專利名稱：形成介電薄膜的組合物、形成介電薄膜的方法及通過(guò)所述方法形成的介電薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在薄膜電容器等中在顯示高可調(diào)諧性的同時(shí)能夠降低介電薄膜的介電損耗并保持優(yōu)異的漏電流特性的形成介電薄膜的組合物、形成介電薄膜的方法及通過(guò)所述方法形成的介電薄膜。在本說(shuō)明書中，“可調(diào)諧”是指響應(yīng)于施加電壓的變化而改變靜電電容的能力，而“可調(diào)諧性”是指靜電電容的可變性或變化的速率。
背景技術(shù)：
薄膜電容器由上電極、下電極和在上述電極之間形成的介電層組成，薄膜電容器作為可變電容元件(可調(diào)諧元件)被用于高頻可調(diào)諧裝置，例如高頻過(guò)濾器、高頻天線和相移器。薄膜電容器作用為響應(yīng)于兩電極間施加電壓的變化而引起靜電電容變化的電容器。在組成這些薄膜電容器的介電層中使用由具有高介電常數(shù)的鈣鈦礦型氧化物，例如鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鍶鋇(BST)或鈦酸鋇(BaTiO3)形成的介電薄膜。用于形成介電薄膜的方法的實(shí)例包括物理汽相生長(zhǎng)方法，例如真空沉淀、濺射或激光燒蝕；化學(xué)汽相生長(zhǎng)方法，例如化學(xué)氣相沉積(CVD);和化學(xué)溶液沉積(CSD)方法，例如溶膠凝膠法或金屬有機(jī)分解法(MOD)(參見(jiàn)例如日本未審查專利申請(qǐng)，首次公開(kāi)號(hào)S60-236404和日本未審查專利申請(qǐng)，首次公開(kāi)號(hào)H11-260667)。在這些方法中，制備的前體溶液主要由金屬醇鹽或金屬羧酸鹽等組成，且制備的前體溶液通過(guò)浸涂或旋涂等沉積在基材上，然后經(jīng)過(guò)使用熱處理的干燥步驟和分解并去除有機(jī)組分的步驟，以通過(guò)結(jié)晶到目標(biāo)基材上來(lái)獲得薄膜。用于高頻可調(diào)諧裝置的薄膜電容器需要具有與施加電壓相關(guān)的靜電電容可變性(可調(diào)諧性)，當(dāng)施加電壓時(shí)靜電電容可被控制的范圍優(yōu)選盡可能地大，或者換句話說(shuō)，薄膜電容器優(yōu)選具有高可調(diào)諧性。這樣做的原因是，當(dāng)可調(diào)諧性變得更大時(shí)，可用更小的電壓變化處理更寬的共振頻帶。更具體地，如果施加電壓前的靜電電容定義為Cciv并且施加t V電壓后的靜電電容定義為Ctv，則可調(diào)諧性可表示為(Cciv - Ctv)/CcivX 100%。例如，如圖1中所示，當(dāng)施加5V電壓時(shí)，雖然靜電電容從未施加電壓時(shí)的Cciv變?yōu)镃5v，但此時(shí)，靜電電容從Cciv至C5v下降得越多，可調(diào)諧性越高，并且可以說(shuō)薄膜電容器具有高可調(diào)諧性。已經(jīng)公開(kāi)可調(diào)諧電容器作為增強(qiáng)可調(diào)諧性的技術(shù)，即當(dāng)用于高頻帶時(shí)，在保持期望阻抗的同時(shí)，使用具有高介電常數(shù)的材料能夠確保高可調(diào)諧性(參見(jiàn)例如日本未審查專利申請(qǐng)，首次公開(kāi)號(hào)2008-53563)。此外，用于這種高頻可調(diào)諧裝置的薄膜電容器等不僅需要具有高可調(diào)諧性，還需要具有例如低漏電流密度和高介電常數(shù)的基本特性。作為降低漏電流密度的有效方法，已公開(kāi)向組成薄膜電容器等的介電層的介電薄膜中添加元素Mn (參見(jiàn)例如日本未審查專利申請(qǐng)，首次公開(kāi)號(hào)H2-197108和日本專利(已授權(quán))公開(kāi)號(hào)4420232)。在日本專利(已授權(quán))公開(kāi)號(hào)4420232中公開(kāi)的技術(shù)中，除了向形成介電薄膜的原料液中添加元素Mn外，通過(guò)在包含氧氣的惰性氣氛中焙燒涂覆到基材上的原料液，可在降低漏電流密度的同時(shí)改善電容密度。
發(fā)明概述本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)問(wèn)題是，在前述日本未審查專利申請(qǐng)，首次公開(kāi)號(hào)2008-53563中公開(kāi)的技術(shù)中，例如，當(dāng)形成介電層，包括形成具有小于第一介電層的介電常數(shù)的第二介電層以覆蓋第一介電層的主要表面的部分以顯示高可調(diào)諧性時(shí)，需要進(jìn)行復(fù)雜的步驟。此外，在日本未審查專利申請(qǐng)，首次公開(kāi)號(hào)H2-197108和日本專利(已授權(quán))公開(kāi)號(hào)4420232公開(kāi)的技術(shù)中，雖然試圖降低漏電流密度并改善容量密度，但難于同時(shí)實(shí)現(xiàn)高可調(diào)諧性。此外，希望組成薄膜電容器等的介電層為具有低介電損耗的電介質(zhì)。這是因?yàn)橛捎陔妶?chǎng)能的部分變成熱，介電損耗引起溫度上升，由此破壞絕緣并引起機(jī)械損傷。此外,如果介電損耗過(guò)大，當(dāng)將電介質(zhì)引入元件時(shí)電路損耗變大，因此使其不合需要。由于這些原因，作為介電層而引入的介電薄膜需要具有低水平的介電損耗。因此，從改善材料的觀點(diǎn)看，本發(fā)明的發(fā)明者認(rèn)識(shí)到本發(fā)明能夠在不需要經(jīng)歷復(fù)雜步驟的情況下，在薄膜電容器等中顯示高可調(diào)諧性，及在保持優(yōu)異的漏電流特性的同時(shí)降低介電薄膜的介 電損耗。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種形成介電薄膜的組合物，其在薄膜電容器等中具有低介電損耗，增強(qiáng)的漏電流特性和高可調(diào)諧性，并提供一種形成介電薄膜的方法和一種介電薄膜。