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JP2000106036A - Ferroelectric thin film and its manufacture - Google Patents

Ferroelectric thin film and its manufacture

Info

Publication number
JP2000106036A
JP2000106036A JP10273651A JP27365198A JP2000106036A JP 2000106036 A JP2000106036 A JP 2000106036A JP 10273651 A JP10273651 A JP 10273651A JP 27365198 A JP27365198 A JP 27365198A JP 2000106036 A JP2000106036 A JP 2000106036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
ferroelectric thin
metal alkoxide
solution
composite metal
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.)
Pending
Application number
JP10273651A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomo Takeda
朋 武田
Hiroaki Moriyama
弘朗 森山
Keiichi Nashimoto
恵一 梨本
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.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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 Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP10273651A priority Critical patent/JP2000106036A/en
Publication of JP2000106036A publication Critical patent/JP2000106036A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single crystal ferroelectric thin film having a stably controlled composition and fine and good surfacing and crystallizing characteristics. SOLUTION: This thin film contains an Li element and at least one element of Nb and Ta. It is manufactured by the steps of adding a water in an amount, such that the mole ratio of composite metal alkoxide to water is 1:1 to 1:2, to organic solvent of composite metal alkoxide with organic ligands shown in the formula: R1OR2O-(where R1 is an aliphatic hydrocarbon group and R2 is a bivalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether linkage) for partial hydrolysis, of applying a precursor solution obtained in the hydrolysis onto a single crystal substrate, and of giving heat treatment thereto.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属有機化合物の
加熱結晶化を用いて、単結晶基板上にエピタキシャル成
長された、組成が精密に制御され表面が平滑であり、か
つ高い結晶性を有する単結晶状の強誘電体薄膜、及びそ
の製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a single crystal having a composition controlled precisely, having a smooth surface and high crystallinity, which is epitaxially grown on a single crystal substrate by using heat crystallization of a metal organic compound. The present invention relates to a crystalline ferroelectric thin film and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】酸化物強誘電体薄膜は強誘電体の持つ優
れた非線形光学効果や電気光学効果などの性質により、
第二高調波素子、光スイッチ、光変調素子など多くの応
用が期待されている。従来、これらの素子はLiNbO
3 又はLiTaO3 の単結晶ウエハを用い、Tiの熱拡
散やプロトンのイオン交換によって作製した光導波路構
造を用いてきた。一方、異種の材料よりなる単結晶基板
上に強誘電体薄膜のヘテロエピタキシャル成長を行った
薄膜光導波路構造を実現すると、第二高調波素子の高効
率化、光スイッチや光変調素子などの低駆動電圧化、さ
らには光集積型素子の作製が可能となる。
2. Description of the Related Art Oxide ferroelectric thin films are characterized by the excellent non-linear optical effect and electro-optical effect of ferroelectrics.
Many applications are expected, such as a second harmonic element, an optical switch, and an optical modulation element. Conventionally, these devices are LiNbO
An optical waveguide structure manufactured by thermal diffusion of Ti or ion exchange of protons using a single crystal wafer of 3 or LiTaO 3 has been used. On the other hand, realizing a thin-film optical waveguide structure in which a ferroelectric thin film is heteroepitaxially grown on a single-crystal substrate made of a dissimilar material will increase the efficiency of the second harmonic element and lower the driving of optical switches and optical modulators. It becomes possible to increase the voltage and further to manufacture an optical integrated device.

【0003】しかし、強誘電体薄膜のヘテロエピタキシ
ャル成長によって作製した薄膜光導波路の第二高調波素
子、光スイッチ、光変調素子などへの応用には、低光伝
播損失化と単結晶並みの特性を得るために単結晶状強誘
電体薄膜の作製が不可欠である。そのため、LiNbO
3 、LiTaO3 、KNbO3 などをはじめ、BaTi
3 、PbTiO3 、(Pb1-x Lax )(Zr1-y
Tiy 1-x/4 3 (PLZT)、Bi4 Ti3 12
どのエピタキシャル強誘電体薄膜がrf−マグネトロン
・スパッタリング法、イオン・ビーム・スパッタリング
法、レーザー・アブレイション法、MOCVD法などの
気相成長方法によって酸化物単結晶基板に数多く形成さ
れている。
However, the application of a thin film optical waveguide produced by heteroepitaxial growth of a ferroelectric thin film to a second harmonic element, an optical switch, an optical modulation element, and the like requires low light propagation loss and characteristics similar to those of a single crystal. In order to obtain it, it is indispensable to produce a single crystal ferroelectric thin film. Therefore, LiNbO
3 , LiTaO 3 , KNbO 3, etc.
O 3 , PbTiO 3 , (Pb 1-x La x ) (Zr 1-y
Ti y ) 1-x / 4 O 3 (PLZT), Bi 4 Ti 3 O 12 and other epitaxial ferroelectric thin films are formed by rf-magnetron sputtering, ion beam sputtering, laser ablation, MOCVD Many are formed on an oxide single crystal substrate by such a vapor growth method.

【0004】しかしながら、全ての方法は装置が非常に
高価な上、薄膜の表面性、組成制御、均一性の問題を持
ち、いまだに実用レベルの単結晶状強誘電体薄膜は得ら
れていない。
[0004] However, all the methods are very expensive in equipment and have problems of thin film surface properties, composition control and uniformity, and a practically usable single-crystal ferroelectric thin film has not yet been obtained.

【0005】一方、精密な化学組成制御、プロセスの低
温化、均一性、低設備コストなどの面での利点がある金
属有機化合物を基板に塗布したのち加熱することによっ
て強誘電体薄膜を得る、一般にゾルゲル法と呼ばれる方
法が特公昭62−27482号に示されている。この方
法では一般に50nmから200nmの一定の膜厚の強
誘電体薄膜を積層して、所定の膜厚の強誘電体薄膜を得
ることができるが、高温での焼成を行っても多結晶で密
度の低い薄膜を得ることしかできなかったため、強誘電
体の分極に基づく物性を充分に生かすことができず、ま
た、光導波路などとしては結晶粒界及びピンホールによ
る光の散乱が大きすぎて使用することは全くできなかっ
た。
On the other hand, a ferroelectric thin film is obtained by applying a metal organic compound, which has advantages in terms of precise chemical composition control, low temperature of the process, uniformity, low equipment cost, etc., to a substrate and then heating the substrate, A method generally called a sol-gel method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-27482. In this method, a ferroelectric thin film having a predetermined thickness can be generally obtained by laminating a ferroelectric thin film having a constant thickness of 50 nm to 200 nm. It was only possible to obtain a thin film with a low dielectric constant, so it was not possible to make full use of the physical properties based on the polarization of the ferroelectric, and it was used as an optical waveguide due to too large light scattering by crystal grain boundaries and pinholes. I couldn't do it at all.

【0006】本発明者の一人は、K.Nashimot
o and M.J.Cima:Epitaxial
LiNbO3 thin films prepare
dby sol−gel process,Mate
r.Lett.,10(1991)348.に示したよ
うに、ゾルゲル法において、エチルアルコールを溶媒と
する複合金属アルコキシドLiNb(OC2 5 6
駆体溶液を、加水分解を全く行わずに、サファイア単結
晶基板上に塗布し加熱することにより、サファイア単結
晶基板上に強誘電体LiNbO3 薄膜がエピタキシャル
成長することを発見した。具体的には、エチルアルコー
ルを溶媒とする複合アルコキシドLiNb(OC
2 5 6 前駆体溶液にH2 Oを加えていくと、焼成後
のLiNbO3薄膜は配向性膜から多結晶膜へと変化し
たが、H2 Oを全く加えず加水分解を行わない前駆体を
用いて焼成するとLiNbO3 薄膜はわずか400℃で
エピタキシャル成長をする。多結晶膜及び配向性膜は高
温で焼成した際には結晶粒成長と細孔径成長とにより膜
は大幅に低密度化したが、エピタキシャルLiNbO3
膜は結晶粒成長後も多結晶膜や配向性膜と比較して極め
て大きなサブ・グレイン(結晶粒状の構造であるが各結
晶粒の方位がほぼ又は完全に揃っている構造)を持ち高
密度であった。また、エピタキシャル膜は多結晶膜や配
向性膜と比較して高い屈折率を示し、他の膜は高温結晶
粒成長後に不透明になったのに対しほぼ透明であった。
しかし、詳細に検討を行うと、400℃の温度で焼成さ
れたエピタキシャルLiNbO3 強誘電体薄膜は単結晶
状で表面が平滑であるが、TEM(透過型電子顕微鏡)
によって薄膜の断面を観察すると数nm径の細孔を含む
ことがわかり、このため密度が十分に高くはなく屈折率
も単結晶並みではなかった。700℃の温度で焼成され
た強誘電体薄膜は単結晶状で多結晶膜や配向性膜と比較
して極めて大きなサブ・グレインを持ち高密度で屈折率
も単結晶に比較的近かったが、細孔を若干含み、表面が
光学的に平滑ではなく膜の透明性も充分ではなかった。
[0006] One of the inventors of the present invention is based on K. Nashimoto
o and M.S. J. Cima: Epitaxial
LiNbO 3 thin films prepare
dby sol-gel process, Mate
r. Lett. , 10 (1991) 348. As shown in the above, in the sol-gel method, a composite metal alkoxide LiNb (OC 2 H 5 ) 6 precursor solution using ethyl alcohol as a solvent is applied onto a sapphire single crystal substrate without any hydrolysis and heated. As a result, they have found that a ferroelectric LiNbO 3 thin film grows epitaxially on a sapphire single crystal substrate. Specifically, a complex alkoxide LiNb (OC
As H 2 O was added to the 2 H 5 ) 6 precursor solution, the baked LiNbO 3 thin film changed from an oriented film to a polycrystalline film, but no H 2 O was added and no hydrolysis was performed. When calcined using the precursor, the LiNbO 3 thin film grows epitaxially at only 400 ° C. When the polycrystalline film and the oriented film were baked at a high temperature, the density of the film was significantly reduced due to the growth of crystal grains and the growth of the pore diameter, but the epitaxial LiNbO 3
The film has an extremely large sub-grain (a structure with crystal grains, but the orientation of each crystal grain is almost or completely aligned) compared to the polycrystalline film and the oriented film even after the crystal grain growth, and the density is high. Met. The epitaxial film showed a higher refractive index than the polycrystalline film and the oriented film, and the other films became opaque after high-temperature crystal grain growth, but were almost transparent.
However, when studied in detail, the epitaxial LiNbO 3 ferroelectric thin film baked at a temperature of 400 ° C. has a single crystal shape and a smooth surface, but a TEM (transmission electron microscope).
By observing the cross section of the thin film, it was found that the film contained pores having a diameter of several nm. Therefore, the density was not sufficiently high, and the refractive index was not as high as that of a single crystal. The ferroelectric thin film fired at a temperature of 700 ° C. was a single crystal, had extremely large sub-grains compared to a polycrystalline film and an oriented film, had a high density, and had a refractive index relatively close to that of a single crystal. The film contained some pores, the surface was not optically smooth, and the film was not sufficiently transparent.

