本发明专利技术的目的是提供一种氧化物介电层的形成方法，其采用溶胶－凝胶法形成介电层，该介电层具有难以受到蚀刻液的损伤并且高的电容量等的优良的介电特性。为了达到该目的，本发明专利技术的氧化物介电层的形成方法，采用溶胶－凝胶法形成氧化物介电层，其特征在于，具有以下（ａ）～（ｃ）工序：（ａ）溶液制备工序，用于制备用于制造规定的氧化物介电层的溶胶－凝胶溶液；（ｂ）涂敷工序，把在金属基材的表面上涂敷上述溶胶－凝胶溶液、在含氧的环境中干燥、在含氧的环境中热分解的一系列工序作为一个单位工序，重复多次该一个单位工序，在一个单位工序与一个单位工序之间，任意设置在５５０℃～１０００℃下的惰性气体置换环境等中进行的预焙烧处理，进行膜厚调整；（ｃ）焙烧工序，最后在５５０℃～１０００℃下的惰性气体置换环境等中进行焙烧处理，形成介电层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化物介电层的形成方法及具有采用该形成方法得到的氧化物介电层 的电容器层形成材料
本申请的专利技术涉及电容器层形成材料及该电容器层形成材料的制造方 法以及具有采用该电容器层形成材料得到的内置电容器层的印刷布线板。
技术介绍
本专利技术所述的电容器层形成材料，具有的结构是在用于形成上部电极 的第1导电层与用于形成下部电极的第2导电层之间具有介电层。所谓第1 导电层与第2导电层，通常采用蚀刻加工等加工形成电容器电路，作为如专 利文献1中公开的那样构成印刷布线板等电子材料的材料使用。上述介电层具有绝缘性，用于蓄积一定量电荷。该介电层的形成方法，可以采用各种方法， 一般采用化学气相反应法(CVD法)、溅射蒸镀法、溶 胶一凝胶法。例如，专利文献2中公开了一种制造方法，作为采用化学气相 反应法的形成方法，包括在基底上于比40(TC低的温度下堆积非晶质状 SrTi03类薄膜的工序；对该非晶质状SrTi03类薄膜进行激光退火或快速热退 火处理使其结晶，得到SrTi03类薄膜的工序。该方法可以得到具有高介电常 数的SrTi03类薄膜。其次，专利文献3中公开了一种薄膜电容器，其特征在于，作为采用溅 射蒸镀法的形成方法，在基板上的在任意层上层积下部电极、高介电常数的 介电体、上部电极的薄膜电容器中，该高介电常数的介电体是由晶粒与晶粒 界面构成的多晶，其作为杂质含有可具有多个化合价的金属离子，与该晶粒 内部相比，该晶粒界面附近含有高浓度的该杂质，其中，作为可具有多个化 合价的金属离子，优选为Mn离子。采用该法得到的薄膜电容器，长期可靠 性高，达到绝缘破坏的时间长。另外，专利文献4中公开了一种氧化物介电体薄膜的制造方法，作为采 用溶胶一凝胶法的制造方法，该法在基板表面上实施氢氧化物处理后，在该 基板上以金属垸氧基化合物作原料形成氧化物介电体薄膜。在这里，可以作为薄膜形成的氧化物介电体，是具有介电特性的金属氧化物，例如，可以采用LiNb03、 Li2B407、 PbZrTi03、 BaTi03、 SrTi03、 PbLaZrTi03、 LiTa03、 ZnO、 Ta20s等。采用该法得到的氧化物介电体薄膜，是取向性优良，结晶性 良好的氧化物介电体薄膜。采用溶胶一凝胶法形成介电层，与采用化学气相反应法(CVD法)或溅 射蒸镀法形成介电层相比，有即使不采用真空工艺，也容易在大面积基板上 形成介电层的优点。而且，由于介电层的构成成分可容易地达到理论的比例， 并且，能够得到极薄的介电层，可期望作为可形成大容量的电容器层的材料。另外，专利文献5中公开了一种PZT薄膜的制造方法，其特征在于，具 有下述工序在基板上形成以PbTi03 (PT)作为主成分的缓冲层后，在以上 述PbTi03作为主成分的缓冲层有机热分解前，涂布以PZT作为主成分的薄 膜材料，在两层一起被有机热分解后，于430 50(TC下进行结晶化热处理。 这里所说的缓冲层，是人们期待具有在低温进行结晶时可使PT及PZT的结 晶结构及晶格常数近似的特性，并具有降低PZT成膜时生成PZT结晶的能 量的效果。当然，采用溶胶一凝胶法制造介电层时，由于通常要求的采用高 温焙烧进行结晶时产生各种问题的可能性高，因此，作为低温焙烧法是有效 的。专利文献1:特表2002 — 539634号公报 专利文献2:特开平06 — 140385号公报 专利文献3:特开2001 — 358303号公报 专利文献4:特开平07 — 294862号公报 专利文献5:特许第3427795号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，采用溶胶一凝胶法的介电层，由于其厚度薄，膜厚不均匀以及氧 化物粒子的粒子间存在间隙，有时在形成电容器时的上部电极与下部电极间 引起短路，漏泄电流加大，有生产成品率低的问题。