解決問(wèn)題的方法本發(fā)明的第一個(gè)方面為用于形成鈦酸鍶鋇(BST)介電薄膜的形成介電薄膜的組合物，包括:用于形成薄膜的混合的復(fù)合金屬氧化物形式的液體組合物，其中，所述復(fù)合金屬氧化物由包含銅(Cu)的復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C混到由通式Ba1^xSrxTiyO3 (其中，0.2 < x < 0.6，并且0.9 < y < 1.1)表示的復(fù)合金屬氧化物A中而形成；其中，所述液體組合物由有機(jī)金屬化合物溶液組成，其中，用于組成所述復(fù)合金屬氧化物A的原料、用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料和用于組成所述復(fù)合氧化物C的原料以得到上述通式中表明的金屬原子比的比例溶于有機(jī)溶劑中，由此所述復(fù)合氧化物B與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A在0.002 < B/A < 0.05的范圍內(nèi)，并且所述復(fù)合氧化物C與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A在0.002 < C/A < 0.03的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第二個(gè)方面基于第一個(gè)方面，其中，用于組成所述復(fù)合金屬氧化物A的原料為一種化合物，在所述化合物中，有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至金屬元素。本發(fā)明的第三個(gè)方面基于第二個(gè)方面，其中，用于組成所述復(fù)合金屬氧化物A的原料為選自由金屬醇鹽、金屬二醇復(fù)合物、金屬三醇復(fù)合物、金屬羧酸鹽、金屬-β - 二酮酸鹽復(fù)合物、金屬-二酮酯復(fù)合物、金屬亞氨基酮復(fù)合物和金屬氨復(fù)合物組成的組中的至少一種化合物。本發(fā)明的第四個(gè)方面基于第一個(gè)方面，其中，用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料為一種化合物，在所述化合物中，有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至元素銅(Cu)。本發(fā)明的第五個(gè)方面基于第四個(gè)方面，其中，用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料為選自由羧酸鹽化合物、硝酸鹽化合物、醇鹽化合物、二醇化合物、三醇化合物、β - 二酮酸鹽化合物、二酮酯化合物、亞氨基酮化合物和氨類化合物組成的組中的至少一種化合物。本發(fā)明的第六個(gè)方面基于第五個(gè)方面，其中，所述羧酸鹽化合物為環(huán)烷酸銅、正辛酸銅、2-乙基己酸銅、正庚酸銅、正己酸銅、2-乙基丁酸銅、正戊酸銅、異戊酸銅、正丁酸銅、異丁酸銅或丙酸銅。本發(fā)明的第七個(gè)方面基于第五個(gè)方面，其中，所述硝酸鹽化合物為硝酸銅。本發(fā)明的第八個(gè)方面基于第一個(gè)方面，其中，用于組成所述復(fù)合氧化物C的原料為一種化合物，在所述化合物中，有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至元素錳(Mn)。本發(fā)明的第九個(gè)方面基于第八個(gè)方面，其中，所述用于組成所述復(fù)合氧化物C的原料為選自由羧酸鹽化合物、硝酸鹽化合物、醇鹽化合物、二醇化合物、三醇化合物、β - 二酮酸鹽化合物、二酮酯化合物、亞氨基酮化合物和氨化合物組成的組中的至少一種化合物。本發(fā)明的第十個(gè)方面基于第一至第九個(gè)方面，進(jìn)一步包含選自由二酮、酮酸、酮酯、含氧酸、二醇、三醇、高級(jí)羧酸、烷烴醇胺和多價(jià)胺組成的組中的至少一種穩(wěn)定齊U，所述穩(wěn)定劑與所述組合物中金屬總量的比為0.2^3摩爾比I摩爾。本發(fā)明的第十一個(gè)方面基于第一至第十個(gè)方面，其中，所述復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比Β/Α為0.003 ( Β/Α彡0.03。本發(fā)明的第十二個(gè)方面基于第一個(gè)至第十一個(gè)方面，其中，所述復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.003 ( C/A彡0.02。本發(fā)明的第十三個(gè)方面為形成介電薄膜的方法，包括:重復(fù)在耐熱基材上涂覆并干燥根據(jù)第一個(gè)至第十二個(gè)方面的形成介電薄膜的組合物的步驟直至獲得期望厚度的膜，然后在空氣、氧化氣氛或包含水蒸氣的氣氛中，在等于或高于結(jié)晶溫度的溫度下焙燒所述膜。本發(fā)明的第十四個(gè)方面為用根據(jù)第十三個(gè)方面的方法形成的包含Cu和Mn的介電薄膜。本發(fā)明的第十五個(gè)方面基于第十四個(gè)方面，其中，薄膜電容器形成為含有具有100至500nm范圍內(nèi)膜厚的介電薄膜作為介電層，并且當(dāng)向所述薄膜電容器施加20V的電壓時(shí)，其具有1.0 μ A/cm2或更小的漏電流密度、80%或更高的可調(diào)諧性和0.0050或更小的介電損耗。本發(fā)明的第十六個(gè)方面為一種復(fù)合電子元件，具有根據(jù)第十五個(gè)方面的介電薄膜，所述復(fù)合電子元件為薄膜電容器、電容器、集成無(wú)源器件(iro)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)存儲(chǔ)電容器、多層電容器、晶體管柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱電紅外傳感器、壓電元件、光電元件、執(zhí)行器、諧振器、超聲波馬達(dá)或LC噪聲濾波器元件。本發(fā)明的第十七個(gè)方面為基于第十六個(gè)方面的一種復(fù)合電子元件，具有適應(yīng)于IOOMHz或更高頻帶的介電薄膜，所述復(fù)合電子元件為薄膜電容器、電容器、集成無(wú)源器件
(IH))、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)存儲(chǔ)電容器、多層電容器、晶體管柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱電紅外傳感器、 壓電元件、光電元件、執(zhí)行器、諧振器、超聲波馬達(dá)或LC噪聲濾波器元件。發(fā)明效果本發(fā)明的第一個(gè)方面的組合物為用于形成薄膜的混合的復(fù)合金屬氧化物形式的液態(tài)組合物，其中，所述復(fù)合金屬氧化物由包含銅(Cu)的復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C混合到由通式BahSrxTiyO3 (其中，0.2 < x < 0.6且0.9 < y < 1.1)表示的復(fù)合金屬氧化物A中而形成，其中，復(fù)合金屬氧化物A、用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料和用于組成所述復(fù)合氧化物C的原料以得到上述通式中表明的金屬原子比的比例溶于有機(jī)溶劑中，由此所述復(fù)合氧化物B與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A在0.002 < B/A