【0007】また、上記の本発明者らの方法にならった
報告が、P.G.Clem andD.A.Payn
e:Control of heteroepitax
yin sol−gel derived LiNbO
3 thin layers,Mat.Res.Sym
p.Proc.,361(1995)179.にあり、
LiNb(OC2 5 6 前駆体のエチルアルコール溶
液をサファイア単結晶基板に塗布したのちに加熱するこ
とにより、エピタキシャルLiNbO3 薄膜を得たこと
が示されている。しかし、薄膜結晶面の基板面に平行な
方向に対する傾きの定量的指標であるX線回折ロッキン
グ・カーブ半値幅は、サファイア(0001)基板上の
LiNbO3 薄膜では1.2、サファイア(1120)
基板上のLiNbO3 薄膜では1.9と単結晶と比較し
て良好なものではなく、屈折率も単結晶の2.20〜
2.29よりかなり小さな2.07しか得られないとい
う問題があった。
A report following the method of the present inventors is described in P. G. FIG. Clem and D. A. Payn
e: Control of heteroepitax
yin sol-gel derived LiNbO
3 thin layers, Mat. Res. Sym
p. Proc. , 361 (1995) 179. In
It is shown that an epitaxial LiNbO 3 thin film was obtained by applying an ethyl alcohol solution of a LiNb (OC 2 H 5 ) 6 precursor to a sapphire single crystal substrate and then heating it. However, the half-width of the X-ray diffraction rocking curve, which is a quantitative index of the inclination of the crystal plane of the thin film with respect to the direction parallel to the substrate plane, is 1.2 for a LiNbO 3 thin film on a sapphire (0001) substrate and 10.5 for sapphire (1120).
The LiNbO 3 thin film on the substrate is 1.9, which is not as good as that of a single crystal, and has a refractive index of 2.20 to less than that of a single crystal.
There is a problem that only 2.07, which is considerably smaller than 2.29, can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】これらに対して、本発
明者らは表面が光学的に平滑で透明な配向性強誘電体薄
膜を得るための方法として、加水分解を行わない前駆体
溶液を用い、熱処理温度の異なる膜からなる配向性多層
強誘電体薄膜を発明した(特開平5−342912
号)。また、前駆体である複合金属有機化合物の有機官
能基に相当する有機化合物又は前駆体の溶媒の常圧での
沸点が、得られる薄膜の平滑化及び細孔の抑制に非常に
重要であることを発見し、常圧での沸点が少なくとも8
0℃以上であるメトキシエタノールを用い、前駆体とし
てはメトキシエトキシドを用いることが望ましいことを
見いだし特許を出願した(特開平7−78508号)。
また、特開平09−329722号に示したように、一
層の膜厚が1nmから40nmである強誘電体バッファ
層を設けて、その上にバッファ層の各層の膜厚より厚
く、かつ、10nmから1000nmである強誘電体薄
膜を固相エピタキシャル成長により作製することによ
り、光導波路として用いるに十分な表面の平滑性と結晶
性を有し光伝播損失が小さな強誘電体薄膜を得られるこ
とが分かった。
On the other hand, as a method for obtaining an oriented ferroelectric thin film whose surface is optically smooth and transparent, the present inventors have proposed a precursor solution which is not subjected to hydrolysis. Invented was an oriented multi-layer ferroelectric thin film composed of films having different heat treatment temperatures (Japanese Patent Laid-Open No. 5-342912).
issue). In addition, the boiling point of the solvent of the organic compound or the precursor corresponding to the organic functional group of the composite metal organic compound as a precursor at normal pressure is very important for smoothing the obtained thin film and suppressing pores. Has a boiling point of at least 8 at normal pressure.
It was found that it was desirable to use methoxyethanol at 0 ° C. or higher and methoxyethoxide as a precursor, and applied for a patent (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-78508).
Further, as shown in JP-A-09-329722, a ferroelectric buffer layer having a thickness of 1 nm to 40 nm is provided, and the thickness of the ferroelectric buffer layer is thicker than that of each buffer layer, and the thickness is 10 nm. It was found that by producing a ferroelectric thin film having a thickness of 1000 nm by solid phase epitaxial growth, a ferroelectric thin film having sufficient surface smoothness and crystallinity and having small light propagation loss for use as an optical waveguide can be obtained. .

【0009】しかし、上述の加水分解を全く行わない前
駆体を用いるプロセスでは、前駆体合成時や薄膜成長時
に混入する微量の水分が、得られる薄膜の表面性、緻密
性、結晶性等に影響を及ぼし、品質にばらつきが生じる
ことが問題となっていた。
However, in the above-described process using a precursor that does not perform hydrolysis at all, a small amount of water mixed in during the synthesis of the precursor or during the growth of the thin film affects the surface properties, denseness, crystallinity, etc. of the obtained thin film. And the quality varies.

【0010】本発明は、前記従来の技術の諸問題を解決
し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本
発明の目的は、組成が安定に制御され、緻密で良好な表
面性と結晶性を有する単結晶状の強誘電体薄膜、及びそ
の製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and achieve the following objects. That is, an object of the present invention is to provide a single-crystal ferroelectric thin film whose composition is controlled stably, which is dense and has good surface properties and crystallinity, and a method for producing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、複合金属
アルコキシドからの固相エピタキシャル成長を用いた強
誘電体薄膜、及びその製造において、薄膜の品質に与え
る複合金属アルコキシドへの水分の影響に関する研究を
行った結果、R1 OR2 O−で示される有機配位子を有
する複合金属アルコキシドと、R1 O−で示される有機
配位子を有する複合金属アルコキシドとは異なる挙動を
示すことを見出し本発明に至った。即ち、
Means for Solving the Problems The present inventors have studied a ferroelectric thin film using solid phase epitaxial growth from a composite metal alkoxide, and, in the production thereof, the influence of moisture on the composite metal alkoxide on the quality of the thin film. As a result of the study, it was found that the composite metal alkoxide having an organic ligand represented by R 1 OR 2 O— and the composite metal alkoxide having an organic ligand represented by R 1 O— behave differently. The present invention led to the heading. That is,

【0012】<1>Li元素と、Nb及びTaのうち少
なくとも一つの元素とを含み、有機配位子が式:R1
2 O−(式中R1 は脂肪族炭化水素基を示し、R2
エーテル結合を有してもよい2価の脂肪族炭化水素基を
示す。)で示される複合金属アルコキシドの有機溶媒溶
液に、該複合金属アルコキシドと水とのモル比が1:1
〜1:2となる量の水を加えて部分的に加水分解する加
水分解工程、該加水分解工程で得られた前駆体溶液を単
結晶基板上に塗布する塗布工程、及び熱処理工程よって
得られることを特徴とする強誘電体薄膜である。
<1> It contains a Li element and at least one element of Nb and Ta, and the organic ligand has the formula: R 1 O
R 2 O— (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond). The solution has a molar ratio of the composite metal alkoxide to water of 1: 1.
1 : 1: 2 obtained by a hydrolysis step of partially hydrolyzing by adding water, a coating step of coating the precursor solution obtained in the hydrolysis step on a single crystal substrate, and a heat treatment step. A ferroelectric thin film characterized in that:

【0013】<2>複合金属アルコキシドの有機溶媒溶
液が、出発物質として、Li元素を含む有機金属化合物
又は無機化合物と、Nb若しくはTa元素を含む有機金
属化合物又は無機化合物のうち少なくとも一種とを、
式:R1 OR2 OH(式中R1は脂肪族炭化水素基を表
し、R2 はエーテル結合を有してもよい2価の脂肪族炭
化水素基を示す。)で示されるアルコール中に溶解する
溶解工程、該溶解工程で得られた溶液に前記アルコール
をさらに補給しつつ加熱蒸留する蒸留工程、及び還流工
程によって、調製されることを特徴とする前記<1>に
記載の強誘電体薄膜の製造方法。
<2> An organic solvent solution of the composite metal alkoxide is composed of an organic metal compound or an inorganic compound containing a Li element and at least one of an organic metal compound or an inorganic compound containing an Nb or Ta element as starting materials.
In an alcohol represented by the formula: R 1 OR 2 OH (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond). The ferroelectric substance according to <1>, which is prepared by a dissolving step of dissolving, a distillation step of heating and distilling the solution obtained in the dissolving step while further replenishing the alcohol, and a refluxing step. Manufacturing method of thin film.

【0014】<3>加水分解する時間が1〜10時間で
ある前記<1>に記載の強誘電体薄膜である。
<3> The ferroelectric thin film according to <1>, wherein the hydrolysis time is 1 to 10 hours.

【0015】<4>単結晶基板がAl2 3 、LiTa
3 、MgO、又はZnOである前記<1>に記載の強
誘電体薄膜である。
<4> The single crystal substrate is made of Al 2 O 3 or LiTa
The ferroelectric thin film according to <1>, wherein the ferroelectric thin film is O 3 , MgO, or ZnO.

【0016】<5>熱処理が、100℃〜500℃の温
度範囲で、塗布された薄膜を熱分解しアモルファスとす
る非晶質加熱工程と、300℃〜1200℃の温度範囲
で、固相エピタキシャル成長を実現するエピタキシャル
加熱工程と、を少なくとも含む前記<1>に記載の強誘
電体薄膜である。
<5> An amorphous heating step in which the applied thin film is thermally decomposed to be amorphous at a temperature range of 100 ° C. to 500 ° C. and a solid phase epitaxial growth at a temperature range of 300 ° C. to 1200 ° C. The ferroelectric thin film according to the item <1>, comprising at least an epitaxial heating step for realizing the following.

【0017】<6>熱処理の昇温速度が、1〜500℃
/secとする前記<1>に記載の強誘電体薄膜であ
る。
<6> Heating rate of heat treatment is 1 to 500 ° C.
/ Sec, the ferroelectric thin film according to <1>.

【0018】<7>Li元素と、Nb及びTaのうち少
なくとも一つの元素とを含み、有機配位子が式:R1
2 O−(式中R1 は脂肪族炭化水素基を示し、R2
エーテル結合を有してもよい2価の脂肪族炭化水素基を
示す。)で示される複合金属アルコキシドの有機溶媒溶
液に、該複合金属アルコキシドと水とのモル比が1:1
〜1:2となる量の水を加えて部分的に加水分解する加
水分解工程、該加水分解工程で得られた前駆体溶液を単
結晶基板上に塗布する塗布工程、及び熱処理工程を含む
ことを特徴とする強誘電体薄膜の製造方法である。
<7> It contains a Li element and at least one element of Nb and Ta, and the organic ligand has the formula: R 1 O
R 2 O— (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond). The solution has a molar ratio of the composite metal alkoxide to water of 1: 1.
A hydrolysis step of partially hydrolyzing by adding water in an amount of about 1: 2, a coating step of coating the precursor solution obtained in the hydrolysis step on a single crystal substrate, and a heat treatment step. A method for manufacturing a ferroelectric thin film characterized by the following.

