專利名稱：薄膜電容元件和包括它的電子電路和電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜電容元件和包括它的電子電路和電子器件，具體地說，涉及一種能夠形成得較薄并具有優(yōu)良的溫度補(bǔ)償特性的薄膜電容元件、和包括該薄膜電容元件的電子電路和電子器件。
背景技術(shù)：
由于在電子器件中優(yōu)選具有較低的溫度依賴性，因此最近人們一直在努力試圖通過控制在電子電路中包括的電容元件的靜電電容溫度系數(shù)來降低電子電路的溫度依賴性。
例如，日本專利申請公開No.2002-289462、日本專利申請公開No.2002-75783和日本專利申請公開No.2002-252143中每篇都提出了一種薄膜電容元件，通過在上部電極和下部電極之間形成具有不同的靜電電容溫度的電介質(zhì)材料的多個電介質(zhì)層以理想的方式控制該薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)。
然而，在形成具有不同的靜電電容溫度系數(shù)的電介質(zhì)材料由此控制薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)的情況下，不僅制造薄膜電容元件的過程變得復(fù)雜和不可避免地增加了薄膜電容元件的厚度，而且還需要精確地控制每個電介質(zhì)層的厚度以便以理想的方式控制薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠形成得較薄并具有優(yōu)良的溫度補(bǔ)償特性的薄膜電容元件和包括該薄膜電容元件的電子電路和電子器件。
本發(fā)明的發(fā)明人一直致力于實現(xiàn)上述目的的研究，結(jié)果，驚奇地發(fā)現(xiàn)包括由如下電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層的薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)取決于鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在〔001〕方向上的取向度(即，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在其c軸方向上的取向度)，該電介質(zhì)材料包含具有特定的化學(xué)計量的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物；通過控制在電介質(zhì)層中所包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在其c軸方向上的取向度，可以以理想的方式控制薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)。
本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的上述目的可以通過一種薄膜電容元件實現(xiàn)，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-或Bi2Am-1BmO3m+3表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號m是正整數(shù)，符號A是從如下元素組中選擇的至少一種元素鈉(Na)、鉀(K)、鉛(Pb)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)和鉍(Bi)，符號B是從如下元素組中選擇的至少一種元素鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銻(Sb)、釩(V)、鉬(Mo)和鎢(W)，在符號A和/或B指定兩個或更多元素時，元素比率任意確定。
在本發(fā)明中，包含鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的電介質(zhì)材料可以包含不可避免的雜質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，在形成電介質(zhì)層時可以控制在電介質(zhì)層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在〔001〕方向上的取向度(鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在它的c軸方向上的取向度)，由此將包含電介質(zhì)層的薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)確定為理想值，因此可以以理想的方式控制將薄膜電容元件并入在其中的電子電路的溫度系數(shù)，并進(jìn)一步以理想的方式控制將包括薄膜電容元件的電子電路并入到其中的電子器件的溫度系數(shù)。
通過選擇用于薄膜電容元件的襯底的類型、用于薄膜電容元件的電極的類型、形成薄膜電容元件的過程和形成薄膜電容元件的條件，可以控制鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度。
例如，通過選擇在〔001〕方向上取向的單晶體襯底或者在〔001〕方向上取向的電極可以提高鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度，以及在另一方面，通過選擇非晶襯底或者非晶電極可以降低鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度。
此外，通過選擇金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、脈沖激光淀積處理(PLD)、真空淀積處理等作為形成電介質(zhì)層的處理可以提高鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度，在另一方面，通過選擇化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)比如金屬有機(jī)分解處理(MOD)和溶膠凝膠處理等可以降低鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度。
此外，在利用化學(xué)溶液淀積處理形成電介質(zhì)層的情況下，通過控制涂敷條件、臨時烘焙條件和形成電介質(zhì)層的烘焙條件，可以控制鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度。
在本發(fā)明中，通過下式(1)界定鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度。
F＝(P-P0)/(1-P0)×100------(1)在公式(1)中，P0被定義為其取向完全隨機(jī)的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向率，即來自其取向完全隨機(jī)的鉍層結(jié)構(gòu)化合物的〔001〕表面的反射強(qiáng)度I0(001)的總和∑I0(00I)與來自其各個[hkl]晶體表面的反射強(qiáng)度I0(hkl)的總和∑I0(hkl)之間的比率∑I0(00I)/∑I0(hkl)；P被定義為使用其X-射線衍射強(qiáng)度計算的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向率，即來自鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的〔001〕表面的反射強(qiáng)度I(001)的總和∑I(00I)與來自其各個[hkl]晶體表面的反射強(qiáng)度I(hkl)的總和∑I(hkl)的比率∑I(00I)/∑I(hll)。符號h，k和l每個假設(shè)都是等于或大于0的任意整數(shù)值。
