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DE3341561A1 - Verfahren zur herstellung von schichten aus einem dielektrischen material - Google Patents

Verfahren zur herstellung von schichten aus einem dielektrischen material

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Publication number
DE3341561A1
DE3341561A1 DE19833341561 DE3341561A DE3341561A1 DE 3341561 A1 DE3341561 A1 DE 3341561A1 DE 19833341561 DE19833341561 DE 19833341561 DE 3341561 A DE3341561 A DE 3341561A DE 3341561 A1 DE3341561 A1 DE 3341561A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layers
metals
dielectric material
oxidizing gas
dielectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833341561
Other languages
English (en)
Inventor
John Henry Bishop's Stortford Hertfordshire Alexander
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Standard Electric Corp
Original Assignee
International Standard Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Standard Electric Corp filed Critical International Standard Electric Corp
Publication of DE3341561A1 publication Critical patent/DE3341561A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/409—Oxides of the type ABO3 with A representing alkali, alkaline earth metal or lead and B representing a refractory metal, nickel, scandium or a lanthanide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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    • C23C16/40—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

J .H.Alexander 26
Verfahren zur Herstellung von Schichten aus einem dielektrischen Material
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schichten aus dielektrischem Material/ insbesondere, jedoch nicht ausschließlich/ aus dielektrischem Material mit hoher Dielektrizitätskonstante der allgemeinen Zusammensetzung Pb(X,Y)O-,/ worin X und Y zwei weitere Metalle bedeuten.
Solche Schichten werden beispielsweise für Kondensatoren oder Sensoren benötigt.
Unter einer hohen Dielektrizitätskonstante werden bei der vorliegenden Erfindung Werte größer als 5000 verstanden.
Dielektrische Materialien werden in verschiedenen elektrischen Bauelementen für unterschiedliche Zwecke verwendet. Bei Kondensatoren werden dielektrische Stoffe als Dielektrikum zwischen Metallelektroden verwendet oder im Falle von Sensoren werden die dielektrischen Stoffe als Substrat verwendet, auf dem die Sensorfilme angeordnet sind.
üblicherweise sind die dielektrischen Stoffe Pulver/ welehe mit Bindemitteln und Lösungsmitteln gemischt werden.
J.H.Alexander 26
damit sie in die benötigte Form gebracht werden können, und dann gesintert werden, um die Porosität zu vermindern.
Das am meisten verwendete dielektrische Material ist Bariumtitanat, das eine Dielektrizitätskonstante in der Größenordnung von 1500 hat. Bei Körpern aus dielektrischem Material werden jedoch viel höhere Dielektrizitätskonstanten erreicht, wie z. B. bei Stoffen wie PbF-,,W. ,,0,,
PbFe.. /2^-1/20S unc* PbZn^ /3^b2Z3O3- Durch Wahl eines geeigneten Materials können Mehrschichtkeramikkondensatoren hergestellt werden, bei denen die Dielektrizitätskonstante des keramischen Materials 20 000 und mehr beträgt. Diese bekannten Mehrschichtkondensatoren werden jedoch hergestellt unter Verwendung des üblichen Verfahrens durch Mischen der Pulver mit Bindemitteln und Lösungsmitteln, wonach diese in die benötigte Form gebracht werden, beispielsweise durch Pressen. Nachdem die Elektroden durch Siebdruck aufgebracht wurden und die die Elektroden tragenden Keramikkörper zu Stapeln aufgeschichtet wurden, müssen sie gebrannt werden, um die Porosität der Keramikkörper zu vermindern.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Schichten eines dielektrischen Materials der allgemeinen Zusammensetzung PbCX,Y)O, anzugeben, worin X und Y zwei weitere Metalle bedeuten.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
J.H.Alexander 26
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß sich Stoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante mit der allgemeinen Formel Pb(X,Y)O,, worin X und Y die Elemente Mg, Zn7 Fe7 Ni, Co, Nb, Ta, W, Sn, Ti und Zr umfassen, besonders dazu eignen, daß aus ihnen dünne Schichten durch chemische Dampfphasenreaktion hergestellt werden können. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Größenverminderung der damit hergestellten Kondensatorelemente. Von allen infrage kommenden Metallen gibt es nämlich leicht flüchtige Verbindungen^wie beispielsweise Pb(C-H,-)/, NbCl,-* ^F,, Zinkacetylacetonat, die in geeigneten Reaktionsgefäßen leicht verdampft und oxidiert werden können.
So können Schichten von Stoffen hoher Dielektrizitätskonstante aus einem einzigen Material oder aus einer Mischung von mehreren Materialien hoher Dielektrizitätskonstante erhalten werden, indem die Dämpfe von geeigneten Verbindungen der Elemente in Gegenwart eines oxidierenden Gases, wie Sauerstoff oder Wasserdampf, auf eine erhitzte Oberfläche gerichtet werden.
Auf diese Weise kann eine große Anzahl von Stoffen in Dünnschichtform zur Verwendung in Kondensatoren oder Sensoren hergestellt werden. Die allgemeine Formel des dielektrischen Materials ist Pb(X,Y)O,. Diese Stoffe können daher PbO und eines oder mehrere Oxide der Elemente Mg, Zn, Fe, Ni, Co, Nb, Ta, W, Sn, Ti oder Zr enthalten. Die Dicke der Schichten kann in der Größenordnung von 1,um liegen, beispielsweise im Bereich von 0,03 ,um bis zu mehreren ,um.

Claims (1)

  1. INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC
    CORPORATION, NEW YORK
    J.H.Alexander 26
    Patentansprüche
    1. Verfahren zur Herstellung von Schichten aus einem dielektrischen Material der allgemeinen Zusammensetzung Pb(XzY)O,/ worin X und Y zwei weitere Metalle bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe von chemischen Verbindungen von Blei und mindestens zwei weiteren Metallen in Gegenwart eines oxidierenden Gases auf eine Unterlage gerichtet werden, die sich auf einer solchen Temperatur befindet, daß sich die entsprechenden Metalloxide zur Bildung einer Schicht mit hoher Dielektrizitätskonstante auf der Unterlage niederschlagen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer Blei verbindung Verbindungen der Metalle Mg, Zn, Fe, Ni, Co, Nb, Ta, W, Sn, Ti und/oder Zr verwendet werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als oxidierendes Gas Sauerstoff verwendet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als oxidierendes Gas Wasserdampf verwendet wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
    gekennzeichnet, daß Schichten mit einer Dicke von 0,03,um bis zu mehreren ,um erzeugt werden.
    ZT/P21-Fr/gu
    11.11.1983 - 2 -
DE19833341561 1982-11-17 1983-11-17 Verfahren zur herstellung von schichten aus einem dielektrischen material Withdrawn DE3341561A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8232779 1982-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3341561A1 true DE3341561A1 (de) 1984-05-30

Family

ID=10534317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833341561 Withdrawn DE3341561A1 (de) 1982-11-17 1983-11-17 Verfahren zur herstellung von schichten aus einem dielektrischen material

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4514441A (de)
JP (1) JPS59107507A (de)
DE (1) DE3341561A1 (de)
FR (1) FR2536202A1 (de)

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Also Published As

Publication number Publication date
FR2536202A1 (fr) 1984-05-18
JPH031813B2 (de) 1991-01-11
JPS59107507A (ja) 1984-06-21
US4514441A (en) 1985-04-30

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