【0019】<8>複合金属アルコキシド有機溶媒溶液
が、出発物質として、Li元素を含む有機金属化合物又
は無機化合物と、Nb若しくはTa元素を含む有機金属
化合物又は無機化合物のうち少なくとも一種とを、式:
1 OR2 OH(式中R1 は脂肪族炭化水素基を表し、
2 はエーテル結合を有してもよい2価の脂肪族炭化水
素基を示す。)で示されるアルコール中に溶解する溶解
工程、該溶解工程で得られた溶液に前記アルコールをさ
らに補給しつつ加熱蒸留する蒸留工程、及び還流工程に
よって、調製されることを特徴とする前記<7>に記載
の強誘電体薄膜の製造方法。
<8> An organic solvent solution of a composite metal alkoxide is prepared by using, as a starting material, an organometallic compound or an inorganic compound containing an Li element and at least one of an organometallic compound or an inorganic compound containing an Nb or Ta element by the formula :
R 1 OR 2 OH (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group,
R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond. The above <7 is characterized by being prepared by a dissolving step of dissolving in alcohol shown in the above), a distillation step of heating and distilling the solution obtained in the dissolving step while further replenishing the alcohol, and a refluxing step. > The method for producing a ferroelectric thin film according to <1>.

【0020】<9>出発物質の少なくとも1種が、L
i、Nb、又はTaのアルコキシドである前記<8>に
記載の強誘電体薄膜の製造方法である。
<9> At least one of the starting materials is L
<8> The method for producing a ferroelectric thin film according to <8>, wherein the ferroelectric thin film is an alkoxide of i, Nb, or Ta.

【0021】<10>出発物質の少なくとも1種が、L
i、Nb、又はTaのハロゲン化物である前記<8>に
記載の強誘電体薄膜の製造方法である。
<10> At least one of the starting materials is L
The method for producing a ferroelectric thin film according to <8>, wherein the ferroelectric thin film is a halide of i, Nb, or Ta.

【0022】<11>出発物質の少なくとも1種が、金
属Liである前記<8>に記載の強誘電体薄膜の製造方
法である。
<11> The method for producing a ferroelectric thin film according to <8>, wherein at least one of the starting materials is metallic Li.

【0023】<12>蒸留工程で、溶解工程で使用した
アルコールの0.1〜100倍容量の該アルコールをさ
らに補給する前記<8>に記載の強誘電体薄膜の製造方
法である。
<12> The method for producing a ferroelectric thin film according to <8>, wherein the alcohol is further supplied in a distillation step in an amount of 0.1 to 100 times the volume of the alcohol used in the dissolving step.

【0024】<13>加水分解する時間が1〜10時間
である前記<7>に記載の強誘電体薄膜の製造方法であ
る。
<13> The method for producing a ferroelectric thin film according to <7>, wherein the hydrolysis time is 1 to 10 hours.

【0025】<14>単結晶基板がAl2 3 、LiT
aO3 、MgO、又はZnOである前記<7>に記載の
強誘電体薄膜の製造方法である。
<14> The single crystal substrate is made of Al 2 O 3 or LiT
<7> The method for producing a ferroelectric thin film according to <7>, wherein the ferroelectric thin film is aO 3 , MgO, or ZnO.

【0026】<15>熱処理が、100℃〜500℃の
温度範囲で、塗布された薄膜を熱分解しアモルファスと
する非晶質加熱工程と、300℃〜1200℃の温度範
囲で、固相エピタキシャル成長を実現するエピタキシャ
ル加熱工程と、を少なくとも含む前記<7>に記載の強
誘電体薄膜の製造方法である。
<15> An amorphous heating step in which the heat treatment is performed by thermally decomposing the applied thin film into an amorphous state at a temperature range of 100 ° C. to 500 ° C., and a solid phase epitaxial growth at a temperature range of 300 ° C. to 1200 ° C. And a method for producing a ferroelectric thin film according to the item <7>, which comprises at least an epitaxial heating step of realizing the following.

【0027】<16>熱処理の昇温速度が、1〜500
℃/secとする前記<7>に記載の強誘電体薄膜の製
造方法である。
<16> Heating rate of heat treatment is 1 to 500
<7> The method for producing a ferroelectric thin film according to the item <7>, wherein the temperature is ° C / sec.

【0028】本発明の強誘電体薄膜は、R1 OR2 O−
で示される有機配位子を有する複合金属アルコキシドを
部分的に加水分解した前駆体溶液を用いることで、薄膜
成長時等に混入する水分による加水分解に対する耐性を
向上させることができる。また、部分的に加水分解させ
るために添加する水の量を操作することにより、得られ
る強誘電体薄膜の表面性及び結晶性を向上させることが
できる。
The ferroelectric thin film of the present invention has a structure of R 1 OR 2 O—
By using a precursor solution obtained by partially hydrolyzing a composite metal alkoxide having an organic ligand represented by the formula (1), resistance to hydrolysis by moisture mixed during the growth of a thin film or the like can be improved. Further, by controlling the amount of water added for partial hydrolysis, the surface properties and crystallinity of the obtained ferroelectric thin film can be improved.

【0029】本発明の強誘電体薄膜の製造方法は、従来
の気相エピタキシャル成長方法、従来の気相成長膜を用
いた固相エピタキシャル成長方法と比較して組成制御
性、膜厚均一性、設備コスト等の面で勝り、ゾルゲル法
の加水分解を利用して緻密で良好な平滑性及び結晶性を
有する強誘電体薄膜を製造する方法である。
The method for producing a ferroelectric thin film according to the present invention has a composition controllability, film thickness uniformity, and equipment cost as compared with the conventional vapor phase epitaxial growth method and the conventional solid phase epitaxial growth method using the vapor phase grown film. This is a method of producing a ferroelectric thin film that is dense and has good smoothness and crystallinity by utilizing the hydrolysis of the sol-gel method.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の強誘電体薄膜は、Li元
素と、Nb及びTaのうち少なくとも一つの元素とを含
み、有機配位子が式:R1 OR2 O−(式中R1 は脂肪
族炭化水素基を示し、R2 はエーテル結合を有してもよ
い2価の脂肪族炭化水素基を示す。)で示される複合金
属アルコキシドの有機溶媒溶液に、該複合金属アルコキ
シドと水とのモル比が1:1〜1:2となる量の水を加
えて部分的に加水分解する加水分解工程、該加水分解工
程で得られた前駆体溶液を単結晶基板上に塗布する塗布
工程、及び熱処理工程よって得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ferroelectric thin film of the present invention contains a Li element and at least one of Nb and Ta, and has an organic ligand represented by the formula: R 1 OR 2 O— 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond.) A hydrolysis step of partially hydrolyzing by adding water in such an amount that the molar ratio with water is 1: 1 to 1: 2, and applying the precursor solution obtained in the hydrolysis step onto a single crystal substrate; It is obtained by a coating step and a heat treatment step.

【0031】以下、本発明の強誘電体薄膜を製造方法を
通して説明する。本発明の強誘電体薄膜の製造方法は、
Li元素と、Nb及びTaのうち少なくとも一つの元素
とを含み、有機配位子が式:R1 OR2 O−(式中R1
は脂肪族炭化水素基を示し、R2 はエーテル結合を有し
てもよい2価の脂肪族炭化水素基を示す。)で示される
複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液(以下、複合金属
アルコキシドの有機溶媒溶液という。)に、該複合金属
アルコキシドと水とのモル比が1:1〜1:2となる量
の水を加えて部分的に加水分解する加水分解工程、該加
水分解工程で得られた前駆体溶液を単結晶基板上に塗布
する塗布工程、及び熱処理工程を含む製造方法である。
Hereinafter, the ferroelectric thin film of the present invention will be described through a manufacturing method. The method for producing a ferroelectric thin film of the present invention comprises:
It contains a Li element and at least one element of Nb and Ta, and the organic ligand has a formula: R 1 OR 2 O— (wherein R 1
Represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond. ) In an organic solvent solution of a composite metal alkoxide (hereinafter, referred to as an organic solvent solution of the composite metal alkoxide) in an amount such that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water is 1: 1 to 1: 2. In addition, the production method includes a hydrolysis step of partially hydrolyzing, a coating step of coating the precursor solution obtained in the hydrolysis step on a single crystal substrate, and a heat treatment step.

【0032】前記複合金属アルコキシドは、Li元素
と、Nb及びTaのうち少なくとも一つの元素とを含
み、有機配位子が式:R1 OR2 O−で示される複合金
属アルコキシドであり、R1 は脂肪族炭化水素基を表
し、R2 は、エーテル結合を有してもよい2価の脂肪族
炭化水素基を示す。前記脂肪族炭化水素基としては、炭
素数1〜4のアルキル基が好ましい。前記エーテル結合
を有してもよい2価の脂肪族炭化水素基としては、炭素
数2〜4のアルキレン基、炭素数2〜4のアルキレン基
がエーテル結合によって結合している全炭素数4〜6の
2価の脂肪族炭化水素基が好ましい。
[0032] The composite metal alkoxide, a Li element, and at least one element of Nb and Ta, the organic ligand has the formula: a composite metal alkoxide represented R 1 OR 2 O-in, R 1 Represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond. As the aliphatic hydrocarbon group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable. Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond include an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and a total of 4 to 4 carbon atoms in which an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms is bonded by an ether bond. 6 divalent aliphatic hydrocarbon groups are preferred.

【0033】前記複合金属アルコキシドとしては、Li
Nb(OCH2 OCH3 6 、LiTa(OCH2 OC
3 6 、LiNb0.5 Ta0.5 (OCH2 OCH3
6 、LiNb(OC2 5 OCH3 6 、LiTa(O
2 5 OCH3 6 、等が挙げられる。これらの中で
も、LiNb(OC2 5 OCH3 6 が好ましい。
As the composite metal alkoxide, Li
Nb (OCH 2 OCH 3 ) 6 , LiTa (OCH 2 OC
H 3 ) 6 , LiNb 0.5 Ta 0.5 (OCH 2 OCH 3 )
6 , LiNb (OC 2 H 5 OCH 3 ) 6 , LiTa (O
C 2 H 5 OCH 3) 6 , and the like. Among them, LiNb (OC 2 H 5 OCH 3 ) 6 is preferable.

【0034】前記有機溶媒としては、R1 OR2 OHで
示されるアルコールが挙げられる。また、これらは単独
で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
Examples of the organic solvent include alcohols represented by R 1 OR 2 OH. These may be used alone or in combination of two or more.

【0035】前記R1 OR2 OHで示されるアルコール
としては、常圧での沸点は80℃以上であり、金属アル
コキシドのアルコール交換反応が容易であるものが好ま
しく、例えば、CH3 OCH2 CH2 OH(沸点12
4.5℃)、C2 5 OCH2CH2 OH(沸点135
℃)、C4 9 OCH2 CH2 OH(沸点171℃)な
どのアルコール類が特に好ましいが、これらに限定され
るものではない。
The alcohol represented by R 1 OR 2 OH preferably has a boiling point at normal pressure of 80 ° C. or higher and facilitates the alcohol exchange reaction of metal alkoxide. For example, CH 3 OCH 2 CH 2 OH (boiling point 12
4.5 ° C.), C 2 H 5 OCH 2 CH 2 OH (boiling point 135
C) and C 4 H 9 OCH 2 CH 2 OH (boiling point 171 ° C.) are particularly preferred, but not limited thereto.

【0036】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
は、特に限定しないが、市販されている所望の複合金属
アルコキシドと有機溶媒とを、所定の濃度にて混合した
ものをでもよいし、以下に示すように調製してもよい。
The solution of the composite metal alkoxide in an organic solvent is not particularly limited, but may be a commercially available mixture of a desired composite metal alkoxide and an organic solvent at a predetermined concentration, or as shown below. May be prepared.

