本发明专利技术提供一种膜中的各组成大致均匀，且压电特性及介电特性较高的PNbZT薄膜的制造方法。本发明专利技术的PNbZT薄膜的制造方法，其包含如下工序：准备满足组成式PbzNbxZryTi1-yO3且锆及钛的浓度比Zr/Ti不同的多种溶胶-凝胶液，其中，0＜x≤0.05、0.40≤y≤0.60及1.05≤z≤1.25；以浓度比Zr/Ti阶段性变小的方式从多种溶胶-凝胶液中选择规定的溶胶-凝胶液，在基板上将溶胶-凝胶液的涂布及临时烧结重复进行两次以上，由此在基板(12)上层叠浓度比Zr/Ti阶段性变小的两层以上的临时烧结膜(11a～11c)；及将多个临时烧结膜(11a～11c)一并烧成，由此得到单一的PNbZT薄膜(11)的工序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种用于薄膜电容器的薄膜压电装置等的。 本申请主张基于2013年8月27日于日本提出申请的专利申请第2013-175100号、 及2014年8月26日于日本提出申请的专利申请第2014-171180号的优先权，并将其内容 援用于此。
技术介绍
已知通过将Nb添加到利用溶胶-凝胶法形成的W组成式PKZrJii讯表示的PZT 薄膜来提高压电特性（例如：参考非专利文献1)。在该论文中，研究一种将Nb渗杂到成长 于利用化学溶液沉积（CSD:化emicalSolutionD巧osition)法制备的化Ti化的晶种层上 的（100)取向的PZT薄膜时具有的效果。具体而言，研究一种在（100)取向的厚度为Iym 的Pbl.lZr。.52Ti。.4s03薄膜中，将Nb在0~4原子％的范围内渗杂时的效果。由于厚度数皿 的薄的Pbi.eeTi〇3的晶种层的结合，可W在所有的膜中得到高至97%的（100)取向。并且， 作为整体，PZT薄膜的最大极化、剩余极化、垂直度、及饱和保持力与Nb的渗杂级（参杂程 度）一同减少。进而，渗杂3%Nb的PZT薄膜，与具有其他渗杂级的运些薄膜相比高5~ 15%，呈现12. 9C/cm2的最高的压电常数-e3i,f。非专利文献 1:JianZhongetal."Effectof师Dopingon Hi曲Iy{100}-TexturedPZTFilmsGrownonCSD-Pr邱ared饥Ti〇3SeedLayers", IntegratedFerroelectrics130(2011)1-11。 然而，在上述现有的非专利文献I所示的基于Nb添加的PZT薄膜的压电特性的提 高技术中，若将渗杂Nb的PZT薄膜（PNbZT薄膜）利用湿法即使用溶胶-凝胶液的化学溶液 沉积（CSD)法来形成，则每次烧成都产生对Zr及Ti的膜厚方向的浓度梯度，而具有PNbZT 薄膜的压电特性等下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种膜中的各组成大致均匀，可得到压电特性及介电特性 较高的PNbZT薄膜的。 本专利技术人得知如下事实并完成了本专利技术：使用满足组成式PMbxZrJiiy〇3的溶 胶-凝胶液而形成在基板上的涂膜进行临时烧结，并对该临时烧结膜进行烧成时，Zr元素 与Ti元素相比难W晶化，因此Zr元素及Ti元素偏析；关于Nb元素，偏析的原理不明，对压 电特性等的提高仍具有空间。 本专利技术的第一方式为一种，包含如下工序：准备满足组成 式PbzNbxZryTiiy〇3(0 <X《0. 05、0. 40《y《0. 60及1. 05《Z《1. 2W且错及铁的浓度 比Zr/Ti不同的多种溶胶-凝胶液；W浓度比Zr/Ti阶段性变小的方式从多种溶胶-凝胶 液中选择规定的溶胶-凝胶液，在基板上将溶胶-凝胶液的涂布及临时烧结重复两次W上， 由此在基板上层叠浓度比Zr/Ti阶段性变小的两层W上的临时烧结膜；及将多个临时烧结 膜一并烧成，由此得到由错铁酸铅妮酸系的复合巧铁矿构成的单一的PNbZT薄膜。 本专利技术的第二方式为基于第一方式的专利技术，其特征在于，进而，烧成后的单一的 PNbZT薄膜中的在膜厚方向上的错的组成不均匀度为5%W下。 本专利技术的第=方式为基于第一或第二方式的专利技术，其特征在于，进而，单一的 PNbZT薄膜的厚度为250皿W上400皿W下。 本专利技术的第四方式为一种电子零件的制造方法，所述电子零件为具有通过第一~ 第=方式的任一方式所记载的方法制造的PNbZT薄膜的薄膜电容器、薄膜电容器、IPD、 DRAM存储器用电容器、层叠电容器、晶体管的栅极绝缘体、非挥发性存储器、热释电型红外 线检测元件、压电元件、电光元件、薄膜致动器、谐振器、超声波马达或LC噪声滤波器元件。 