<0.05的范圍內(nèi)，并且所述復(fù)合氧化物C與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A在0.002<C/A<0.03的范圍內(nèi)。結(jié)果，介電薄膜可形成為具有極低的介電損耗。此外，含用這種組合物形成的介電薄膜的薄膜電容器可降低漏電流密度，并顯示高可調(diào)諧性。本發(fā)明的第六個(gè)方面的組合物中，用作羧酸鹽化合物的環(huán)烷酸銅、正辛酸銅、2-乙基己酸銅、正庚酸銅、正己酸銅、2-乙基丁酸銅、正戊酸銅、異戊酸銅、正丁酸銅、異丁酸銅或丙酸銅，用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料。結(jié)果，該組合物允許獲得極高的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。本發(fā)明的第十三個(gè)方面的形成介電薄膜的方法通過(guò)在耐熱基材上重復(fù)涂覆并干燥本發(fā)明的形成介電薄膜的組合物的步驟直至獲得期望厚度的膜，然后于空氣、氧化氣氛或水蒸氣氣氛中并在等于或高于結(jié)晶溫度的溫度下焙燒所述膜來(lái)進(jìn)行。結(jié)果，可形成具有極低介電損耗的介電薄膜。此外，含用這種方法形成的介電薄膜的薄膜電容器可降低漏電流密度，并顯示高可調(diào)諧性。本發(fā)明第十四個(gè)方面的介電薄膜為根據(jù)上述形成本發(fā)明的介電薄膜的方法形成的包含Cu和Mn的介電薄膜。因此，用具有在100至500nm范圍內(nèi)膜厚的介電薄膜作為介電層，可形成薄膜電容器，并且當(dāng)向該薄膜電容器施加20V的電壓時(shí)，可獲得1.0 μ A/cm2或更小的漏電流密度、80%或更高的可調(diào)諧性和0.0050或更小的介電損耗。


圖1為顯示在可變電容元件中施加電壓的變化的說(shuō)明圖。發(fā)明詳述下面提供了基于附圖的本發(fā)明實(shí)施方式的說(shuō)明。本發(fā)明的形成介電薄膜的組合物為形成鈦酸鍶鋇(BST)介電薄膜的組合物。用這種組合物形成的介電薄膜采用了混合的復(fù)合金屬氧化物的形式，其中，包含銅(Cu)復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C混合入通式BahSrxTiyO3 (其中，0.2 < x < 0.6且
0.9 < y < 1.1)表示復(fù)合金屬氧化物A中。該組合物由有機(jī)金屬化合物溶液組成，其中，用于組成復(fù)合金屬氧化物A的原料、用于組成復(fù)合氧化物B的原料和用于組成復(fù)合氧化物C的原料以得到前述通式中顯示的金屬原子比的比例溶于有機(jī)溶劑。S卩，通過(guò)加入用于組成包含銅(Cu)復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C的原料來(lái)制備本發(fā)明的組合物。結(jié)果，使用本發(fā)明的組合物使得形成具有極低介電損耗的介電薄膜變得可能。此外，含有用該組合物形成的介電薄膜的薄膜電容器等可降低漏電流密度，并表現(xiàn)出高可調(diào)諧性。能夠降低漏電流密度的技術(shù)原因被認(rèn)為是通過(guò)添加銅(Cu)而使膜稠密的結(jié)果。此外，能顯示高可調(diào)諧性的原因被認(rèn)為是由于銅(Cu)的添加導(dǎo)致膜中大晶粒的生長(zhǎng)從而改善介電常數(shù)的結(jié)果。此外，雖然認(rèn)為添加含錳(Mn)原料在降低漏電流密度方面有一定作用，但是在本發(fā)明中，未預(yù)期添加含錳(Mn)原料如在常規(guī)方法中那樣主要表現(xiàn)降低漏電流密度的效果。作為本發(fā)明的發(fā)明人廣泛研究的結(jié)果，在同時(shí)包含銅(Cu)和錳(Mn)的介電薄膜中確認(rèn)得到了在分別包含銅(Cu)和錳(Mn)的情況下不能獲得的新的效果。即，在本發(fā)明中，包含銅(Cu)的復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C兩者以規(guī)定的比例加入，作為在介電薄膜中同時(shí)包含銅(Cu)和錳(Mn)的結(jié)果，獲得在保持現(xiàn)有效果的同時(shí)降低介電薄膜的介電損耗的新的效果。在介電薄膜中同時(shí)包含銅(Cu)和錳(Mn)的情況下，介電損耗降低的技術(shù)原因被認(rèn)為是更有效地阻塞電子傳導(dǎo)路徑的結(jié)果。用于復(fù)合金屬氧化物A的原料優(yōu)選為其中有機(jī)基團(tuán)通過(guò)其氧原子或氮原子連接至每個(gè)金屬元素Ba、Sr和Ti的化合物。這樣的化合物的實(shí)施包括由金屬醇鹽、金屬二醇復(fù)合物、金屬三醇復(fù)合物、金屬羧酸鹽、金屬- 二酮酸鹽復(fù)合物、金屬- 二酮酯復(fù)合物、金屬-亞氨基酮復(fù)合物和金屬氨復(fù)合物組成的組中的至少一種化合物。特別優(yōu)選的化合物包括金屬醇鹽及其部分水解產(chǎn)物和有機(jī)酸鹽。更具體地，鋇化合物的實(shí)例包括羧酸鹽，例如2-乙基丁酸鋇、2-乙基己酸鋇或乙酸鋇；和金屬醇鹽，例如二異丙醇鋇或二丁醇鋇。鍶化合物的實(shí)例包括羧酸鹽，例如2-乙基丁酸鍶、2-乙基己酸鍶或乙酸鍶；和金屬醇鹽，例如二異丙醇鍶或二丁醇鍶。鈦化合物的實(shí)例包括金屬醇鹽，例如四乙醇鈦、四異丙醇鈦、四丁醇鈦或二甲氧基二異丙醇鈦。雖然可使用金屬醇鹽，但是也可使用其部分羥基化物以促進(jìn)分解。此外，用于所述復(fù)合氧化物B的原料優(yōu)選為一種化合物，在所述化合物中，有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至元素銅(Cu)。這樣的化合物的實(shí)例包括選自由羧酸鹽化合物、硝酸鹽化合物、醇鹽化合物、二醇化合物、三醇化合物、β_ 二酮酸鹽化合物、β_ 二酮酯化合物、β -亞氨基酮化合物和氨化合物組成的組中的至少一種化合物。