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導電性膜形成用組成物および導電性膜の形成方法

国内特許コード P110005939
整理番号 E086P19
掲載日 2011年11月15日
出願番号 特願2010-098200
公開番号 特開2011-228178
登録番号 特許第5327977号
出願日 平成22年4月21日(2010.4.21)
公開日 平成23年11月10日(2011.11.10)
登録日 平成25年8月2日(2013.8.2)
発明者
  • 下田 達也
  • 李 金望
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 導電性膜形成用組成物および導電性膜の形成方法
発明の概要 【課題】ストロンチウム-ルテニウム酸化物系導電性膜を形成することができ、長期安定性およびプロセス性に優れる導電性膜形成用組成物を提供すること。
【解決手段】上記導電性膜形成用組成物は、ストロンチウムのカルボン酸塩とルテニウムのカルボン酸塩と溶媒とを含有する組成物であって、前記溶媒がケトンおよびカルボン酸よりなる群から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする。上記導電性膜形成用組成物は、前記溶媒がカルボン酸を含有するものであることが好ましい。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


ペロブスカイト型結晶構造を有するストロンチウム-ルテニウム酸化物系導電性膜(SRO膜)は、その優れた導電性から各種電極材料としての応用が期待されている。またこのSRO膜中に含まれるルテニウム原子の一部を他の金属原子、例えばチタンで置き換えた置換SRO膜は、該膜中のキャリア濃度が適当な値、例えば1×1016~1×1019個/cm程度であるならば、例えば強誘電体ゲートトランジスタのチャネルとして使用することができる。
このようなSRO膜ないし置換SRO膜(以下、これらをまとめて単に「SRO膜」という。)は、例えばスパッタリング法、レーザーアブレーション法、反応性蒸着法などの気相法によって形成することができる。しかし、気相法は重厚長大且つ高価な装置を必要とし、膜の生産性も低いため、実用的であるとはいい難い。
一方、気相法によらないSRO膜の形成方法として、ゾルゲル法が知られている。この技術は、金属酸化物の前駆体、例えば金属アルコキシドなどを含有する組成物溶液を基板上に塗布して塗膜を形成し、次いでこれを加熱して前駆体を加水分解および縮合して酸化物膜とした後、さらに高温で加熱することによって結晶化を行う技術である。この技術は、膜の組成制御が容易であり、膜厚の均一性が高いなどの長所を有する反面、組成物溶液の安定性が低く、溶液の長期保存ができないとの短所がある。



かかる問題を解決すべく特許文献1は、前駆体としてストロンチウムおよびルテニウムのカルボン酸塩を使用し、これらを水不混和性の溶媒に溶解してなるSRO膜形成用組成物を提案している。しかしながら特許文献1の技術は、組成物中のSr濃度およびRu濃度を低くするとともに水分量を厳密に制御する必要があり、製造プロセス上の扱い易さ(以下、「プロセス性」という。)に劣る。さらに、酸化物膜形成後の結晶化のために750℃程度の高温における加熱を要し、膜形成操作中のデバイスの劣化が懸念される。
以上のような事情のもと、長期安定性に優れるとともにプロセス性が高い導電性膜形成用組成物、および該組成物を用いて行う、簡易であるとともに高温加熱を要しない導電性膜の形成方法が熱望されている。

産業上の利用分野


本発明は、導電性膜形成用組成物および該組成物を用いて行う導電性膜の形成方法に関する。さらに詳しくは、導電性に優れるストロンチウム-ルテニウム酸化物系導電性膜を簡易な方法で形成するための組成物および方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ストロンチウムのカルボン酸塩と
ルテニウムのカルボン酸塩と
溶媒と
を含有する組成物であって、
前記溶媒がプロピオン酸を含有することを特徴とする、導電性膜形成用組成物。

【請求項2】
さらにチタンのカルボン酸塩を含有する、請求項1に記載の導電性膜形成用組成物。

【請求項3】
基板上に、請求項1または2に記載の導電性膜形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を酸化性雰囲気下において450℃未満の温度で加熱することを特徴とする、有機物を含有し、結晶性を有さない導電性膜の形成方法。

【請求項4】
基板上に、請求項1または2に記載の導電性膜形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を酸化性雰囲気下において450℃以上の温度で加熱することを特徴とする、ペロブスカイト結晶性を有する導電性膜の形成方法。

【請求項5】
基板上に、請求項2に記載の導電性膜形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を酸化性雰囲気下において加熱することを特徴とする、強誘電体ゲートトランジスタのチャネルとして使用される導電性膜の形成方法。

【請求項6】
請求項に記載の方法によって形成された、有機物を含有し、結晶性を有さない導電性膜。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 下田ナノ液体プロセス 領域
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