在本专利技术的第一方式的中，W浓度比Zr/Ti阶段性变小的 方式，从多种溶胶-凝胶液中选择规定的溶胶-凝胶液，在基板上将溶胶-凝胶液的涂布及 临时烧结重复两次W上，由此在基板上层叠浓度比Zr/Ti阶段性变小的两层W上的临时烧 结膜，将运些临时烧结膜一并烧成，由此得到由错铁酸铅妮酸系的复合巧铁矿构成的单一 的PNbZT薄膜，因此在该PNbZT薄膜中的各元素在膜厚方向上的组成分布变得大致均匀，可 得到压电特性及介电特性较高高的PNbZT薄膜。换句话说，为了得到所希望的压电特性及 介电特性，可使用更薄膜厚的PNbZT薄膜，而能够实现使用该PNbZT薄膜的电子零件的低成 本化。并且，可使用薄的膜厚的PNbZT薄膜，由此加大膜的位移，因此可使用该PNbZT薄膜， 制作更高特性的致动器。 在本专利技术的第二方式的中，烧成后的单一的PNbZT薄膜中 的在膜厚方向上的错的组成不均匀度变小为5%W下，因此该PNbZT薄膜中的各组成变得 大致均匀，可得到与上述相同的效果。【附图说明】 图1表示用来制造本专利技术实施方式的PNbZT薄膜的工序的剖面示意图。图中的上 部记为图1的上部（a)，中部记为图1的中部化），下部记为图1的下部（C)。【具体实施方式】 接着，基于【附图说明】用来实施本专利技术的方式。包含：准备 错及铁的浓度比Zr/Ti不同的多种溶胶-凝胶液的工序；在基板上层叠浓度比Zr/Ti阶 段性变小的两层W上的临时烧结膜的工序；及将多个临时烧结膜一并烧成，由此得到单一 的PNbZT薄膜的工序。具体而言，首先准备满足组成式化,NbxZrJiiy〇3(0 <X《0. 05、 0. 40《y《0. 60及1. 05《Z《1. 25)，且错及铁的浓度比Zr/Ti不同的多种溶胶-凝胶 液。该溶胶-凝胶液中，作为构成在形成后的薄膜中具有巧铁矿型结构的复合金属氧化 物的原料，PNbZT前驱体W满足所希望的金属原子比，即W上述组成式所表示时的X为0 <X《0. 05、y为0. 40《y《0. 60、及Z为1. 05《Z《1. 25的金属原子比的方式的比例 而含有。在此，将X限定在0 <X《0. 05的范围内，是因为如果是0则无法加大使用PNbZT 薄膜的薄膜电容器的介电常数，并且无法降低泄露电流，若超过0. 05,则在PNbZT薄膜中容 易产生裂缝。并且，将y限定在0. 40《y《0. 60的范围内，是因为小于0. 40,则无法得到 充分的介电常数和压电常数，若超过0.60,则晶化溫度上升且烧成变得较困难。进而，将Z 限定在I. 05《Z《I. 25的范围内，是因为小于I. 05,生成烧绿石相，压电特性明显劣化，若 超过1.25,则化作为氧化铅残留在PNbZT薄膜中，引起泄露电流增大，由此元件的可靠性劣 化。 作为浓度比Zr/Ti不同的溶胶-凝胶液，例如可W准备浓度比Zr/Ti为60/40、 54/46、52/48、50/50、及44/56的5种溶胶-凝胶液，或可W准备浓度比Zr/Ti为60/40、 52/48、及44/56的=种溶胶-凝胶液，或可W准备浓度比Zr/Ti为60/40、及44/56的两种 溶胶-凝胶液。 接着，W浓度比Zr/Ti阶段性变小的方式，从多种溶胶-凝胶液中选择规定的溶 胶-凝胶液，在基板上将溶胶-凝胶液的涂布及临时烧结重复进行两次W上，由此在基板上 层叠浓度比Zr/Ti阶段性变小的两层W上的临时烧结膜。在此，如图1的下部（本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种PNbZT薄膜的制造方法，其包含如下工序：准备满足组成式PbzNbxZryTi1‑yO3且锆及钛的浓度比Zr/Ti不同的多种溶胶‑凝胶液，其中，0＜x≤0.05、0.40≤y≤0.60及1.05≤z≤1.25；以所述浓度比Zr/Ti阶段性变小的方式从所述多种溶胶‑凝胶液中选择规定的溶胶‑凝胶液，在所述基板上将所述溶胶‑凝胶液的涂布及临时烧结重复进行两次以上，由此在所述基板上层叠所述浓度比Zr/Ti阶段性变小的两层以上的临时烧结膜；及将所述多个临时烧结膜一并烧成，由此得到由锆钛酸铅铌酸系的复合钙钛矿构成的单一的PNbZT薄膜的工序。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：土井利浩，樱井英章，曽山信幸，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。