【0037】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
の好適な調製方法は、出発物質として、Li元素を含む
有機金属化合物又は無機化合物と、Nb若しくはTa元
素を含む有機金属化合物又は無機化合物のうち少なくと
も一種とを、式:R1 OR2OH(式中R1 は脂肪族炭
化水素基を表し、R2 はエーテル結合を有してもよい2
価の脂肪族炭化水素基を示す。)で示されるアルコール
中に溶解する溶解工程、該溶解工程で得られた溶液に前
記アルコールをさらに補給しつつ加熱蒸留する蒸留工
程、及び還流工程によって、調製する方法である。
A preferable method for preparing the organic metal solution of the composite metal alkoxide is that at least one of an organic metal compound or an inorganic compound containing an Li element and an organic metal compound or an inorganic compound containing an Nb or Ta element is used as a starting material. Is represented by the formula: R 1 OR 2 OH (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents 2 which may have an ether bond)
And a monovalent aliphatic hydrocarbon group. ), A dissolving step of dissolving in alcohol, a distillation step of heating and distilling the solution obtained in the dissolving step while further replenishing the alcohol, and a reflux step.

【0038】前記出発物質としては、Li、Nb又はT
aを含み、有機配位子がR1 O−で示される金属アルコ
キシド等の有機金属化合物、Li、Nb又はTaハロゲ
ン化物、金属Li等の無機化合物が挙げられる。
The starting material may be Li, Nb or T
a, and an organic metal compound such as a metal alkoxide whose organic ligand is represented by R 1 O—, an inorganic compound such as Li, Nb or Ta halide, and metal Li.

【0039】前記Li、Nb又はTaを含み、有機配位
子がR1 O−で示される金属アルコキシドとしては、L
iOR1 、Nb(OR1 6 、Ta(OR1 6 が挙げ
られる。
As the metal alkoxide containing Li, Nb or Ta, wherein the organic ligand is represented by R 1 O—,
iOR 1 , Nb (OR 1 ) 6 and Ta (OR 1 ) 6 .

【0040】前記Li、Nb又はTaハロゲン化物とし
ては、LiCl、NbCl、TaCl等が挙げられる。
Examples of the Li, Nb or Ta halide include LiCl, NbCl and TaCl.

【0041】前記出発物質から、それぞれ以下に示す操
作により、Li元素を含む金属アルコキシドと、Nb元
素を含む金属アルコキシド及びTa元素を含む金属アル
コキシドのうち少なくとも一種が合成される。これらの
金属アルコキシドの有機配位子は、R1 O−又はR1
2 −を示す。
From the starting materials, at least one of a metal alkoxide containing a Li element, a metal alkoxide containing a Nb element, and a metal alkoxide containing a Ta element is synthesized by the following operations. The organic ligand of these metal alkoxides is R 1 O— or R 1 O
R 2- .

【0042】前記出発物質が、Li、Nb又はTaを含
み、有機配位子がR1 O−で示される金属アルコキシド
の場合には、これらを、R1 OR2 OHで表されるアル
コール中で蒸留や還流することによりアルコール交換反
応が行われ、これによって、有機配位子として、R1
2 O−の前記金属アルコキシドが合成される。
When the starting material contains Li, Nb or Ta, and the organic ligand is a metal alkoxide represented by R 1 O—, these are converted into an alcohol represented by R 1 OR 2 OH. The alcohol exchange reaction is performed by distillation or reflux, whereby R 1 O is used as an organic ligand.
The metal alkoxide of R 2 O— is synthesized.

【0043】前記出発物質が、Li、Nb又はTaの金
属ハロゲン化物の場合には、これらを、R1 OH又はR
1 OR2 OHで表されるアルコールと混合し、アンモニ
アを通しながら攪拌することにより、有機配位子とし
て、R1 O−又はR1 OR2 O−の前記金属アルコキシ
ドが合成される。
When the starting material is a metal halide of Li, Nb or Ta, these may be replaced with R 1 OH or R 1 OH.
By mixing with an alcohol represented by 1 OR 2 OH and stirring while passing ammonia, the metal alkoxide of R 1 O— or R 1 OR 2 O— is synthesized as an organic ligand.

【0044】前記出発物質が、金属Li場合、これを、
1 OH又はR1 OR2 OHで表されるアルコール中で
還流することにより、有機配位子として、R1 O−又は
1OR2 O−の前記金属アルコキシドが合成される。
When the starting material is metal Li,
By refluxing in an alcohol represented by R 1 OH or R 1 OR 2 OH, the metal alkoxide of R 1 O— or R 1 OR 2 O— is synthesized as an organic ligand.

【0045】上記の様にして得られた、Li元素を含む
金属アルコキシドと、Nb元素を含む金属アルコキシド
及びTa元素を含む金属アルコキシドのうち少なくとも
一種とから、それぞれ以下に示す操作により、前記複合
金属アルコキシドが合成される。また、前記金属アルコ
キシドの合成は、以下の操作と一緒に同時に行ってもよ
い。
From the metal alkoxide containing the Li element and at least one of the metal alkoxide containing the Nb element and the metal alkoxide containing the Ta element obtained as described above, the composite metal Alkoxides are synthesized. The synthesis of the metal alkoxide may be performed simultaneously with the following operation.

【0046】前記金属アルコキシドの有機配位子がR1
O−の場合には、有機配位子R1 O−のR1 OR2 O−
へのアルコール交換と、金属アルコキシドの複合化を目
的として、前記金属アルコキシドを所定の組成にて、
式:R1 OR2 OHで示されるアルコール中に溶解する
溶解工程、該溶解工程で得られた溶液に前記アルコール
をさらに補給しつつ加熱蒸留する蒸留工程、及び還流工
程によって、前記複合金属アルコキシドが合成される。
The organic ligand of the metal alkoxide is R 1
In the case of O—, R 1 OR 2 O— of the organic ligand R 1 O—
Alcohol exchange to, for the purpose of compounding the metal alkoxide, the metal alkoxide in a predetermined composition,
The dissolving step of dissolving in the alcohol represented by the formula: R 1 OR 2 OH, the distillation step of heating and distilling the solution obtained in the dissolving step while further replenishing the alcohol, and the refluxing step allow the composite metal alkoxide to be formed. Synthesized.

【0047】前記金属アルコキシドの有機配位子がR1
OR2 O−の場合には、金属アルコキシドの複合化を目
的として、前記金属アルコキシドを所定の組成にて、
式:R 1 OR2 OHで示されるアルコール中に溶解する
溶解工程、該溶解工程で得られた溶液に前記アルコール
をさらに補給しつつ加熱蒸留する蒸留工程、及び還流工
程によって、前記複合金属アルコキシドが合成される。
The organic ligand of the metal alkoxide is R1
ORTwoIn the case of O-, the aim is to compound the metal alkoxide.
As a target, the metal alkoxide in a predetermined composition,
Formula: R 1ORTwoSoluble in alcohol represented by OH
A dissolving step, and adding the alcohol to the solution obtained in the dissolving step.
Distillation step of heating distillation while further replenishing
Depending on the process, the composite metal alkoxide is synthesized.

【0048】前記蒸留工程において、アルコールをさら
に補給する容量は、溶解工程で使用したアルコールの
0.1〜100倍容量が好ましく、2〜100倍容量が
より好ましく、2〜10倍容量がさらに好ましい。0.
1倍容量未満であると、前記金属アルコキシドの有機配
位子R1 O−のR1 OR2 O−へのアルコール交換が不
十分になり易く、100倍容量を越えると、さらなる金
属アルコキシドの有機配位子のアルコール交換及び金属
アルコキシドの複合化が望めないと推測されるため、い
ずれも好ましくない。
In the distillation step, the capacity for further replenishing the alcohol is preferably 0.1 to 100 times, more preferably 2 to 100 times, more preferably 2 to 10 times the volume of the alcohol used in the dissolving step. . 0.
If the volume is less than 1 volume, the alcohol exchange of the organic ligand R 1 O— of the metal alkoxide to R 1 OR 2 O— tends to be insufficient. It is presumed that alcohol exchange of the ligand and complexation of the metal alkoxide cannot be expected.

【0049】前記蒸留工程は、溶媒であるアルコールの
沸点以上の温度で行うことが好ましい。
The above-mentioned distillation step is preferably carried out at a temperature not lower than the boiling point of the alcohol as the solvent.

【0050】前記蒸留工程において、蒸留時間は、1〜
24時間が好ましく、2〜10時間がより好ましい。1
時間未満であると、前記金属アルコキシドの有機配位子
1O−のR1 OR2 O−へのアルコール交換が不十分
になり易く、24時間を越えると、さらなる金属アルコ
キシドの有機配位子のアルコール交換及び金属アルコキ
シドの複合化が望めないと推測されるため、いずれも好
ましくない。
In the distillation step, the distillation time is from 1 to
24 hours is preferable, and 2 to 10 hours is more preferable. 1
If the time is less than the time, the alcohol exchange of the organic ligand R 1 O— of the metal alkoxide to the R 1 OR 2 O— tends to be insufficient. If the time exceeds 24 hours, the organic ligand of the metal alkoxide further increases. It is presumed that alcohol exchange and compounding of metal alkoxide cannot be expected.

【0051】前記還流工程は、溶媒であるアルコールの
沸点以上の温度で行うことが好ましい。
The refluxing step is preferably performed at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent alcohol.

【0052】前記還流工程において、還流する時間は、
1〜24時間が好ましく、10〜22時間がより好まし
い。1時間未満であると、金属アルコキシドの複合化が
不十分になり易く、24時間を越えると、さらなる金属
アルコキシドの複合化が望めないと推測されるため、い
ずれも好ましくない。
In the reflux step, the reflux time is as follows:
Preferably 1 to 24 hours, more preferably 10 to 22 hours. If the time is less than 1 hour, complexing of the metal alkoxide tends to be insufficient. If the time exceeds 24 hours, it is presumed that further complexing of the metal alkoxide cannot be expected.

【0053】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
の濃度としては、0.01〜3(モル/リットル)が好
ましく、0.05〜1.5(モル/リットル)がより好
ましい。
The concentration of the composite metal alkoxide in the organic solvent is preferably 0.01 to 3 (mol / l), more preferably 0.05 to 1.5 (mol / l).

【0054】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
に、該複合金属アルコキシドと水とのモル比が1:1〜
1:2となる量の水を加え加水分解させる工程により、
複合金属アルコキシドが、部分的に加水分解した前駆体
溶液を得ることができる。
In the solution of the composite metal alkoxide in the organic solvent, the molar ratio of the composite metal alkoxide to water is 1: 1 to 1: 1.
By adding water in an amount of 1: 2 to cause hydrolysis,
A precursor solution in which the composite metal alkoxide is partially hydrolyzed can be obtained.