特別優(yōu)選的化合物為羧酸鹽化合物，例如環(huán)烷酸銅、2-乙基丁酸銅、正辛酸銅、2-乙基己酸銅、正庚酸銅、正己酸銅、正戊酸銅、異戊酸銅、正丁酸銅、異丁酸銅或丙酸銅；或硝酸鹽，例如硝酸銅。然而，通過(guò)使用乙酸銅作為用于原料的羧酸鹽獲得的形成介電薄膜的組合物易受沉積的影響，并由于與儲(chǔ)存穩(wěn)定性相關(guān)的問(wèn)題而不合需要。此外，用于復(fù)合氧化物C的原料優(yōu)選為其中的有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至元素錳(Mn)的化合物。這樣的化合物的實(shí)例包括選自由羧酸鹽化合物、硝酸鹽化合物、醇鹽化合物、二醇化合物、三醇化合物、二酮酸鹽化合物、二酮酯化合物、亞氨基酮化合物和氨化合物組成的組中的至少一種化合物。特別優(yōu)選的化合物為羧酸鹽化合物，例如環(huán)烷酸錳、2-乙基己酸錳或乙酸錳；或硝酸鹽化合物，例如硝酸錳。在制備本發(fā)明的形成介電薄膜的組合物中，這些原料以與期望的介電薄膜組合物相當(dāng)?shù)谋壤苡诤线m的溶劑中，并調(diào)節(jié)到適于涂覆的濃度。在沉積后的介電薄膜中，調(diào)節(jié)復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比Β/Α以使其在0.002 < Β/Α < 0.05的范圍內(nèi)。以這種方式調(diào)節(jié)的結(jié)果,可顯示出低漏電流密度和高可調(diào)諧性。此外,如果Β/Α為0.002或更小，不能充分地獲得添加含銅(Cu)原料的前述效果，而如果Β/Α為0.05或更高，可調(diào)諧性降低。因此，優(yōu)選Β/Α在0.003彡Β/Α彡0.03的范圍。此外，在沉積后的介電薄膜中，調(diào)節(jié)復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A至0.002 < C/A < 0.03的范圍內(nèi)。以這種方式調(diào)節(jié)的結(jié)果，在用這種組合物形成的沉積介電薄膜中，除了銅(Cu)外還可包含錳(Mn)。結(jié)果，可形成其介 電損耗降低的介電薄膜。此外，如果C/A為0.002或更小，不能充分地獲得添加含錳(Mn)原料的前述效果；而如果C/A為0.03或更高，則漏電流密度增加。因此，C/A優(yōu)選在0.003 ( C/A ( 0.02的范圍內(nèi)。雖然根據(jù)使用的原料合適地確定了這里使用的形成介電薄膜的組合物的溶劑，但是可使用的代表性的溶劑為例如羧酸、醇、酯、酮(例如丙酮或甲乙酮)、醚(例如二甲基乙醚或二乙醚)、環(huán)烷(例如環(huán)己烷或環(huán)己醇)、芳香化合物(例如苯、甲苯或二甲苯)或四氫呋喃，或它們的兩種或更多種的混合溶劑。優(yōu)選使用的羧酸的具體實(shí)例包括正丁酸、α-甲基丁酸、異戊酸、2-乙基丁酸、2，2-二甲基丁酸、3，3-二甲基丁酸、2，3-二甲基丁酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、2，2-二甲基戊酸、3，3-二甲基戊酸、2，3-二甲基戊酸、2-乙基己酸或3-乙
基己酸。此外，優(yōu)選使用的酯的實(shí)例包括乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸特丁酯、乙酸異丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸特戊酯或乙酸異戊酯，而優(yōu)選使用的醇的實(shí)例包括1-丙醇、2-丙醇、1- 丁醇、2- 丁醇、異丁醇、1-戊醇、2-戊醇、2-甲基-2-戊醇或2-甲氧基乙醇。此外，在形成介電薄膜的組合物的有機(jī)金屬化合物溶液中，基于金屬化合物的量，有機(jī)金屬化合物的總濃度優(yōu)選為約lwt%至20wt%?？砂葱枰约s0.2比3的穩(wěn)定劑分子數(shù)與金屬原子數(shù)的比(穩(wěn)定劑分子數(shù)/金屬原子數(shù))向所述有機(jī)金屬化合物溶液中添加穩(wěn)定劑，例如β -二酮(例如乙酰丙酮、七氟丁酰新戊酰甲烷、二特戊酰甲烷、三氟乙酰丙酮或苯甲酰丙酮)，酮酸(例如乙酰乙酸、丙酰乙酸或苯甲酰乙酸)，酮酯(例如上述酮酸的甲基、丙基、丁基和其它低級(jí)烷基酯)，含氧酸(例如乳酸、乙醇酸、α -羥丁酸或水楊酸)，上述含氧酸的低級(jí)烷基酯、含氧酮(oxyketones)(例如雙丙酮醇或乙偶姻)，二醇、三醇、高級(jí)羧酸、烷醇胺(例如二乙醇胺、三乙醇胺或單乙醇胺)或多價(jià)胺。 在本發(fā)明中，優(yōu)選以過(guò)濾處理等方式去除以上述方法制備的有機(jī)金屬化合物溶液中的顆粒，以使具有0.5 μ m或更大(尤其是具有0.3 μ m或更大粒徑，特別是具有0.2 μ m或更大粒徑的顆粒)粒徑的顆粒的數(shù)目為每ImL溶液中50個(gè)顆粒/mL或更少。此外，利用光散射方法的粒子計(jì)數(shù)器被用于測(cè)量有機(jī)金屬化合物溶液中顆粒的數(shù)目。在有機(jī)金屬化合物溶液中，如果具有0.5 μ m或更大粒徑的顆粒數(shù)目超過(guò)50個(gè)顆粒/mL，則長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性變差。優(yōu)選有機(jī)金屬化合物溶液中具有0.5 μ m或更大粒徑的顆粒數(shù)目盡可能少，尤其優(yōu)選30個(gè)顆粒/mL或更少。雖然對(duì)用于處理制備后的有機(jī)金屬化合物溶液以獲得上述顆粒數(shù)目的方法沒(méi)有特別限制，下面將說(shuō)明這些方法的實(shí)例。第一種方法由過(guò)濾方法組成，其中，通過(guò)使用具有
0.2 μ m孔徑的可商購(gòu)的膜濾器的注射器提供壓力。第二種方法由將具有0.05 μ m孔徑的可商購(gòu)的膜濾器與壓力箱結(jié)合的壓力過(guò)濾方法組成。第三種方法由將在上述第二種方法中使用的膜濾器與溶液回收罐結(jié)合的循環(huán)過(guò)濾方法組成。在任何一個(gè)上述方法中，所述膜濾器的顆粒捕獲率因溶液壓力(液壓)而不同。通常已知捕獲率隨壓力降低而提高，尤其在第一種方法和第二種方法中，優(yōu)選在低壓下使所述溶液極慢地通過(guò)所述膜濾器以達(dá)到條件使得具有0.5 μ m或更小粒徑的顆粒數(shù)目為50或更低。
