固体电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个固体电子装置具备包含铋(Bi)和铌(Nb)的氧化物层(可以包含不可避免的杂质)，其中，所述氧化物层通过将前躯体层在含氧气氛中加热而形成，所述前躯体层将前躯体溶液作为原料，所述前躯体溶液将包含所述铋(Bi)的前躯体及包含所述铌(Nb)的前躯体作为溶质，并且用于形成所述氧化物层的加热温度为520℃以上且650℃以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电子装置
[0001 ] 本专利技术涉及一种固体电子装置。
技术介绍
现有技术中，作为固体电子装置的一例的薄膜电容器中，开发了一种具备能够实现高速工作的铁电体薄膜的薄膜电容器。作为用于电容器的电介质材料，现在积极地研究金属氧化物，作为上述铁电体薄膜的形成方法，正在广泛地使用溅射法(专利文献1)。现有技术文献:专利文献专利文献1:日本国特开平10-173140号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，为了在溅射法中得到良好的膜质量，一般需要使制膜室内处于高真空状态。另外，其他真空工艺或光刻法一般也是需要比较长的时间、及/或需要昂贵设备的工艺，因此，原料或制造能源的使用效率非常恶劣。采用如上所述的制造方法的情况下，为制造固体电子装置而需要多种处理和长时间，因此，从工业性及量产性的观点来看并不是优选的。另夕卜，在现有技术中，还存在比较难以实现大面积化相当困难这一问题。从而，选定通过工业性及量产性优异的制造方法得到的、具有作为固体电子装置的绝缘层的、高特性的材料，也是为了实现固体电子装置的高性能化而应当解决的技术课题之一。本专利技术通过解决上述问题，实现固体电子装置的制造工艺的简单化和节能化。其结果，本专利技术有助于提供一种工业性及量产性优异的固体电子装置。解决课题的方法本专利技术的【专利技术者】研究旨在，能够适用于电容器或薄膜电容器等固体电子装置，并且使用低价且简便的方法也能够形成的氧化物。在重复多次的试验错误之后，【专利技术者】得知，代替目前为止被广泛采用的氧化物的一种特定的氧化物材料比较廉价且制造工艺更加简易、具备比较高的绝缘性和相对介电常数，并且、及该氧化物还可适用于固体电子装置。另夕卜，【专利技术者】还发现，该氧化物通过使用还被称为“纳米压印”的“模压”加工法的低价且简便的方法来可以形成图案化。其结果，【专利技术者】认为得知，通过与现有技术相比可以大幅度地简单化以及节能化，并且也容易实现大面积化的工艺，由此可以形成该氧化物层，进而可以制造具备这些氧化物层的固体电子装置。本专利技术是根据上述观点提出的。第一方案的固体电子装置具备包含铋(Bi)和铌(Nb)的氧化物层(可以包含不可避免的杂质)，其中，所述氧化物层通过将前躯体层在含氧气氛中加热而形成，所述前驱体层将前躯体溶液作为原料，所述前躯体溶液将包含所述铋(Bi)的前躯体及包含所述铌(Nb)的前躯体作为溶质，并且用于形成所述氧化物层的加热温度为520°C以上且650°C以下。对第二方案的固体电子装置而言，所述氧化物层的碳含量为1.5atm%以下。对第三方案的固体电子装置而言，在形成氧化物层之前，在含氧气氛中以80°C以上且300°C以下的温度加热前驱体层的状态下实施模压加工，由此形成前躯体层的模压结构。对第四方案的固体电子装置而言，用IMPa以上且20MPa以下范围内的压力实施模压加工。对第五方案的固体电子装置而言，使用预先加热到80°C以上且300°C以下范围内的温度的模具来实施模压加工。第六方案的固体电子装置是电容器。第七方案的固体电子装置是半导体装置。第八方案的固体电子装置是MEMS元件。专利技术的效果根据第一方案的固体电子装置，通过没有使用光刻法的比较简单的处理(例如，喷墨法、网板印刷法、凹版/凸版印刷法、或纳米压印法)可以形成氧化物层。由此，不需要如下的工艺:使用真空工艺或光刻法的工艺、或者紫外线的照射工艺等的需要比较长的时间、及/或需要昂贵设备的工艺。另外，由于不需要上述各工艺，而通过较低温度的加热处理来形成氧化物层，因此，工业性及量产性优异。根据第二方案的固体电子装置，能够实现漏电流的降低。根据第三方案的固体电子装置，在实施模压加工期间，能够以高准确度防止各前驱体层的塑性变形能力的下降，因此，可以以更高的精度形成所期望的模压结构。根据第四方案的固体电子装置，可以以高精度形成所期望的模压结构。另外，实施模压加工时所施加的压力是IMPa以上且20MPa以下的低压力范围的压力，因此，在实施模压加工时不易损坏模具，并且有利于实现大面积化。根据第六方案的固体电子装置，可以提供工业性及量产性优异的电容器。根据第七方案的固体电子装置，可以提供工业性及量产性优异的半导体装置。根据第八方案的固体电子装置，可以提供工业性及量产性优异的MEMS元件。【附图说明】图1是示出本专利技术第一实施方案的作为固体电子装置的一例的、薄膜电容器的整体结构的图。