在上述的公式(1)中，由于P0是公知的常數(shù)，因此在來自鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的〔001〕表面的反射強(qiáng)度I(001)的總和∑I(00I)與來自其各個[hkl]晶體表面的反射強(qiáng)度I(hkl)的總和∑I(hkl)彼此相等時，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F等于100％。
鉍層結(jié)構(gòu)的化合物具有通過交替地層疊鈣鈦礦層形成的層狀結(jié)構(gòu)，該鈣鈦礦層每個都包括鈣鈦礦晶格并由(m-1)ABO3和(Bi2O2)2+層制成。
鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸是指通過連接一對(Bi2O2)2+層獲得的方向，即〔001〕方向。
在本發(fā)明中，對在化學(xué)計量組分化學(xué)式中的符號m并沒有特別的限制，只要它是正整數(shù)即可，但它優(yōu)選是偶數(shù)。在符號m是偶數(shù)的情況下，電介質(zhì)薄膜6具有垂直于c軸對稱的鏡面，因此在c軸方向上的自然偏振分量在對稱的鏡面的相對側(cè)上彼此抵消，由此電介質(zhì)膜在c軸方向上沒有偏振軸。結(jié)果，可以維持電介質(zhì)薄膜的順電特性，以改善電介質(zhì)常數(shù)的溫度系數(shù)并降低損失。如果符號m較大，則電介質(zhì)膜6的電介質(zhì)常數(shù)趨于增加。
在本發(fā)明中，在化學(xué)計量組分化學(xué)式中的符號m優(yōu)選為2，4，6或8，更為優(yōu)選的是符號m為2或4。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，優(yōu)選鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從1000ppm/K至-700ppm/K的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
在本發(fā)明人所進(jìn)行的研究中，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的可以通過一種薄膜電容元件實現(xiàn)，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式xSbBi4Ti4O15-(1-x)MBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號M是從鈣、鋇或鉛中選擇的至少一種元素，符號x等于或大于0并且等于或小于1。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，電介質(zhì)層包含由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，優(yōu)選鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從800ppm/K至-150ppm/K的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
在本發(fā)明人所進(jìn)行的研究中，本發(fā)明的上述目的可以通過一種包括薄膜電容元件的電子電路實現(xiàn)，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-或Bi2Am-1BmO3m+3表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號m是正整數(shù)，符號A是從如下元素組中選擇的至少一種元素鈉(Na)、鉀(K)、鉛(Pb)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)和鉍(Bi)，符號B是從如下元素組中選擇的至少一種元素鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銻(Sb)、釩(V)、鉬(Mo)和鎢(W)，在符號A和/或B指定兩個或更多元素時，元素比率任意確定。
根據(jù)本發(fā)明，由于薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)取決于在電介質(zhì)層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)化合物在〔001〕方向上的取向度(即鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在其c軸方向上的取向度)，在該薄膜電容元件中電介質(zhì)層由包含以上述的化學(xué)計量的組分化學(xué)式表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)化合物形成，因此通過控制在電介質(zhì)層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在其c軸方向上的取向度，可以以理想的方式控制薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)。因此，如果包括由包含鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層的薄膜電容元件并入在電子電路中，則可以以理想的方式控制電子電路的溫度系數(shù)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，優(yōu)選鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從100ppm/K至-700ppm/K的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
在本發(fā)明人所進(jìn)行的研究中，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的也可以通過一種包括薄膜電容元件的電子電路實現(xiàn)，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式xSbBi4Ti4O15-(1-x)MBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號M是從鈣、鋇或鉛中選擇的至少一種元素，符號x等于或大于0并且等于或小于1。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，電介質(zhì)層包含由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，優(yōu)選鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從800ppm/K至-150ppm/K的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
在本發(fā)明人所進(jìn)行的研究中，本發(fā)明的上述目的也可以通過一種包括薄膜電容元件的電子器件實現(xiàn)，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-或Bi2Am-1BmO3m+3表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號m是正整數(shù)，符號A是從如下元素組中選擇的至少一種元素鈉(Na)、鉀(K)、鉛(Pb)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)和鉍(Bi)，符號B是從如下元素組中選擇的至少一種元素鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銻(Sb)、釩(V)、鉬(Mo)和鎢(W)，在符號A和/或B指定兩個或更多元素時，元素比率任意確定。