通過(guò)使用本發(fā)明的形成介電薄膜的組合物，可容易地形成介電薄膜，所述組合物采用混合的復(fù)合金屬氧化物的形式，其中，所述復(fù)合金屬氧化物由包含銅(Cu)的復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C混合到鈦酸鍶鋇(BST)復(fù)合金屬氧化物A中而形成。使用該組合物形成的薄膜中，復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A在0.002 < B/A
<0.05的范圍內(nèi)。如果復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比在這個(gè)范圍內(nèi)，具有該薄膜的薄膜電容器等可降低漏電流密度，并顯示出高可調(diào)諧性。如果B/A為0.05或更高，可調(diào)諧性降低。B/A的摩爾比優(yōu)選為0.003 ( B/A彡0.03。此外，薄膜中復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A在0.002 < C/A < 0.03的范圍內(nèi)。如果復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A在前述范圍內(nèi)且復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A在這個(gè)范圍，可顯著減小該介電薄膜的介電損耗。在使用本發(fā)明的形成介電薄膜組合物形成介電薄膜的過(guò)程中，通過(guò)涂覆方法，例如旋涂、浸涂或液態(tài)源霧化化學(xué)沉積(LSMCD)將上述組合物涂覆到耐熱基材上，然后進(jìn)行干燥(或預(yù)焙燒)和實(shí)質(zhì)焙燒。使用的耐熱基材的具體實(shí)例包括但不限于，用于最上基材層的基材，例如單晶體S1、多晶 S1、Pt、Pt (最上層)/T1、Pt (最上層)八&、仙、1 1102、1 11 (最上層)/Ru02、RuO2 (最上層)/Ru、Ir、IrO2, Ir (最上層)/IrO2, Pt (最上層)/Ir、Pt (最上層)/IrO2，或鈣鈦礦類型導(dǎo)電氧化物，例如SrRuO3或(LaxSr(1_x)) CoO3。此外，在用單一涂層不能獲得期望膜厚的情況下，重復(fù)進(jìn)行涂覆和干燥多次后再進(jìn)行實(shí)質(zhì)焙燒。此處，期望的膜厚是指在實(shí)質(zhì)焙燒后獲得的介電薄膜厚度，在應(yīng)用于具有高電容密度的薄膜電容器的情況下，實(shí)質(zhì)焙燒后所述介電薄膜的膜厚度在50至500nm的范圍內(nèi)。此外，由于進(jìn)行預(yù)焙燒以去除溶劑，同時(shí)也通過(guò)熱解或水解將有機(jī)金屬化合物和有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為復(fù)合氧化物 ，因此預(yù)焙燒在空氣、氧化氣氛或含水蒸氣的氣氛中進(jìn)行。即使在空氣中加熱，水解所需的水分也可充分地從空氣的濕氣中獲得。這種加熱可分為兩步進(jìn)行，包括低溫加熱以去除溶劑和高溫加熱以熱解有機(jī)金屬化合物和有機(jī)化合物。實(shí)質(zhì)焙燒為在等于或高于結(jié)晶溫度的溫度下焙燒在預(yù)焙燒中獲得的薄膜以使其結(jié)晶的步驟，其結(jié)果獲得了介電薄膜。這個(gè)結(jié)晶步驟的焙燒氣氛優(yōu)選由02、N2、Ar、N20或H2、或它們的混合氣體組成。預(yù)焙燒在150至550°C進(jìn)行約I至30分鐘，而實(shí)質(zhì)焙燒在450至800°C進(jìn)行約I至60分鐘。實(shí)質(zhì)焙燒還可通過(guò)快速熱退火(RTA處理)進(jìn)行。在通過(guò)RTA進(jìn)行實(shí)質(zhì)焙燒的情況下，升溫速率優(yōu)選為10至100°C /秒。在具有這種薄膜的薄膜電容器等中，以這種方法形成的本發(fā)明的介電薄膜具有極低的介電損耗，并可降低漏電流密度和顯示出高可調(diào)諧性。更具體地，當(dāng)使用用于該介電層的具有在100至500nm范圍內(nèi)膜厚的介電薄膜形成薄膜電容器，且施加到該薄膜電容器的電壓調(diào)至20V時(shí)，可獲得3.0X 10_6A/cm2或更小的漏電流密度、70%或更高的可調(diào)諧性和
0.0050或更小的介電損耗。通過(guò)可調(diào)諧性(%)除以介電損耗獲得的被稱作品質(zhì)因數(shù)(FOM)的值被廣泛用作薄膜電容器性能的指標(biāo)。如上所述由于本發(fā)明介電薄膜的介電損耗低，并且具有該薄膜的薄膜電容器顯示出高可調(diào)諧性，因此具有該薄膜的薄膜電容器的FOM顯示出極高的值。此外，本發(fā)明的介電薄膜還顯示出優(yōu)秀的例如集成無(wú)源器件(iro)的基本特性。以這種方式，由于本發(fā)明的介電薄膜具有低介電損耗并改善了在薄膜電容器等中的漏電流特性和可調(diào)諧性，其可被用作復(fù)合電子元件，例如薄膜電容器、電容器、集成無(wú)源器件(iro)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)存儲(chǔ)電容器、多層電容器、晶體管柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱電紅外傳感器、壓電元件、光電元件、執(zhí)行器、諧振器、超聲波馬達(dá)或LC噪聲濾波器元件的組成材料。特別是，其可被用于調(diào)節(jié)IOOMHz或更高的高頻帶。
實(shí)施例下面提供了本發(fā)明的實(shí)施例和對(duì)比例的詳細(xì)說(shuō)明。此外，下面的材料用作以下描述的實(shí)施例和對(duì)比例的原料。鋇化合物:2-乙基丁酸鋇鍶化合物:2-乙基丁酸鍶鈦化合物:四異丙醇鈦銅化合物:環(huán)烷酸銅、2-乙基丁酸銅、正辛酸銅、2-乙基己酸銅、正戊酸銅、異戊酸銅、正丁酸銅、異丁酸銅、丙酸銅、乙酸銅、硝酸銅錳化合物:環(huán)烷酸錳、2-乙基己酸錳、乙酸錳、硝酸錳<實(shí)施例1>充分脫水的乙酸異戊酯用作有機(jī)溶劑，將作為鋇化合物和鍶化合物的2-乙基丁酸鋇和2-乙基丁酸鍶以Sr: Ba為70: 30的摩爾比例溶于其中。接著，作為鈦化合物的四異丙醇鈦以Ba: Sr: Ti為70: 30: 100的比例加入得到的溶液中。此外，將作為銅化合物的2-乙基己酸銅以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.003的比例加入并溶解。