【0055】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
に加える水の量は、該複合金属アルコキシドと水とのモ
ル比が1:1〜1:2となる量であり、1:1.3〜
1:1.7となる量がより好ましい。1:1となる量未
満であると、水の添加量の減少と共に、得られる薄膜の
結晶性が低下し、表面に細孔が多数見られるようにな
り、1:2となる量を超えると、水の添加量の増加と共
に、得られる薄膜の結晶性が低下し、表面に多数の細孔
及びクラックが生じる。
The amount of water to be added to the solution of the composite metal alkoxide in the organic solvent is such that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water is from 1: 1 to 1: 2 and from 1: 1.3 to 1: 2.
An amount of 1: 1.7 is more preferred. When the amount is less than 1: 1, the crystallinity of the obtained thin film decreases with the decrease in the amount of water added, and many pores are observed on the surface. As the amount of added water increases, the crystallinity of the obtained thin film decreases, and many pores and cracks occur on the surface.

【0056】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
を加水分解は、0〜120℃で1〜10時間行うことが
好ましく、60〜90℃で3〜6時間行うことがより好
ましい。
The hydrolysis of the organic solvent solution of the composite metal alkoxide is preferably performed at 0 to 120 ° C. for 1 to 10 hours, more preferably at 60 to 90 ° C. for 3 to 6 hours.

【0057】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
に、水を加え反応させるとき、加水分解が局所的に急激
に進まないように0〜50℃、好ましくは0〜10℃
で、水を滴下し、その後、徐々に加熱して、加水分解を
十分に行わせることが好適である。
When water is added to the organic solvent solution of the composite metal alkoxide and allowed to react, the hydrolysis is carried out at 0 to 50 ° C., preferably 0 to 10 ° C. so that the hydrolysis does not proceed rapidly locally.
Then, it is preferable to add water dropwise, and then gradually heat the solution to cause sufficient hydrolysis.

【0058】前記複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
に、水を加える方法としては、所定量の水を有機溶媒と
混合した溶液を、前記複合金属アルコキシドの有機溶媒
溶液に滴下することが好ましいか、水を直接溶液に添加
してもよい。
As a method for adding water to the organic metal solution of the composite metal alkoxide, it is preferable to add a solution obtained by mixing a predetermined amount of water with the organic solvent to the organic metal solution of the composite metal alkoxide, May be added directly to the solution.

【0059】前記前駆体溶液を単結晶基板上に塗布し、
熱処理をすることにより強誘電体薄膜を固相エピタキャ
シャル成長をさせる。
The above precursor solution is applied on a single crystal substrate,
By performing the heat treatment, the ferroelectric thin film is grown by solid phase epitaxy.

【0060】前記単結晶基板としては、α−Al
2 3 、LiTaO3 、MgO、MgAl 2 4 、Zn
Oなどの酸化物単結晶基板が挙げられる。単結晶基板
は、溶剤洗浄、エッチング、リンス、及び乾燥されてい
ることが好適である
As the single crystal substrate, α-Al
TwoOThree, LiTaOThree, MgO, MgAl TwoOFour, Zn
An oxide single crystal substrate such as O may be used. Single crystal substrate
Must be solvent cleaned, etched, rinsed, and dried.
Preferably

【0061】前記前駆体溶液を塗布する方法としては、
スピンコート法、ディッピング法、スプレー法、スクリ
ーン印刷法、インクジェット法が挙げられる。また、塗
布は、乾燥した窒素やアルゴン雰囲気中にて行うこと
が、得られる薄膜の品質の点より望ましいが、大気中で
の塗布も可能である。
As a method of applying the precursor solution,
Examples include a spin coating method, a dipping method, a spray method, a screen printing method, and an ink jet method. The coating is preferably performed in a dry nitrogen or argon atmosphere from the viewpoint of the quality of the obtained thin film, but coating in the air is also possible.

【0062】前記熱処理は、100℃〜500℃の温度
範囲で、塗布された薄膜を熱分解しアモルファスとする
非晶質加熱工程と、300℃〜1200℃の温度範囲
で、固相エピタキシャル成長を実現するエピタキシャル
加熱工程と、を少なくとも含むが好適である。
The heat treatment realizes an amorphous heating step in which the applied thin film is thermally decomposed into an amorphous state at a temperature range of 100 ° C. to 500 ° C. and a solid phase epitaxial growth at a temperature range of 300 ° C. to 1200 ° C. And at least an epitaxial heating step.

【0063】前記熱処理の具体的な例としては、酸素を
含む雰囲気中、好ましくは酸素中、より好ましくは少な
くとも一定時間乾燥した酸素中にて、1〜500、好ま
しくは10〜100℃/secの昇温速度で加熱し、1
00℃〜500、好ましくは200〜400℃の結晶化
の起らない温度範囲で、塗布された薄膜を熱分解してア
モルファス状とし、引き続き1〜500、好ましくは1
0〜100℃/secの昇温速度で加熱して、300℃
〜1200、好ましくは600〜800℃の温度範囲
で、行うことが好適である。
As a specific example of the heat treatment, the heat treatment may be performed in an atmosphere containing oxygen, preferably in oxygen, more preferably in oxygen dried for at least a certain time, at a temperature of 1 to 500, preferably 10 to 100 ° C./sec. Heating at a heating rate,
The applied thin film is thermally decomposed into an amorphous state in a temperature range of 00 ° C. to 500 ° C., preferably 200 ° C. to 400 ° C. where crystallization does not occur, and subsequently 1 to 500, preferably 1 to 500 ° C.
Heating at a heating rate of 0 to 100 ° C./sec to 300 ° C.
It is suitable to carry out at a temperature in the range of from 1200 to 1200, preferably from 600 to 800 ° C.

【0064】前記熱処理をすることにより、強誘電体薄
膜を基板表面より固相エピタキシャル成長させる。この
時の膜厚は、50nm〜200nmが好適である。それ
ぞれの固相エピタキシャル成長の後には0.01〜10
0、好ましくは1〜10℃/secの冷却速度で冷却を
行う。
By performing the heat treatment, a ferroelectric thin film is grown by solid phase epitaxial growth from the substrate surface. The thickness at this time is preferably from 50 nm to 200 nm. After each solid phase epitaxial growth, 0.01-10
Cooling is performed at a cooling rate of 0, preferably 1 to 10 ° C./sec.

【0065】以上の方法により、材質の異なる単結晶基
板上に緻密で屈折率が単結晶並みであり、表面が平滑で
ある、例えば、LiNbO3 、LiTaO3 、Li(N
1- x Tax )O3 (0≦x≦1)などのエピタキシャ
ルもしくは単一配向の本発明の強誘電体薄膜が製造でき
る。
By the above method, a single crystal substrate made of a different material is dense, has a refractive index similar to that of a single crystal, and has a smooth surface. For example, LiNbO 3 , LiTaO 3 , Li (N
b 1- x Ta x) O 3 ( ferroelectric thin film of 0 ≦ x ≦ 1) The present invention of an epitaxial or single orientation, such as can be produced.

【0066】前記強誘電体薄膜薄膜と単結晶基板との組
合せとして、特に有効な構造は、例えばLiNbO
3 (0001)//Al2 3 (0001)、LiNb
3 (1120)//Al2 3 (1120)、LiN
bO3 (0001)//LiTaO3 (0001)、L
iNbO3 (0001)//MgO(111)、LiN
bO3 (0001)// MgAl2 4 (111)、
LiNbO3 (0001)//ZnO(001)、Li
NbO3 (0001)//AlドープZnO(00
1)、LiTaO3 (0001)//Al2 3 (00
01)、LiTaO3 (1120)//Al2 3 (1
120)、LiTaO3 (0001)//MgO(11
1)、LiTaO3 (0001)//MgAl2
4 (111)、LiTaO3 (0001)//ZnO
(001)、LiTaO3 (0001)//Alドープ
ZnO(001)、などが挙げられるが、これらに限定
されるものではない。
A particularly effective structure for the combination of the ferroelectric thin film and the single crystal substrate is, for example, LiNbO.
3 (0001) // Al 2 O 3 (0001), LiNb
O 3 (1120) // Al 2 O 3 (1120), LiN
bO 3 (0001) // LiTaO 3 (0001), L
iNbO 3 (0001) // MgO (111), LiN
bO 3 (0001) // MgAl 2 O 4 (111),
LiNbO 3 (0001) // ZnO (001), Li
NbO 3 (0001) // Al doped ZnO (00
1), LiTaO 3 (0001) // Al 2 O 3 (00
01), LiTaO 3 (1120) // Al 2 O 3 (1
120), LiTaO 3 (0001) // MgO (11
1), LiTaO 3 (0001) // MgAl 2 O
4 (111), LiTaO 3 (0001) // ZnO
(001), LiTaO 3 (0001) // Al-doped ZnO (001), and the like, but are not limited thereto.

【0067】[0067]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるも
のではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0068】(実施例1)等モル量のLiOC2 5
Nb(OC2 5 6 をモレキュラー・シーブスで脱水
した2−メトキシエタノールCH3 OC2 4 OHに溶
解し、仕込みの2倍量の2−メトキシエタノールを供給
しつつ2時間蒸留し、引き続き22時間還流することに
よって、複合金属アルコキシドLiNb(OC2 5
CH3 6の1.2M溶液を得た。
Example 1 Equimolar amounts of LiOC 2 H 5 and Nb (OC 2 H 5 ) 6 were dissolved in 2-methoxyethanol CH 3 OC 2 H 4 OH which had been dehydrated with molecular sieves. Distillation was performed for 2 hours while supplying twice the amount of 2-methoxyethanol, and the mixture was refluxed for 22 hours to obtain a composite metal alkoxide LiNb (OC 2 H 5 O).
A 1.2 M solution of CH 3 ) 6 was obtained.

【0069】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:1となる量の水を上記の溶液と
同量の2−メトキシエタノールと混合した水/2−メト
キシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き続き氷
浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この溶液を
90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
The resulting solution was allowed to cool to room temperature, and then cooled in an ice bath for 1 hour. While stirring, an amount of water in which the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 1 was added to the above solution. A water / 2-methoxyethanol solution mixed with the same amount of 2-methoxyethanol was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0070】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0071】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で20℃/sで昇温し300℃で2
分間保持し、さらに20℃/sで昇温し700℃で30
分間保持した後、自然放冷し膜厚がおよそ80nmの実
施例1の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at a rate of 20 ° C./s in an oxygen atmosphere and heated at 300 ° C. for 2 hours.
Hold at 20 ° C / s for 30 minutes at 700 ° C.
After holding for about 1 minute, the film was naturally cooled to obtain a thin film of Example 1 having a thickness of about 80 nm.

【0072】X線回折分析により、得られた実施例1の
薄膜は、ミス配向面は見られず、LiNbO3 の(00
06)面の強度は32kcpsであった。また、SEM
観察を行ったところ、クラックがなく平滑で緻密な表面
を有しており、屈折率も2.21と単結晶並みの大きな
値であった。
According to the X-ray diffraction analysis, the obtained thin film of Example 1 did not show any misorientation plane, and the LiNbO 3 (00
The strength of the 06) plane was 32 kcps. Also, SEM
As a result of observation, the surface had a smooth and dense surface without cracks, and the refractive index was 2.21, a large value comparable to that of a single crystal.