特别是为使作为电容器 的电容量达到高容量化，在电极面积加大时，发生短路引起不合格品的现象 显著。一般情况下，电容器电路，由于蓄积多余的电等能够使电子，电器节省 电等，所以，作为基本的品质寻求具有尽可能大的电容量。电容器的容量(C)，从下式计算Oe e。 (A/d)(式中eo为真空介电常数)。特别是，由于最近的电子、电器向轻、薄、短小化发展的趋势，对印刷布线板也有同样的要求，在一定的印刷布线板等的基板面积中，即使电容器电极的表面积(A) 宽大，也有必要使电容器电路高容量化。另外，在形成一般的电容器电路时，在用于形成下部电极的金属箔等基 板上采用溶胶—凝胶法形成介电层膜后，在该介电层上采用溅射法等形成构 成上部电极的铜层，采用湿蚀刻法构图，使形成规定的电容器电路。然而， 进行湿蚀刻时蚀刻液浸入介电层内部，达到作为基板的金属箔上。当发生该 现象时，引起基板的溶解析出，连介电层也被除去。当发生蚀刻液向该介电 层的浸透时，引起介电损失上升，对表观容量密度增大等电学特性产生不良 影响。另外，基板的溶解析出、介电层的损伤等，引起上部电极与下部电极 (基板)之间的短路，电容器电路的生产成品率降低。特别是在制造埋入从 动部件用电容器箔时，希望，优选采用廉价的贱金属箔作为下部电极构成材 料，以不引起制品成本上升，并且在上部电极构图时，可采用以往的湿式蚀 刻，并且，能不引起特性的恶化。另外，采用专利文献5公开的低温焙烧法，制得作为介电层的PZT薄膜 时，必需有促进PZT结晶的缓冲层，故制造工序复杂，制造成本及制造条件 的管理复杂化，使总制造成本上升，因而不被优选。而且，采用专利文献5 公开的方法所得到的介电层，由于缓冲层的存在，作为介电层的总厚度变大， 并且由于采用了作为介电层质量差的PT，因而有难以得到髙容量的介电层的 缺点。从上述可知，市场上希望，采用制造成本指标优良的溶胶一凝胶法形成 介电层，该介电层由难以受到蚀刻液损伤并且具有高容量的物质构成。并且， 同时要求该介电层的形成方法的生产成品率高。解决课题的方法于是，本专利技术人等经过悉心研究，通过尝试将用溶胶一凝胶法等形成的 介电膜的氧化物晶粒微细化成以往没有的程度，或者得到晶粒界面少的粗大 颗粒等的方法，完成了以下的专利技术。本专利技术的氧化物介电层的形成方法本专利技术的氧化物介电层的形成方 法，采用溶胶一凝胶法形成氧化物介电层，其特征在于，具有下列(a) (C)工序(a) 溶液制备工序，用于制备溶胶一凝胶溶液，该溶胶一凝胶溶液用 于制造规定的氧化物介电层；(b) 涂敷工序，把在金属基材的表面上涂敷上述溶胶一凝胶溶液、在 含氧的环境中于12(TC 25(TC下进行干燥、在含氧的环境中于27(TC 39(rC 下进行热分解的一系列工序作为一个单位工序，重复多次该一个单位工序， 在一个单位工序与一个单位工序之间，任意设置在550。C 100(TC下的惰性 气体置换环境或真空环境中进行的预焙烧处理，进行膜厚调整；(c) 焙烧工序，最后在55(TC 100(TC下的惰性气体置换环境或真空环 境中进行焙烧处理，形成介电层。另外，本专利技术的氧化物介电层的形成方法中采用的上述溶胶一凝胶溶 液，优选是形成作为氧化物介电层的(BanSrJ Ti03 (0《x《l)膜或BiZr03 膜的溶胶一凝胶溶液。另外，本专利技术的氧化物介电层的形成方法中采用的上述溶胶一凝胶溶 液，优选是形成合计含有0.01摩尔％ 5.00摩尔％的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化物介电层的形成方法，其采用溶胶－凝胶法形成氧化物介电层，其特征在于，具有下列（ａ）～（ｃ）工序：（ａ）溶液制备工序，用于制备溶胶－凝胶溶液，该溶胶－凝胶溶液用于制造规定的氧化物介电层；（ｂ）涂敷工序，把在金属基材的表面上涂敷上述溶胶－凝胶溶液、在含氧的环境中于１２０℃～２５０℃下进行干燥、在含氧的环境中于２７０℃～３９０℃下进行热分解的一系列工序作为一个单位工序，重复多次该一个单位工序，在一个单位工序与一个单位工序之间，任意设置在５５０℃～１０００℃下的惰性气体置换环境或真空环境中进行的预焙烧处理，进行膜厚调整；（ｃ）焙烧工序，最后在５５０℃～１０００℃下的惰性气体置换环境或真空环境中进行焙烧处理，形成介电层。
【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：菅野明弘，杉冈晶子，阿部直彦，中岛弘毅，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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