并且，作為錳化合物的2-乙基己酸錳以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.01的比例加入并溶解。此外，以等于金屬總量的摩爾量一倍的量加入用于穩(wěn)定溶液的穩(wěn)定劑(乙酰丙酮)以制備具有7wt%金屬氧化物濃度的用于形成薄膜的組合物。通過(guò)下述化學(xué)溶液沉積(CSD)進(jìn)行薄膜的形成。S卩，制備用于基材的150mm (6英寸)二氧化娃基材,在其表面上通過(guò)派射形成Pt下電極膜。通過(guò)旋涂將以上述方法制備的用于形成薄膜的組合物涂覆到該基材的Pt下電極膜上，涂覆條件為在500rpm下進(jìn)行3秒鐘，隨后在3000rpm下進(jìn)行15秒。然后，通過(guò)使用加熱板在350°C加熱5分鐘進(jìn)行干燥和預(yù)焙燒。重復(fù)上述涂覆和預(yù)焙燒步驟三次后，通過(guò)在空氣氣氛中以5°C /分鐘的升溫速率在700°C焙燒I小時(shí)，獲得具有250nm膜厚的介電薄膜。接著，通過(guò)使用金屬掩模在表面上濺射，制備測(cè)量為約250 μ mX 250 μ m平方的Pt上電極，以獲得薄膜電容器。<實(shí)施例2>如下表I所示，除了使用2-乙基丁酸銅代替2-乙基己酸銅作為Cu化合物，且以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.005添加以外，用與實(shí)施例1相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。<實(shí)施例3>
如下表I所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.01添加環(huán)烷酸銅代替2-乙基己酸銅作為Cu化合物，用環(huán)烷酸錳代替2-乙基己酸錳作為錳化合物，并且添加1-氨基-2-丙醇代替乙酰丙酮作為穩(wěn)定劑以外，用與實(shí)施例1相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。<實(shí)施例4>如下表I所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.02添加環(huán)烷酸銅以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。<實(shí)施例5>如下表I所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.03添加環(huán)烷酸銅以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。<實(shí)施例6>如下表I所示，除了以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.003添加環(huán)烷酸錳以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。<實(shí)施例7>如下表I所示，除了以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.005添加環(huán)烷酸錳以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。<實(shí)施例8>如下表I所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.01添加硝酸銅代替2-乙基己酸銅作為Cu化合物，且以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.02添加硝酸錳代替2-乙基己酸錳作為Mn化合物之外，用與實(shí)施例1相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。<實(shí)施例9>如下表I所示，除了以Ba: Sr: Ti的摩爾比為70: 30: 95添加四異丙醇鈦之外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。< 實(shí)施例 10>如下表I所示，除了以Ba: Sr: Ti的摩爾比為70: 30: 105添加四異丙醇鈦之外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?shí)施例11>如下表I所示，除了添加乙酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，并且添加乙酰丙酮代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。< 實(shí)施例 12>如下表I所示，除了添加丙酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，并且添加二乙醇胺代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。
< 實(shí)施例 13>如下表2所示，除了添加正丁酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，并且添加三乙醇胺代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。〈實(shí)施例14>如下表2所示，除了添加異丁酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，添加甲酰胺代替
1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑，并且在干燥的空氣氣氛中進(jìn)行焙燒以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。〈實(shí)施例15>如下表2所示，除了添加正戊酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，添加2-乙基己酸錳代替環(huán)烷酸錳作為Mn化合物，添加丙二醇代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑，并且在氧氣氣氛中進(jìn)行焙燒以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?shí)施例16>如下表2所示，除了添加異戊酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，添加2-乙基己酸錳代替環(huán)烷酸錳作為Mn化合物，并且添加乙酰丙酮代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。