【0073】(比較例1)実施例1と同様に等モル量の
LiOC2 5 とNb(OC2 5 6 をモレキュラー
・シーブスで脱水した2−メトキシエタノールCH3
2 4 OHに溶解し、仕込みの2倍量の2−メトキシ
エタノールを供給しつつ2時間蒸留し、引き続き22時
間還流することによって、複合金属アルコキシドLiN
b(OC25 OCH3 6 の1.2M溶液を得た。
Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, equimolar amounts of LiOC 2 H 5 and Nb (OC 2 H 5 ) 6 were dehydrated with molecular sieves to form 2-methoxyethanol CH 3 O.
The mixed metal alkoxide LiN was dissolved in C 2 H 4 OH and distilled for 2 hours while supplying 2-methoxyethanol twice as much as the charge, followed by refluxing for 22 hours.
A 1.2 M solution of b (OC 2 H 5 OCH 3 ) 6 was obtained.

【0074】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:0.5となる量の水を上記の溶
液と同量の2−メトキシエタノールと混合した水/2−
メトキシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き
続き氷浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この
溶液を90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
After the resulting solution was allowed to cool to room temperature, it was cooled in an ice bath for 1 hour, and while stirring, water was added in an amount such that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 0.5. Water / 2-mixed with the same amount of 2-methoxyethanol as solution
A methoxyethanol solution was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0075】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0076】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で20℃/sで昇温し300℃で2
分間保持し、さらに20℃/sで昇温し700℃で30
分間保持した後、自然放冷し膜厚が80nm程度の比較
例1の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at a rate of 20 ° C./s in an oxygen atmosphere and heated at 300 ° C. for 2 hours.
Hold at 20 ° C / s for 30 minutes at 700 ° C.
After holding for about 1 minute, the film was naturally cooled to obtain a thin film of Comparative Example 1 having a thickness of about 80 nm.

【0077】得られた比較例1の薄膜のX線回折分析を
実施例1と同じ条件で行ったところ、LiNbO3
(0112)面や(1014)面、(1120)面など
のミス配向ピークが見られ、(0006)面の回折ピー
クの強度は25kcpsであり、実施例1の薄膜に比べ
て減少していた。また、SEM 観察では表面には小さ
なグレインが見られ、細孔が点在しており、実施例1の
薄膜と比べて著しく表面の平滑性が劣る薄膜であること
が分かった。
X-ray diffraction analysis of the obtained thin film of Comparative Example 1 was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, misalignment peaks such as (0112), (1014) and (1120) planes of LiNbO 3 were obtained. And the intensity of the diffraction peak on the (0006) plane was 25 kcps, which was smaller than that of the thin film of Example 1. In addition, SEM observation revealed small grains on the surface and scattered pores, and it was found that the thin film had much lower surface smoothness than the thin film of Example 1.

【0078】(比較例2)等モル量のLiOC2 5
Nb(OC2 5 6 をモレキュラー・シーブスで脱水
したエタノールC2 5 OHに溶解し、仕込みの2倍量
のエタノールを供給しつつ2時間蒸留し、引き続き22
時間還流することによって、複合金属アルコキシドLi
Nb(OC2 5 6 の1.2M溶液を得た。
Comparative Example 2 Equimolar amounts of LiOC 2 H 5 and Nb (OC 2 H 5 ) 6 were dissolved in ethanol C 2 H 5 OH dehydrated with molecular sieves, and twice the amount of ethanol was charged. Distill for 2 hours while feeding, then continue for 22 hours
By refluxing for hours, the composite metal alkoxide Li
A 1.2 M solution of Nb (OC 2 H 5 ) 6 was obtained.

【0079】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:1となる量の水を上記の溶液と
同量のエタノールと混合した水/エタノール溶液を30
分かけて滴下し、引き続き氷浴中、室温にてそれぞれ3
0分間攪拌した。この溶液を90℃で3時間還流し、前
駆体溶液を得た。
After the resulting solution was allowed to cool to room temperature, it was cooled in an ice bath for 1 hour, and while stirring, water was added to the above solution in such an amount that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 1. 30 water / ethanol solutions mixed with the same amount of ethanol
Dropwise over 3 minutes and then in an ice bath at room temperature for 3 minutes each.
Stirred for 0 minutes. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0080】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0081】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で20℃/sで昇温し300℃で2
分間保持し、さらに20℃/sで昇温し700℃で30
分間保持した後、自然放冷し膜厚が80nm程度の比較
例2の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at a rate of 20 ° C./s in an oxygen atmosphere and heated at 300 ° C. for 2 hours.
Hold at 20 ° C / s for 30 minutes at 700 ° C.
After holding for 2 minutes, the film was naturally cooled to obtain a thin film of Comparative Example 2 having a thickness of about 80 nm.

【0082】得られた比較例2の薄膜のX線回折分析を
実施例1と同じ条件で行ったところ、LiNbO3
(0112)面や(1014)面、(1120)面など
のミス配向ピークが見られ、ほぼ多結晶状態となってい
た。また、SEM観察では表面には小さなグレインが存
在し、その間には細孔が多数見られ、実施例1の薄膜と
比べて著しく表面の平滑性が劣る薄膜であることが分か
った。
X-ray diffraction analysis of the obtained thin film of Comparative Example 2 was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, misalignment peaks such as (0112) plane, (1014) plane, and (1120) plane of LiNbO 3 were obtained. And it was almost in a polycrystalline state. In addition, SEM observation revealed that small grains were present on the surface, and many pores were observed between the grains, indicating that the thin film had much lower surface smoothness than the thin film of Example 1.

【0083】(実施例2)実施例1と同様に等モル量の
LiOC2 5 とNb(OC2 H)6 をモレキュラー・
シーブスで脱水した2−メトキシエタノールCH3 OC
2 4 OHに溶解し、仕込みの2倍量の2−メトキシエ
タノールを供給しつつ2時間蒸留し、引き続き22時間
還流することによって、複合金属アルコキシドLiNb
(OC2 5 OCH3 6 の1.2M溶液を得た。
Example 2 As in Example 1, equimolar amounts
LiOCTwoHFiveAnd Nb (OCTwoH)6The molecular
2-methoxyethanol CH dehydrated by sievesThreeOC
TwoHFourDissolve in OH and add 2-methoxy
Distill for 2 hours while supplying ethanol, then continue for 22 hours
By refluxing, the composite metal alkoxide LiNb
(OCTwoH FiveOCHThree)6A 1.2 M solution of was obtained.

【0084】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:2 となる量の水を上記の溶液
と同量の2−メトキシエタノールと混合した水/2−メ
トキシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き続き
氷浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この溶液
を90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
The resulting solution was allowed to cool to room temperature, and then cooled in an ice bath for 1 hour. While stirring, water was added to the above solution in such an amount that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 2. A water / 2-methoxyethanol solution mixed with the same amount of 2-methoxyethanol was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0085】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0086】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で20℃/sで昇温し300℃で2
分間保持し、さらに20℃/sで昇温し700℃で30
分間保持した後、自然放冷し膜厚がおよそ80nmの実
施例2の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at a rate of 20 ° C./s in an oxygen atmosphere and heated at 300 ° C. for 2 hours.
Hold at 20 ° C / s for 30 minutes at 700 ° C.
After holding for about 1 minute, the film was allowed to cool naturally to obtain a thin film of Example 2 having a thickness of about 80 nm.

【0087】X線回折分析により、得られた実施例2の
薄膜はミス配向ピークがほとんど見られず、LiNbO
3 の0006面の強度は30kcpsであった。また、
SEM観察を行ったところ、クラックがなく平滑で緻密
な表面を有しており、屈折率も2.24と単結晶並みの
大きな値であった。
The thin film of Example 2 obtained by X-ray diffraction analysis showed almost no misorientation peak, and
The strength of the 0006 face of No. 3 was 30 kcps. Also,
When SEM observation was performed, it had a smooth and dense surface without cracks, and the refractive index was 2.24, which was a large value similar to that of a single crystal.

【0088】(比較例3)実施例2と同様に等モル量の
LiOC2 5 とNb(OC2 5 6 をモレキュラー
・シーブスで脱水した2−メトキシエタノールCH3
2 4 OHに溶解し、仕込みの2倍量の2−メトキシ
エタノールを供給しつつ2時間蒸留し、引き続き22時
間還流することによって、複合金属アルコキシドLiN
b(OC25 OCH3 6 の1.2M溶液を得た。
Comparative Example 3 In the same manner as in Example 2, equimolar amounts of LiOC 2 H 5 and Nb (OC 2 H 5 ) 6 were dehydrated with molecular sieves to form 2-methoxyethanol CH 3 O.
The mixed metal alkoxide LiN was dissolved in C 2 H 4 OH and distilled for 2 hours while supplying 2-methoxyethanol twice as much as the charge, followed by refluxing for 22 hours.
A 1.2 M solution of b (OC 2 H 5 OCH 3 ) 6 was obtained.

【0089】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:2.5となる量の水を上記の溶
液と同量の2−メトキシエタノールと混合した水/2−
メトキシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き続
き氷浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この溶
液を90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
After the resulting solution was allowed to cool to room temperature, it was cooled in an ice bath for 1 hour, and while stirring, water was added in an amount such that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 2.5. Water / 2-mixed with the same amount of 2-methoxyethanol as solution
A methoxyethanol solution was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0090】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。前駆体
溶液をスピンコートした基板を、酸素雰囲気中で20℃
/sで昇温し300℃で2分間保持し、さらに20℃/
sで昇温し700℃で30分間保持した後、自然放冷し
膜厚が80nm程度の比較例3の薄膜を得た。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere. The substrate spin-coated with the precursor solution was placed at 20 ° C. in an oxygen atmosphere.
/ S, hold at 300 ° C for 2 minutes,
After heating at s and holding at 700 ° C. for 30 minutes, the film was naturally cooled to obtain a thin film of Comparative Example 3 having a film thickness of about 80 nm.

【0091】得られた比較例3の薄膜のX線回折分析を
実施例2と同じ条件で行ったところ、LiNbO3
(0112)面や(1014)面、(1120)面など
のミス配向ピークが見られ、(0006)面の回折ピー
クの強度は25kcpsであり、実施例2 の薄膜に比
べて減少していた。また、SEM観察では表面には小さ
なグレインが見られ、細孔及びクラックが生じており、
実施例2の薄膜と比べて著しく表面の平滑性が劣る薄膜
であることが分かった。
When the X-ray diffraction analysis of the obtained thin film of Comparative Example 3 was performed under the same conditions as in Example 2, the misalignment peaks of LiNbO 3 such as the (0112) plane, (1014) plane and (1120) plane were obtained. And the intensity of the diffraction peak on the (0006) plane was 25 kcps, which was smaller than that of the thin film of Example 2. Also, in SEM observation, small grains are seen on the surface, pores and cracks have been generated,
It was found that the thin film had a significantly lower surface smoothness than the thin film of Example 2.

【0092】(実施例3)LiOC2 5 とNb(OC
2 5 6 とTa(OC2 5 6 を1:0.5:0.
5のモル比になるように、モレキュラー・シーブスで脱
水した2−メトキシエタノールCH3 OC2 4 OHに
溶解し、仕込みの2倍量の2−メトキシエタノールを供
給しつつ2時間蒸留し、引き続き22時間還流すること
によって、複合金属アルコキシドLiNb0.5 Ta0.5
(OC2 5 OCH3 6 の1.2M溶液を得た。
Example 3 LiOC 2 H 5 and Nb (OC
The 2 H 5) 6 and Ta (OC 2 H 5) 6 1: 0.5: 0.
It was dissolved in molecular sieves-dehydrated 2-methoxyethanol CH 3 OC 2 H 4 OH to give a molar ratio of 5 and distilled for 2 hours while supplying 2-methoxyethanol twice as much as the charge. By refluxing for 22 hours, the composite metal alkoxide LiNb 0.5 Ta 0.5
A 1.2 M solution of (OC 2 H 5 OCH 3 ) 6 was obtained.

