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DIELECTRIC LAYER AND MANUFACTURING METHOD OF DIELECTRIC LAYER, AND SOLID-STATE ELECTRONIC DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF SOLID-STATE ELECTRONIC DEVICE

Foreign code F150008165
File No. E086P56WO
Posted date Mar 18, 2015
Country WIPO
International application number 2014JP056507
International publication number WO 2014148336
Date of international filing Mar 12, 2014
Date of international publication Sep 25, 2014
Priority data
  • P2013-059219 (Mar 22, 2013) JP
Title DIELECTRIC LAYER AND MANUFACTURING METHOD OF DIELECTRIC LAYER, AND SOLID-STATE ELECTRONIC DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF SOLID-STATE ELECTRONIC DEVICE
Abstract [Problem] To provide a dielectric layer which keeps leak current low, has excellent flatness and has high relative permittivity. [Solution] This dielectric layer (30a) comprises a laminate oxide having: a first oxide layer (31) (which may contain unavoidable impurities) configured from an oxide comprising bismuth (Bi) and niobium (Nb) or an oxide comprising bismuth (Bi), zinc (Zn) and niobium (Nb); and a second oxide layer (32) configured from one oxide (which may contain unavoidable impurities) selected from the group consisting of an oxide comprising lanthanum (La) and tantalum (Ta), an oxide comprising lanthanum (La) and zirconium (Zr) and an oxide comprising strontium (Sr) and tantalum (Ta).
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
ビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物、又はビスマス(Bi)と亜鉛(Zn)とニオブ(Nb)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される第1酸化物層と、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる酸化物、ランタン(La)とジルコニウム(Zr)とからなる酸化物、及びストロンチウム(Sr)とタンタル(Ta)とからなる酸化物の群から選択される1種の酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される第2酸化物層との積層酸化物からなる、
誘電体層。
[請求項2]
前記第1酸化物が、ビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)であり、かつ前記ビスマス(Bi)が1としたときに前記ニオブ(Nb)の原子組成比が、0.33以上3以下であり、
前記第2酸化物層が、ランタン(La)とタンタル(Ta)とからなる酸化物(不可避不純物を含み得る)からなり、かつ前記ランタン(La)を1としたときの前記タンタル(Ta)の原子組成比が、0.11以上9以下である、
請求項1に記載の誘電体層。
[請求項3]
前記第1酸化物層のうち、ビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物が、パイロクロア型結晶構造の結晶相を有する、
請求項1又は請求項2に記載の誘電体層。
[請求項4]
前記第1酸化物層が、結晶相及びアモルファス相を含む、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の誘電体層。
[請求項5]
前記第2酸化物層が、実質的にアモルファス相である、
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の誘電体層。
[請求項6]
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の誘電体層を備える、
固体電子装置。
[請求項7]
電極層と前記誘電体層とが、それぞれ一層積み重ねられた構造を一部に備える、
請求項6に記載の固体電子装置。
[請求項8]
前記電極層が、ランタン(La)とニッケル(Ni)とからなる酸化物、アンチモン(Sb)と錫(Sn)とからなる酸化物、及びインジウム(In)と錫(Sn)とからなる酸化物の群から選択される1種の電極用酸化物(不可避不純物を含み得る)によって構成される、
請求項7に記載の固体電子装置。
[請求項9]
前記固体電子装置が、キャパシターである、
請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の固体電子装置。
[請求項10]