〈實(shí)施例17>如下表2所示，除了添加正己酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，添加2-乙基己酸錳代替環(huán)烷酸錳作為Mn化合物，添加乙酰丙酮代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑，并且在干燥的空氣氣氛中進(jìn)行焙燒以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?shí)施例18>如下表2所示，除了添加正庚酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，添加硝酸錳代替環(huán)烷酸錳作為Mn化合物，添加乙酰丙酮代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑，并且在氧氣氣氛中進(jìn)行焙燒以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?shí)施例19>如下表2所示，除了添加正辛酸銅代替環(huán)烷酸銅作為Cu化合物，添加乙酸錳代替環(huán)烷酸錳作為Mn化合物，并且添加乙酰丙酮代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。〈實(shí)施例20>如下表2所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.025添加環(huán)烷酸銅，并且以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.0025添加環(huán)烷酸錳以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?shí)施例21>如下表2所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.04添加環(huán)烷酸銅，并且以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.025添加環(huán)烷酸錳以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。
〈對(duì)比例1>除了不添加Cu化合物和Mn化合物以外，用與實(shí)施例1相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?duì)比例2>除了不添加Cu化合物，并且添加乙酰丙酮代替1-氨基-2-丙醇作為穩(wěn)定劑以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?duì)比例3>如下表3所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.002添加2-乙基己酸銅以外，用與實(shí)施例1相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。〈對(duì)比例4>如下表3所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.05添加環(huán)烷酸銅以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?duì)比例5>如下表3所示，除了以復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A為0.001添加乙酸銅代替2-乙基己酸銅，且不添加Mn化合物以外，用與實(shí)施例1相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?duì)比例6>如下表3所示，除了以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.002添加環(huán)烷酸錳以外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器?！磳?duì)比例7>如下表3所示，除了以復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.03添加硝酸錳以外，用與實(shí)施例8相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。〈對(duì)比例8>如下表3所示，除了以Ba: Sr: Ti的摩爾比為70: 30: 90添加四異丙醇鈦之外，用與實(shí)施例3相同的方法制備用于形成薄膜的組合物和獲得薄膜電容器。〈對(duì)比例9>如下表3所示，除了以Ba: Sr: Ti的摩爾比為70: 30: 110添加四異丙醇鈦之外，用與實(shí)施例3相同的方法制備形成薄膜的組合物并獲得薄膜電容器。表I
權(quán)利要求
1.一種用于形成鈦酸鍶鋇介電薄膜的形成介電薄膜的組合物，包括: 用于形成薄膜的混合的復(fù)合金屬氧化物形式的液體組合物，其中，所述復(fù)合金屬氧化物由包含銅(Cu)的復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C混合到由通式BahSrxTiyO3(其中，0.2 < X < 0.6，并且0.9 < y < 1.1)表示的復(fù)合金屬氧化物A中而形成；其中， 所述液體組合物由有機(jī)金屬化合物溶液組成，其中，用于組成所述復(fù)合金屬氧化物A的原料、用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料和用于組成所述復(fù)合氧化物C的原料以得到上述通式中表明的金屬原子比的比例溶于有機(jī)溶劑中，由此所述復(fù)合氧化物B與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A在0.002 < B/A < 0.05的范圍內(nèi)，并且所述復(fù)合氧化物C與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A在0.002 < C/A < 0.03的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的形成介電薄膜的組合物，其中，用于組成所述復(fù)合金屬氧化物A的原料為一種化合物，在所述化合物中，有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至金屬元素。
