の製造方法 |
| JP2015146319A (ja) * | 2010-04-16 | 2015-08-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9776097A patent/JPH10291885A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001316817A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-16 | Korea Advanced Inst Of Science & Technol | プラズマ処理によるリチウム遷移金属酸化物薄膜の結晶化方法 |
| JP2002075989A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-03-15 | Hynix Semiconductor Inc | ジルコニウム酸化膜の製造方法 |
| JP4704618B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2011-06-15 | 株式会社ハイニックスセミコンダクター | ジルコニウム酸化膜の製造方法 |
| JP2009074178A (ja) * | 2001-10-02 | 2009-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 金属酸化物薄膜の製造方法 |
| JP2004356558A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Toshio Goto | コーティング装置およびコーティング方法 |
| JP2015146319A (ja) * | 2010-04-16 | 2015-08-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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