【0093】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:1.5となる量の水を上記の溶
液と同量の2−メトキシエタノールと混合した水/2−
メトキシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き続
き氷浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この溶
液を90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
After the resulting solution was allowed to cool to room temperature, it was cooled in an ice bath for one hour, and while stirring, water was added in an amount such that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 1.5. Water / 2-mixed with the same amount of 2-methoxyethanol as solution
A methoxyethanol solution was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0094】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0095】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で100℃/sで昇温し300℃で
2分間保持し、さらに20℃/sで昇温し750℃で3
0分間保持した後、自然放冷し膜厚がおよそ80nmの
実施例3の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at 100 ° C./s in an oxygen atmosphere, kept at 300 ° C. for 2 minutes, and further heated at 20 ° C./s to 750 ° C. for 3 minutes.
After holding for 0 minutes, the film was allowed to cool naturally to obtain a thin film of Example 3 having a thickness of about 80 nm.

【0096】X線回折分析により、得られた実施例3の
薄膜はミス配向ピークがほとんど見られず、LiNb
0.5 Ta0.5 3 の(0006)面の強度は30kcp
sであった。また、SEM観察を行ったところ、クラッ
クがなく平滑で緻密な表面を有しており、屈折率も2.
20と単結晶並みの大きな値であった。
According to X-ray diffraction analysis, the obtained thin film of Example 3 showed almost no misorientation peak,
The strength of the (0006) plane of 0.5 Ta 0.5 O 3 is 30 kcp.
s. In addition, SEM observation revealed that the surface had no cracks, had a smooth and dense surface, and had a refractive index of 2.
The value was as large as 20 as a single crystal.

【0097】(実施例4)粒状にした金属Liをエタノ
ール中で攪拌することによりLiOC2 5 を得た。得
られたLiOC2 5 と等モル量のNb(OC2 H)6
をモレキュラー・シーブスで脱水した2−メトキシエタ
ノールCH3 OC2 4 OH中で混合し攪拌しながら、
仕込みの6倍量の2−メトキシエタノールを供給しつつ
6時間蒸留し、引き続き24時間還流することによっ
て、複合金属アルコキシドLiNb(OC2 5 OCH
3 6 の1.2M溶液を得た。
(Example 4) LiOC 2 H 5 was obtained by stirring granular metal Li in ethanol. Nb (OC 2 H) 6 in an equimolar amount to the obtained LiOC 2 H 5
Was mixed with 2-methoxyethanol CH 3 OC 2 H 4 OH dehydrated with molecular sieves and stirred.
Distillation was carried out for 6 hours while supplying 2-methoxyethanol six times as much as the charge, followed by refluxing for 24 hours to obtain a composite metal alkoxide LiNb (OC 2 H 5 OCH).
3 ) A 1.2 M solution of 6 was obtained.

【0098】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:1.5となる量の水を上記の溶
液と同量の2−メトキシエタノールと混合した水−2−
メトキシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き続
き氷浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この溶
液を90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
After the resulting solution was allowed to cool to room temperature, it was cooled in an ice bath for one hour, and while stirring, water was added in such an amount that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water became 1: 1.5. Water-2-mixed with the same amount of 2-methoxyethanol as the solution
A methoxyethanol solution was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0099】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0100】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で20℃/sで昇温し300℃で2
分間保持し、さらに20℃/sで昇温し700℃で30
分間保持した後、自然放冷し膜厚がおよそ80nmの実
施例4の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at a rate of 20 ° C./s in an oxygen atmosphere and heated at 300 ° C. for 2 hours.
Hold at 20 ° C / s for 30 minutes at 700 ° C.
After holding for about 1 minute, the film was allowed to cool naturally to obtain a thin film of Example 4 having a thickness of about 80 nm.

【0101】X線回折分析により、得られた実施例4の
薄膜はミス配向ピークがほとんど見られず、LiNbO
3 の(0006)面の強度は30kcpsであった。ま
た、SEM観察を行ったところ、クラックがなく平滑で
緻密な表面を有しており、屈折率も2.20と単結晶並
みの大きな値であった。
According to the X-ray diffraction analysis, the obtained thin film of Example 4 showed almost no misorientation peak,
The strength of the (0006) plane of No. 3 was 30 kcps. Further, SEM observation revealed that the surface had a smooth and dense surface without cracks, and that the refractive index was 2.20, a value as large as that of a single crystal.

【0102】(実施例5)NbCl5 とエタノールC2
5 OHをベンゼン中でアンモニアを通しながら攪拌
し、塩化アンモニウムNH4 Clの白色沈殿をろ過した
後、減圧蒸留によって溶媒を除去し、Nb(OC
2 5 5 を得た。得られたNb(OC2 5 5と等
モル量のLiOC2 5 を、モレキュラー・シーブスで
脱水した2−エトキシエタノールC2 5 OC2 4
Hに溶解し、仕込みの2倍量の2−エトキシエタノール
を供給しつつ蒸留し、引き続き22時間還流することに
よって、複合金属アルコキシドLiNb(OC2 5
2 5 6 の1.2M溶液を得た。
Example 5 NbCl 5 and ethanol C 2
H 5 OH was stirred in benzene while passing ammonia, and the white precipitate of ammonium chloride NH 4 Cl was filtered, the solvent was removed by distillation under reduced pressure, and Nb (OC
It was obtained 2 H 5) 5. 2-ethoxyethanol C 2 H 5 OC 2 H 4 O obtained by dehydrating LiOC 2 H 5 in an equimolar amount with the obtained Nb (OC 2 H 5 ) 5 by molecular sieves
H, and distilled while supplying 2-ethoxyethanol twice as much as the charge, followed by refluxing for 22 hours to obtain a composite metal alkoxide LiNb (OC 2 H 5 O
To give a 1.2M solution of C 2 H 5) 6.

【0103】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:1.5となる量の水を上記の溶
液と同量の2−メトキシエタノールと混合した水/2−
メトキシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き続
き氷浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この溶
液を90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
The resulting solution was allowed to cool to room temperature, and then cooled in an ice bath for 1 hour. Then, while stirring, water was added in an amount such that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 1.5. Water / 2-mixed with the same amount of 2-methoxyethanol as solution
A methoxyethanol solution was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0104】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0105】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で10℃/sで昇温し350℃で1
分間保持し、さらに20℃/sで昇温し650℃で90
分間保持した後、自然放冷し膜厚がおよそ80nmの実
施例5の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at 10 ° C./s in an oxygen atmosphere, and heated at 350 ° C. for 1 hour.
The temperature is further increased at 20 ° C./s for 90 minutes at 650 ° C.
After holding for about 1 minute, the mixture was allowed to cool naturally to obtain a thin film of Example 5 having a thickness of about 80 nm.

【0106】X線回折分析により、得られた実施例5の
薄膜はミス配向ピークがほとんど見られず、LiNbO
3 の(0006)面の強度は30kcpsであった。ま
た、SEM観察を行ったところ、クラックがなく平滑で
緻密な表面を有しており、屈折率も2.19と単結晶並
みの大きな値であった。
The thin film of Example 5 obtained by X-ray diffraction analysis showed almost no misorientation peak, and
The strength of the (0006) plane of No. 3 was 30 kcps. In addition, SEM observation revealed that it had a smooth and dense surface without cracks, and had a refractive index of 2.19, a value as large as that of a single crystal.

【0107】(実施例6)LiClとエタノールC2
5 OHをベンゼン中でアンモニアを通しながら攪拌し、
塩化アンモニウムNH4 Clの白色沈殿をろ過した後、
減圧蒸留によって溶媒を除去し、LiOC2 5 を得
た。同様にしてTaCl5 からTa(OC2 5 5
を得た。得られたLiOC2 5 とTa(OC
2 5 5 を等モル量ずつ、モレキュラー・シーブスで
脱水した2−エトキシエタノールC2 5OC2 4
Hに溶解し、仕込みの2倍量の2−エトキシエタノール
を供給しつつ蒸留し、引き続き22時間還流することに
よって、複合金属アルコキシドLiTa(OC2 5
2 5 6 の1.2M溶液を得た。
Example 6 LiCl and ethanol C 2 H
Stir 5 OH while passing ammonia in benzene,
After filtering the white precipitate of ammonium chloride NH 4 Cl,
The solvent was removed by distillation under reduced pressure to obtain LiOC 2 H 5 . Similarly, from TaCl 5 to Ta (OC 2 H 5 ) 5
I got The obtained LiOC 2 H 5 and Ta (OC
2 H 5) 5 equimolar amounts each, 2-ethoxyethanol and dried over molecular sieves C 2 H 5 OC 2 H 4 O
H, and the mixture was distilled while supplying 2-ethoxyethanol twice as much as the charged one, and then refluxed for 22 hours to obtain a composite metal alkoxide LiTa (OC 2 H 5 O
To give a 1.2M solution of C 2 H 5) 6.

【0108】得られた溶液を室温まで放冷したのち氷浴
中にて一時間冷却し、攪拌しながら複合金属アルコキシ
ドと水とのモル比が1:1.5となる量の水を上記の溶
液と同量の2−エトキシエタノールと混合した水/2−
エトキシエタノール溶液を30分かけて滴下し、引き続
き氷浴中、室温にてそれぞれ30分間攪拌した。この溶
液を90℃で3時間還流し、前駆体溶液を得た。
The resulting solution was allowed to cool to room temperature, and then cooled in an ice bath for 1 hour. Then, while stirring, water was added in such an amount that the molar ratio of the composite metal alkoxide to water was 1: 1.5. Water / 2-mixed with 2-ethoxyethanol in the same amount as the solution
The ethoxyethanol solution was added dropwise over 30 minutes, followed by stirring in an ice bath at room temperature for 30 minutes each. This solution was refluxed at 90 ° C. for 3 hours to obtain a precursor solution.

【0109】得られた前駆体溶液を、溶剤洗浄、エッチ
ング、リンス、及び乾燥したサファイヤ単結晶基板(α
−Al2 3 (0001))上へスピンコーティングし
た。以上の操作は、全て窒素雰囲気中で行った。
The obtained precursor solution was washed with a solvent, etched, rinsed, and dried with a sapphire single crystal substrate (α
-Al 2 O 3 (0001)). All of the above operations were performed in a nitrogen atmosphere.

【0110】得られた前駆体溶液をスピンコートした基
板を、酸素雰囲気中で20℃/sで昇温し300℃で2
分間保持し、さらに20℃/sで昇温し700℃で30
分間保持した後、自然放冷し膜厚がおよそ80nmの実
施例6の薄膜を得た。
The substrate on which the obtained precursor solution was spin-coated was heated at a rate of 20 ° C./s in an oxygen atmosphere and heated at 300 ° C. for 2 hours.
Hold at 20 ° C / s for 30 minutes at 700 ° C.
After holding for about 1 minute, the film was allowed to cool naturally to obtain a thin film of Example 6 having a thickness of about 80 nm.