3.如權(quán)利要求2所述的形成介電薄膜的組合物，其中，用于組成所述復(fù)合金屬氧化物A的原料為選自由金屬醇鹽、金屬二醇復(fù)合物、金屬三醇復(fù)合物、金屬羧酸鹽、金屬-β - 二酮酸鹽復(fù)合物、金屬-β - 二酮酯復(fù)合物、金屬-β -亞氨基酮復(fù)合物和金屬-氨復(fù)合物組成的組中的至少一種化合物。
4.如權(quán)利要求1所述的形成介電薄膜的組合物，其中，用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料為一種化合物，在所述化合物中，有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至元素銅(Cu)。
5.如權(quán)利要求4所述的形成介電薄膜的組合物，其中，用于組成所述復(fù)合氧化物B的原料為選自由羧酸鹽化合物、硝酸鹽化合物、醇鹽化合物、二醇化合物、三醇化合物、β - 二酮酸鹽化合物、二酮酯化合物、亞氨基酮化合物和氨化合物組成的組中的至少一種化合物。
6.如權(quán)利要求5所述的形成介電薄膜的組合物，其中，所述羧酸鹽化合物為環(huán)烷酸銅、正辛酸銅、2-乙基己酸銅、正庚酸銅、正己酸銅、2-乙基丁酸銅、正戍酸銅、異戍酸銅、正丁酸銅、異丁酸銅或丙酸銅。
7.如權(quán)利要求5所述的形成介電薄膜的組合物，其中，所述硝酸鹽化合物為硝酸銅。
8.如權(quán)利要求1所述的形成介電薄膜的組合物，其中，用于組成所述復(fù)合氧化物C的原料為一種化合物，在所述化合物中，有機(jī)基團(tuán)通過(guò)它的氧原子或氮原子連接至元素錳(Mn)。
9.如權(quán)利要求8所述的形成介電薄膜的組合物，其中，所述用于組成所述復(fù)合氧化物C的原料為選自由羧酸鹽化合物、硝酸鹽化合物、醇鹽化合物、二醇化合物、三醇化合物、β-二酮酸鹽化合物、二酮酯化合物、亞氨基酮化合物和氨化合物組成的組中的至少一種化合物。
10.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的形成介電薄膜的組合物，進(jìn)一步包含選自由β - 二酮、β -酮酸、β -酮酯、含氧酸、二醇、三醇、高級(jí)羧酸、烷烴醇胺和多價(jià)胺組成的組中的至少一種穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑與所述組合物中金屬的總量的比為0.2^3摩爾比I摩爾。
11.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的形成介電薄膜的組合物，其中，所述復(fù)合氧化物B與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比Β/Α為0.003 ( Β/Α彡0.03。
12.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的形成介電薄膜的組合物，其中，所述復(fù)合氧化物C與所述復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A為0.003 ( C/A彡0.02。
13.一種形成介電薄膜的方法，包括步驟: 重復(fù)在耐熱基材上涂覆并干燥根據(jù)權(quán)利要求廣12的任一項(xiàng)所述的形成介電薄膜的組合物的步驟直至獲得期望厚度的膜，然后在空氣、氧化氣氛或包含水蒸氣的氣氛中，在等于或高于結(jié)晶溫度的溫度下焙燒所述膜。
14.一種用如權(quán)利要求13所述的方法形成包含Cu和Mn的鈦酸鍶鋇介電薄膜。
15.如權(quán)利要求14所述的包含Cu和Mn的鈦酸鍶鋇介電薄膜，其中，薄膜電容器形成為含有具有100至500nm范圍內(nèi)膜厚的介電薄膜作為介電層，并且當(dāng)向所述薄膜電容器施加20V的電壓時(shí)，所述薄膜電容器具有1.0 μ A/cm2或更小的漏電流密度、80%或更高的可調(diào)諧性和0.0050或更小的介電損耗。
16.一種復(fù)合電子元件，具有如權(quán)利要求15所述的介電薄膜，所述復(fù)合電子元件為薄膜電容器、電容器、集成無(wú)源器件、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)電容器、多層電容器、晶體管柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱電紅外傳感器、壓電元件、光電元件、執(zhí)行器、諧振器、超聲波馬達(dá)或LC噪聲濾波器元件。
17.—種如權(quán)利要求16所述的復(fù)合電子元件,具有適應(yīng)于IOOMHz或更高頻帶的介電薄膜，所述復(fù)合電子元件為薄膜電容器、電容器、集成無(wú)源器件、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器存儲(chǔ)電容器、多層電容器、晶體管柵極絕緣體、非易失性存儲(chǔ)器、熱電紅外傳感器、壓電元件、光電元件、執(zhí)行器、諧 振器、超聲波馬達(dá)或LC噪聲濾波器元件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混合的復(fù)合金屬氧化物形式的用于形成薄膜的液體組合物，其中，所述復(fù)合金屬氧化物由包含銅(Cu)的復(fù)合氧化物B和包含錳(Mn)的復(fù)合氧化物C混合到由通式Ba1-xSrxTiyO3表示的復(fù)合金屬氧化物A中而形成，其中，復(fù)合氧化物B與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比B/A在0.002＜B/A＜0.05的范圍內(nèi)，且復(fù)合氧化物C與復(fù)合金屬氧化物A的摩爾比C/A在0.002＜C/A＜0.03的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H01B19/00GK103177797SQ201210552098
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者渡邊敏昭, 櫻井英章, 曽山信幸, 紀(jì)堯姆·蓋岡 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社, 意法半導(dǎo)體公司