[發明專利]介電薄膜形成用組合物、介電薄膜的形成方法及介電薄膜

有效

• 申請號: 201210003035.1
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103193477A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 藤井順;櫻井英章;曽山信幸
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: C04B35/462
• 分類號: C04B35/462;C04B35/465;C04B35/622;H01G4/14
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

本發明涉及一種未包含對環境的負載較大的物質且適合用于薄膜電容器的介電薄膜形成用組合物、介電薄膜的形成方法及通過該方法形成的介電薄膜。

背景技術

以往，作為介電薄膜形成用組合物，一直使用例如鈦酸鋇系組合物或鉛系復合鈣鈦礦系材料等鐵電材料。

另一方面，近年來，在全球范圍內的環保運動不斷高漲的情況下，期待開發未包含對環境的負載較大的Ba或Pb的新穎的介電薄膜形成用組合物。

另外，當制造包含Ba、Pb等的介電薄膜形成用組合物時，出于對環保的考慮，需要對在制造工序中產生的廢液進行處理的處理設備等特殊設備，因此在制造成本方面也要求開發未包含這些物質的介電薄膜形成用組合物。

作為上述未包含對環境的負載較大的物質的新穎的介電薄膜形成用組合物，發表了如下研究內容，即利用使用了Ca源、Cu源及Ti源的溶膠-凝膠液，從該溶膠-凝膠液制作CaCu₃Ti₄O₁₂(以下稱為CCTO)膜，并對所得到的CCTO膜的特性進行調查的研究(例如參考非專利文獻1)。該非專利文獻1中，將各元素源溶解于有機溶劑中來制備溶膠-凝膠液，通過利用該溶膠-凝膠液的旋涂法制作CCTO膜，作為在溶膠-凝膠液的制備中使用的有機溶劑利用了2-乙基己酸。

另外，從其比電阻特性考慮，CCTO還可以用作氣敏傳感器材料(例如參考專利文獻1)。該專利文獻1中，將各元素源溶解于有機溶劑中，作為用于溶膠-凝膠反應的催化劑進一步加入醋酸并制備溶膠-凝膠液，通過利用該溶膠-凝膠液的電紡絲法制作由CCTO構成的納米纖維，并對其進行熱壓接合來制造了氣敏傳感器。

專利文獻1：日本專利第4523582號公報(權利要求2、段落[0027]、[0069]、[0070])

非專利文獻1：A.Dixit?et?al.，“Dielectric?Properties?of?Sol-gel-derived?Calcium?Copper?Titanate?and?Calcium?Barium?Copper?Titanate?Thin?Films”，Defence?Science?Journal，Vol.57，No.1，January2007，pp.55-60

但是，示于上述以往的非專利文獻1中的CCTO膜作為介電材料具有良好的介質特性，但在將2-乙基己酸用作有機溶劑來制備的溶膠-凝膠液中，存在如下缺點，即在成膜時產生涂膜不均勻(條紋)，得不到平滑的薄膜之類的缺點。

并且，示于上述以往的專利文獻1中的由CCTO構成的納米纖維作為氣敏傳感器材料具有高靈敏度特性，但利用醋酸作為催化劑制備了其前體即溶膠-凝膠溶液，醋酸使涂膜性惡化，并使涂膜表面產生不均勻，因此溶膠-凝膠溶液的保存性也較差，導致生成沉淀，因此不能稱之為適合得到平滑的薄膜的溶膠-凝膠液。

發明內容

本發明的目的在于提供一種未包含對環境的負載較大的物質且能夠用簡單的方法制作適合用于薄膜電容器的介電薄膜且保存穩定性優異、涂膜性良好的介電薄膜形成用組合物、介電薄膜的形成方法及通過該方法形成的介電薄膜。

本發明的第1觀點，即一種介電薄膜形成用組合物，為用于形成呈通式：Ca_(4-3x)Cu_3xTi₄O₁₂(式中0.5≤x≤1.1)所示的復合金屬氧化物形態的薄膜的液狀介電薄膜形成用組合物，由用于構成復合金屬氧化物的原料以提供上述通式所示的金屬原子比的比例溶解于有機溶劑中的有機金屬化合物溶液構成，所述有機溶劑以具有通式：C_nH_2n+1COOH(其中n為2～6的整數)所示的直鏈或者1條或2條以上側鏈的羧酸為主成分。

本發明的第2觀點，即基于第1觀點的發明，其中，用于構成上述復合金屬氧化物的原料進一步為有機基團通過其氧原子或氮原子與金屬元素鍵合的化合物。

本發明的第3觀點，即基于第1或第2觀點的發明，其中，用于構成上述復合金屬氧化物的原料進一步為選自金屬醇鹽、金屬二醇絡合物、金屬三元醇絡合物、金屬羧酸鹽、金屬β-二酮絡合物、金屬β-二酮酯絡合物、金屬β-亞氨基酮絡合物及金屬氨基絡合物中的1種或2種以上。