【0111】X線回折分析により、得られた実施例6の
薄膜はミス配向ピークがほとんど見られず、LiTaO
3 の(0006)面の強度は30kcpsであった。ま
た、SEM観察を行ったところ、クラックがなく平滑で
緻密な表面を有しており、屈折率も2.18と単結晶並
みの大きな値であった。
According to the X-ray diffraction analysis, the obtained thin film of Example 6 showed almost no misorientation peak, and the LiTaO
The strength of the (0006) plane of No. 3 was 30 kcps. In addition, SEM observation revealed that it had a smooth and dense surface without cracks, and had a refractive index of 2.18, which is a large value comparable to that of a single crystal.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上により、本発明は、組成が安定に制
御され、緻密で良好な表面性と結晶性を有する単結晶状
の強誘電体薄膜、及びその製造方法を提供することがで
きる。
As described above, the present invention can provide a single-crystal ferroelectric thin film whose composition is controlled stably, which is dense and has good surface properties and crystallinity, and a method for producing the same.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/12 G02B 6/12 M G02F 1/03 501 N (72)発明者 梨本 恵一 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 2H047 QA03 RA08 2H079 AA02 AA12 AA13 AA14 CA05 CA24 DA03 HA12 HA16 4G077 AA03 BC32 BC37 CB08 ED06 5G303 AA10 AB20 BA03 CA01 CB16 CB21 CB33 DA02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 6/12 G02B 6/12 M G02F 1/03 501 N (72) Inventor Keiichi Nashimoto Nakaicho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Sakai 430 Green Tech Naka Fuji Xerox Co., Ltd. F-term (reference) 2H047 QA03 RA08 2H079 AA02 AA12 AA13 AA14 CA05 CA24 DA03 HA12 HA16 4G077 AA03 BC32 BC37 CB08 ED06 5G303 AA10 AB20 BA03 CA01 CB16 CB21 CB33 DA02

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Li元素と、Nb及びTaのうち少なく
とも一つの元素とを含み、有機配位子が式:R1 OR2
O−(式中R1 は脂肪族炭化水素基を示し、R2 はエー
テル結合を有してもよい2価の脂肪族炭化水素基を示
す。)で示される複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
に、該複合金属アルコキシドと水とのモル比が1:1〜
1:2となる量の水を加えて部分的に加水分解する加水
分解工程、該加水分解工程で得られた前駆体溶液を単結
晶基板上に塗布する塗布工程、及び熱処理工程よって得
られることを特徴とする強誘電体薄膜。
1. An organic ligand comprising a Li element and at least one of Nb and Ta, wherein the organic ligand has the formula: R 1 OR 2
O- (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond) in an organic solvent solution of a composite metal alkoxide represented by the formula: The molar ratio of the composite metal alkoxide to water is 1: 1 to 1
A hydrolysis step of partially hydrolyzing by adding water in an amount of 1: 2, a coating step of coating the precursor solution obtained in the hydrolysis step on a single crystal substrate, and a heat treatment step. A ferroelectric thin film characterized by the following.
【請求項2】 複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
が、出発物質として、Li元素を含む有機金属化合物又
は無機化合物と、Nb若しくはTa元素を含む有機金属
化合物又は無機化合物のうち少なくとも一種とを、式:
1 OR2 OH(式中R1 は脂肪族炭化水素基を表し、
2 はエーテル結合を有してもよい2価の脂肪族炭化水
素基を示す。)で示されるアルコール中に溶解する溶解
工程、該溶解工程で得られた溶液に前記アルコールをさ
らに補給しつつ加熱蒸留する蒸留工程、及び還流工程に
よって、調製されることを特徴とする請求項1に記載の
強誘電体薄膜。
2. An organic solvent solution of a composite metal alkoxide comprising, as starting materials, an organometallic compound or an inorganic compound containing a Li element and at least one of an organometallic compound or an inorganic compound containing an Nb or Ta element, :
R 1 OR 2 OH (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group,
R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond. 2. The method according to claim 1, wherein the solution is prepared by a dissolving step of dissolving in alcohol shown in the above step, a distillation step of heating and distilling the solution obtained in the dissolving step while further replenishing the alcohol, and a refluxing step. 3. The ferroelectric thin film according to 1.
【請求項3】 加水分解する時間が1〜10時間である
請求項1に記載の強誘電体薄膜。
3. The ferroelectric thin film according to claim 1, wherein the hydrolysis time is 1 to 10 hours.
【請求項4】 単結晶基板がAl2 3 、LiTa
3 、MgO、又はZnOである請求項1に記載の強誘
電体薄膜。
4. The single crystal substrate is made of Al 2 O 3 or LiTa.
O 3, MgO, or a ferroelectric thin film according to claim 1 which is ZnO.
【請求項5】 熱処理が、100℃〜500℃の温度範
囲で、塗布された薄膜を熱分解しアモルファスとする非
晶質加熱工程と、300℃〜1200℃の温度範囲で、
固相エピタキシャル成長を実現するエピタキシャル加熱
工程と、を少なくとも含む請求項1に記載の強誘電体薄
膜。
5. An amorphous heating step in which the heat treatment is performed by thermally decomposing the applied thin film to be amorphous at a temperature range of 100 ° C. to 500 ° C., and at a temperature range of 300 ° C. to 1200 ° C.
2. The ferroelectric thin film according to claim 1, comprising at least an epitaxial heating step for realizing solid phase epitaxial growth.
【請求項6】 熱処理の昇温速度が、1〜500℃/s
ecとする請求項1に記載の強誘電体薄膜。
6. The heating rate of the heat treatment is 1 to 500 ° C./s.
3. The ferroelectric thin film according to claim 1, wherein the ferroelectric thin film is ec.
【請求項7】 Li元素と、Nb及びTaのうち少なく
とも一つの元素とを含み、有機配位子が式:R1 OR2
O−(式中R1 は脂肪族炭化水素基を示し、R2 はエー
テル結合を有してもよい2価の脂肪族炭化水素基を示
す。)で示される複合金属アルコキシドの有機溶媒溶液
に、該複合金属アルコキシドと水とのモル比が1:1〜
1:2となる量の水を加えて部分的に加水分解する加水
分解工程、該加水分解工程で得られた前駆体溶液を単結
晶基板上に塗布する塗布工程、及び熱処理工程を含むこ
とを特徴とする強誘電体薄膜の製造方法。
7. An organic ligand comprising a Li element and at least one element of Nb and Ta, wherein the organic ligand has the formula: R 1 OR 2
O- (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond) in an organic solvent solution of a composite metal alkoxide represented by the formula: The molar ratio of the composite metal alkoxide to water is 1: 1 to 1
A hydrolysis step of partially hydrolyzing by adding water in an amount of 1: 2, a coating step of coating the precursor solution obtained in the hydrolysis step on a single crystal substrate, and a heat treatment step. A method for producing a ferroelectric thin film, which is characterized in that:
【請求項8】 複合金属アルコキシド有機溶媒溶液が、
出発物質として、Li元素を含む有機金属化合物又は無
機化合物と、Nb若しくはTa元素を含む有機金属化合
物又は無機化合物のうち少なくとも一種とを、式:R1
OR2 OH(式中R1 は脂肪族炭化水素基を表し、R2
はエーテル結合を有してもよい2価の脂肪族炭化水素基
を示す。)で示されるアルコール中に溶解する溶解工
程、該溶解工程で得られた溶液に前記アルコールをさら
に補給しつつ加熱蒸留する蒸留工程、及び還流工程によ
って、調製されることを特徴とする請求項7に記載の強
誘電体薄膜の製造方法。
8. The composite metal alkoxide organic solvent solution,
As a starting material, an organometallic compound or an inorganic compound containing a Li element and at least one of an organometallic compound or an inorganic compound containing an Nb or Ta element are represented by the formula: R 1
OR 2 OH (wherein R 1 represents an aliphatic hydrocarbon group, R 2
Represents a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an ether bond. 8. The method according to claim 7, wherein the solution is prepared by a dissolving step of dissolving in alcohol shown in the above), a distillation step of heating and distilling the solution obtained in the dissolving step while further supplementing the alcohol, and a refluxing step. 3. The method for producing a ferroelectric thin film according to item 1.
【請求項9】 出発物質の少なくとも1種が、Li、N
b、又はTaのアルコキシドである請求項8に記載の強
誘電体薄膜の製造方法。
9. At least one of the starting materials is Li, N
The method for producing a ferroelectric thin film according to claim 8, wherein the ferroelectric thin film is an alkoxide of b or Ta.
【請求項10】 出発物質の少なくとも1種が、Li、
Nb、又はTaのハロゲン化物である請求項8に記載の
強誘電体薄膜の製造方法。
10. The method according to claim 1, wherein at least one of the starting materials is Li,
The method for producing a ferroelectric thin film according to claim 8, wherein the ferroelectric thin film is a halide of Nb or Ta.
【請求項11】 出発物質の少なくとも1種が、金属L
iである請求項8に記載の強誘電体薄膜の製造方法。
11. The method according to claim 1, wherein at least one of the starting materials is a metal L
The method for producing a ferroelectric thin film according to claim 8, wherein i is i.
【請求項12】 蒸留工程で、溶解工程で使用したアル
コールの0.1〜100倍容量の該アルコールをさらに
補給する請求項8に記載の強誘電体薄膜の製造方法。
12. The method for producing a ferroelectric thin film according to claim 8, wherein in the distillation step, 0.1 to 100 times the volume of the alcohol used in the dissolving step is further supplied.
【請求項13】 加水分解する時間が1〜10時間であ
る請求項7に記載の強誘電体薄膜の製造方法。
13. The method according to claim 7, wherein the hydrolysis time is 1 to 10 hours.
【請求項14】 単結晶基板がAl2 3 、LiTaO
3 、MgO、又はZnOである請求項7に記載の強誘電
体薄膜の製造方法。
14. The single crystal substrate is made of Al 2 O 3 or LiTaO.
The method for producing a ferroelectric thin film according to claim 7, wherein the ferroelectric thin film is made of 3 , MgO, or ZnO.
【請求項15】 熱処理が、100℃〜500℃の温度
範囲で、塗布された薄膜を熱分解しアモルファスとする
非晶質加熱工程と、300℃〜1200℃の温度範囲
で、固相エピタキシャル成長を実現するエピタキシャル
加熱工程と、を少なくとも含む請求項7に記載の強誘電
体薄膜の製造方法。
15. A heat treatment comprising: an amorphous heating step in which the applied thin film is thermally decomposed into amorphous at a temperature range of 100 ° C. to 500 ° C .; and a solid phase epitaxial growth at a temperature range of 300 ° C. to 1200 ° C. The method for producing a ferroelectric thin film according to claim 7, comprising at least an epitaxial heating step to be realized.
【請求項16】 熱処理の昇温速度が、1〜500℃/
secとする請求項7に記載の強誘電体薄膜の製造方
法。
16. The heating rate of the heat treatment is 1 to 500 ° C. /
The method for producing a ferroelectric thin film according to claim 7, wherein the time is set to sec.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006330623A (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Periodically poled optical waveguide device and manufacturing method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006330623A (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Periodically poled optical waveguide device and manufacturing method thereof

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