スパッタリング法によるBaTiO_3薄膜の作成

溅射法制备BaTiO_3薄膜

• 批准号: 63550598
• 负责人: 高田 雅介
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550598/
• 关键词: チタン酸バリウム; スパッタリング; 薄膜; 強誘電性; 配向

チタン酸バリウム (BaTiO_3) 焼結体は、高い誘電率と強誘電性を有するため幅広く用いられてきた。一方、電子回路の小型化、高周波化の要求からBaTiO_3の薄膜化も古くから試みられてきた。しかし、薄膜の素子等への応用を広げるためには、なるべく低い温度で作成する必要があるが、低温で作成した薄膜は焼結体と同じような特性が得られず、1000以上の比誘電率を得るためには、1000℃以上の熱処理が必要とされている。これまでの報告のほとんどが、白金板上にBaTiO_3薄膜を作成しており、これがBaTiO_3薄膜の実用化を防げる大きな原因の一つとなっている。本研究では、タードットにBaTiO_3粉末を用い、400℃という比較的低温でITOコーティングガラス基板上にBaTiO_3薄膜を作成した。また、スパッタリングガス圧を50Paと、通常行われているガス圧よりも高くすることで、デポジッション・レートを減少させ、レートの高いところでは観られなかった積層時間に対する薄膜の変化を測定した。スパタッリング時間が短い時、Ti-richの薄膜が積層し、ヒパッタリング時間が増すにつれ化学量論的組成(Ba/Ti=1)の薄膜が積層した。また、スパッタリングガス圧の低いほど、短時間で化学量論的組成に飽和する傾向があった。薄膜の積層時間に対する組成変化の原因はターゲット粉末に吸着している水分によるものと考えられる。この薄膜の組成変化にともなって、薄膜の配向性は、薄膜の組成がTi-richのとき、(110)配向し、化学量論的組成に近いほどa軸配向した。そして、薄膜の誘電率もBa/Tiが増加して1に近づくにつれて増加し、最大で比誘電率100になった。薄膜の誘電率温度特性は、焼結体のようなキュリー点での急激な変化はなく。非常にブロードなものになった。

BaTiO_3 sintered body has high dielectric constant and strong dielectric constant. The requirements of miniaturization and high frequency of electronic circuits in a square and a square are changed from BaTiO_3 to thin film. For example, a thin film sintered at a low temperature is required to obtain a specific permittivity of more than 1000 ℃. BaTiO_3 thin films were fabricated on platinum plates and the reasons for the application of BaTiO_3 thin films were discussed. In this study, BaTiO_3 thin films were prepared on ITO substrates at low temperatures such as 400 ℃ and 400 ℃. For example, if the temperature of the film is 50 Pa, the temperature of the film will be 50 Pa. Ti-rich thin films are deposited when the separation time is short, and Ti-rich thin films are deposited when the separation time is short and the stoichiometric composition is Ba/Ti = 1. There is a tendency to saturate the composition of the short term stoichiometry. The reason for the composition change of the film is that the powder is adsorbed on the film and the water content is measured. The composition of this film changes, the alignment of the film changes, the composition of the film becomes Ti-rich, the (110) alignment, and the stoichiometric composition is aligned close to the a-axis. The dielectric constant Ba/Ti of the thin film increases until the maximum dielectric constant Ba/Ti is 100. The dielectric constant temperature characteristics of thin films and sintered bodies are different. Very often, you can see the difference between the two.

项目成果

高田、雅介: 日本セラミックス協会学術論文誌.

高田正介：日本陶瓷学会杂志。