ビスマス(Bi)を含む前駆体及びニオブ(Nb)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、又はビスマス(Bi)を含む前駆体、亜鉛(Zn)を含む前駆体、及びニオブ(Nb)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液である第1前駆体溶液を出発材とする第1前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ビスマス(Bi)と前記ニオブ(Nb)、又は前記ビスマス(Bi)と前記亜鉛(Zn)と前記ニオブ(Nb)からなる第1酸化物層(不可避不純物を含み得る)を形成する第1酸化物層形成工程と、
ランタン(La)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、ランタン(La)を含む前駆体及びジルコニウム(Zr)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、及びストロンチウム(Sr)を含む前駆体及びタンタル(Ta)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液の群から選択される1種の第2前駆体溶液を出発材とする第2前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ランタン(La)と前記タンタル(Ta)、前記ランタン(La)と前記ジルコニウム(Zr)、又は前記ストロンチウム(Sr)と前記タンタル(Ta)とからなる第2酸化物層(不可避不純物を含み得る)を、前記第1酸化物層上又は下に形成する第2酸化物層形成工程とを含む、
誘電体層の製造方法。
[請求項11]
前記第1酸化物層を形成するための加熱温度が、450℃以上700℃以下であり、
前記第2酸化物層を形成するための加熱温度が、250℃以上700℃以下であり、
請求項10に記載の誘電体層の製造方法。
[請求項12]
前記第1酸化物層のうち、ビスマス(Bi)とニオブ(Nb)とからなる酸化物が、パイロクロア型結晶構造の結晶相を有する、
請求項10又は請求項11に記載の誘電体層の製造方法。
[請求項13]
前記第1酸化物層が、結晶相及びアモルファス相を含む、
請求項10乃至請求項12のいずれか1項に記載の誘電体層の製造方法。
[請求項14]
前記第2酸化物層が、実質的にアモルファス相である、
請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載の誘電体層。
[請求項15]
請求項10乃至請求項14のいずれか1項に記載の誘電体層の製造工程を含む、
固体電子装置の製造方法。
[請求項16]
前記第1酸化物層形成工程と前記第2酸化物層形成工程とを、
第1電極層を形成する第1電極層形成工程と、前記第1電極層との間に前記第1酸化物層と前記第2酸化物層とを挟むように形成される第2電極層を形成する第2電極層形成工程との間に行い、かつ
前記第1電極層形成工程、前記第1酸化物層形成工程、前記第2酸化物層形成工程、及び前記第2電極層形成工程が、それぞれ1回行われる、
請求項15に記載の固体電子装置の製造方法。
[請求項17]
前記第1電極層を形成する工程及び/又は前記第2電極層を形成する工程が、
ランタン(La)を含む前駆体及びニッケル(Ni)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、アンチモン(Sb)を含む前駆体及び錫(Sn)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液、又はインジウム(In)を含む前駆体と錫(Sn)を含む前駆体を溶質とする前駆体溶液である電極層用前駆体溶液を出発材とする電極層用前駆体層を、酸素含有雰囲気中において加熱することにより、前記ランタン(La)と前記ニッケル(Ni)とからなる酸化物、前記アンチモン(Sb)と前記錫(Sn)とからなる酸化物、又は前記インジウム(In)と前記錫(Sn)とからなる酸化物である電極層用酸化物(不可避不純物を含み得る)を形成する工程である、
請求項16に記載の固体電子装置の製造方法。
[請求項18]
前記電極層用酸化物を形成するための加熱温度が、500℃以上900℃以下である、
請求項16又は請求項17に記載の固体電子装置の製造方法。
[請求項19]
前記第1酸化物層形成工程及び/又は前記第2酸化物層形成工程において、
前記第1前駆体溶液を出発材とする第1前駆体層又は前記第2前駆体溶液を出発材とする第2前駆体層を、前記第1酸化物層又は前記第2酸化物層を形成する前に、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記第1前駆体層又は前記第2前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項15乃至請求項18のいずれか1項に記載の固体電子装置の製造方法。
[請求項20]
前記第1電極層及び/又は前記第2電極層の形成工程において、
前記電極層用前駆体溶液を出発材とする電極層用前駆体層を、前記電極層用酸化物を形成する前に、酸素含有雰囲気中において、80℃以上300℃以下で加熱した状態で型押し加工を施すことにより、前記電極層用前駆体層に対して型押し構造を形成する型押し工程をさらに含む、
請求項17に記載の固体電子装置の製造方法。
[請求項21]
前記型押し工程において、1MPa以上20MPa以下の範囲内の圧力で前記型押し加工を施す、
請求項19又は請求項20に記載の固体電子装置の製造方法。
[請求項22]
前記型押し工程において、予め、80℃以上300℃以下の範囲内の温度に加熱した型を用いて前記型押し加工を施す、
請求項19又は請求項20に記載の固体電子装置の製造方法。
[請求項23]
前記固体電子装置が、キャパシターである、
請求項15乃至請求項22のいずれか1項に記載の固体電子装置の製造方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • Inventor
  • SHIMODA TATSUYA
  • TOKUMITSU EISUKE
  • ONOUE MASATOSHI
  • MIYASAKO TAKAAKI
IPC(International Patent Classification)
Reference ( R and D project ) ERATO SHIMODA Nano-Liquid Process AREA
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