图2是示出本专利技术第一实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图3是示出本专利技术第一实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图4是示出本专利技术第一实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图5是示出本专利技术第一实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图6是示出本专利技术第二实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图7是示出本专利技术第二实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图8是示出本专利技术第二实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图9是示出本专利技术第二实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图10是示出本专利技术第二实施方案的作为固体电子装置的一例的薄膜电容器的整体结构的图。图11是示出本专利技术第三实施方案的作为固体电子装置的一例的薄膜电容器的整体结构的图。图12是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图13是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图14是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图15是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图16是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图17是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图18是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图19是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图20是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图21是示出本专利技术第三实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图22是示出本专利技术第四实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图23是示出本专利技术第四实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图24是示出本专利技术第四实施方案的薄膜电容器的制造方法的一个过程的剖面示意图。图25是示出本专利技术第四实施方案的作为固体电子装置的一例的薄膜电容器的整体结构的图。图26是示出本专利技术第一实施方案的成为绝缘层的氧化物层的结晶结构的剖面TEM照片及电子束衍射图。图27是示出比较例的成为绝缘层的氧化物层的结晶结构的剖面TEM照片及电子束衍射图。【附图标记】10 基板20、220、320、420 下部电极层220a、320a、420a下部电极层用如驱体层30、230、330、4:30 氧化物层30a、230a、330a、430a氧化物层用前驱体层40、240、340、440 上部电极层240a、340a、440a上部电极层用前驱体层100、200、300、 400作为固体电子装置的一例的薄层电容器Ml下部电极层用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体电子装置，其中，所述固体电子装置具备包含铋(Bi)和铌(Nb)的氧化物层，其中，所述氧化物层通过将前躯体层在含氧气氛中加热而形成，所述前躯体层将前躯体溶液作为原料，所述前躯体溶液将包含所述铋(Bi)的前躯体及包含所述铌(Nb)的前躯体作为溶质，且所述氧化物层可以包含不可避免的杂质，并且用于形成所述氧化物层的加热温度为520℃以上且650℃以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.09 JP 2011-2459151.一种固体电子装置，其中， 所述固体电子装置具备包含铋(Bi)和铌(Nb)的氧化物层，其中，所述氧化物层通过将前躯体层在含氧气氛中加热而形成，所述前躯体层将前躯体溶液作为原料，所述前躯体溶液将包含所述铋(Bi)的前躯体及包含所述铌(Nb)的前躯体作为溶质，且所述氧化物层可以包含不可避免的杂质， 并且用于形成所述氧化物层的加热温度为520°C以上且650°C以下。2.根据权利要求1所述的固体电子装置，其中， 所述氧化物层的碳含量在1.5atm%以下。3.根据权利要求1或2所述的固体电子装置，其中， 在形成所述氧化物层之...

【专利技术属性】
技术研发人员：下田达也，德光永辅，尾上允敏，宫迫毅明，
申请(专利权)人：独立行政法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：日本;JP