根據(jù)本發(fā)明，由于薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)取決于在電介質(zhì)層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在〔001〕方向上的取向度(即鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在其c軸方向上的取向度)，在該薄膜電容元件中電介質(zhì)層由包含具有以上述的化學(xué)計量的組分化學(xué)式表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物形成，因此通過控制在電介質(zhì)層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)化合物在其c軸方向上的取向度，可以以理想的方式控制薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)。因此，如果包括由包含鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層的薄膜電容元件并入在電子電路中，則可以以理想的方式控制電子電路的溫度系數(shù)，并且因此可以以理想的方式控制包括電子電路的電子器件的溫度系數(shù)，在該電子電路中并入了包括由包含鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層的薄膜電容元件。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，優(yōu)選鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從1000ppm/K至-700ppm/K的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
在本發(fā)明人所進(jìn)行的研究中，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的也可以通過一種包括薄膜電容元件的電子器件實現(xiàn)，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式xSbBi4Ti4O15-(1-x)MBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號M是從鈣、鋇或鉛中選擇的至少一種元素，符號x等于或大于0并且等于或小于1。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，電介質(zhì)層包含由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，優(yōu)選鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從800ppm/K至-150ppm/K的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
在本發(fā)明中，對于用于形成在其表面上要形成電介質(zhì)層的第一電極層的材料并沒有特別的限制，第一電極層可以由如下的材料形成金屬比如鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)等、包含這些金屬中的至少一種作為主要成分的合金、導(dǎo)電氧化物比如NdO、NbO、ReO2、RhO2、OsO2、IrO2、RuO2、ReO3、SrMoO3、SrRuO3、CaRuO3、SrVO3、SrCrO3、SrCoO3、LaNiO3、Nb摻雜的SrTiO3，等、以上物質(zhì)的混合物、具有超導(dǎo)的層狀鉍結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)體比如Bi2Sr2CuO6等。
在本發(fā)明中，在其表面上要形成電介質(zhì)層的第一電極層可以使用各種薄膜形成處理比如真空淀積處理、濺射處理、脈沖激光淀積處理(PLD)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)比如金屬有機(jī)分解處理(MOD)和溶膠凝膠處理等中的任何處理方法形成。
在本發(fā)明中，在其表面上要形成電介質(zhì)層的第一電極層可以在〔001〕方向(即c軸方向)或者除了〔001〕方向之外的方向上取向，并且第一電極層可以是非晶的或者非取向的。
在本發(fā)明中，電介質(zhì)層可以使用各種薄膜處理比如真空淀積處理、濺射處理、脈沖激光淀積處理(PLD)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)比如金屬有機(jī)分解處理(MOD)和溶膠凝膠處理等中的任何處理方法形成。
優(yōu)選使用金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、脈沖激光淀積處理(PLD)、真空淀積處理形成電介質(zhì)層以提高在電介質(zhì)層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F，以及在另一方面，優(yōu)選利用化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)比如金屬有機(jī)分解處理(MOD)和溶膠凝膠處理形成電介質(zhì)層以降低在電介質(zhì)層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F。
在本發(fā)明中，化學(xué)溶液淀積處理是指包括一個或多個涂敷步驟、一個或多個臨時烘焙步驟和一個或多個烘焙步驟的薄膜形成處理，并且包括金屬有機(jī)分解處理(MOD)和溶膠凝膠處理?；瘜W(xué)溶液淀積處理進(jìn)一步包括使用無機(jī)酸鹽溶液形成薄膜的處理。在這些處理中，金屬有機(jī)分解處理最為優(yōu)選。
在第一電極層上形成電介質(zhì)層的過程中，包含鉍層結(jié)構(gòu)化合物的電介質(zhì)材料外延生長在第一電極層上，并且鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在〔001〕方向(即c軸方向)上的取向度F通過選擇鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的組分和形成電介質(zhì)層的條件確定。
在使用金屬有機(jī)分解處理的電介質(zhì)層的情況下，將用于形成薄膜電容元件并包含鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的組分的溶液施加到第一電極層上以形成涂層并烘焙在第一電極層上的涂層，由此形成電介質(zhì)層。
在本發(fā)明中，電介質(zhì)層優(yōu)選通過在第一電極層上形成涂層、干燥涂層、在涂層不可能結(jié)晶的溫度下臨時地烘焙、并進(jìn)一步烘焙涂層形成。
可替換地，電介質(zhì)層可以通過如下過程形成在第一電極層上形成涂層、干燥涂層、在由此干燥的涂層上形成新的涂層、干燥新的涂層、重復(fù)形成新的涂層并干燥它們的這些步驟以形成具有預(yù)定厚度的涂層，然后烘焙涂層。在這種情況下，電介質(zhì)層可以通過重復(fù)涂敷和干燥步驟兩次或更多次、臨時烘焙涂層并最后烘焙涂層形成。
可替換地，電介質(zhì)層可以通過如下過程形成在第一電極層上形成涂層、干燥涂層、臨時地烘焙涂層、在由此臨時地烘焙的涂層上形成新的涂層、干燥新的涂層、臨時地烘焙新的涂層、重復(fù)以上形成、干燥和臨時地烘焙新的涂層的這些步驟以形成具有預(yù)定厚度的涂層，然后烘焙涂層。在這種情況下，電介質(zhì)層可以通過重復(fù)涂敷和不用干燥涂層地臨時地烘焙步驟并最后烘焙涂層形成。
可替換地，電介質(zhì)層可以通過如下過程形成在第一電極層上形成涂層、干燥涂層、臨時地烘焙涂層、烘焙涂層、重復(fù)這些步驟以形成具有預(yù)定厚度的涂層。在這種情況下，電介質(zhì)層可以通過重復(fù)涂敷、臨時地烘焙和烘焙涂層而不干燥涂層的步驟形成或者電介質(zhì)層可以通過重復(fù)涂敷、干燥和烘焙涂層的步驟而不用臨時地烘焙涂層形成。
在本發(fā)明中，在使用金屬有機(jī)分解處理形成電介質(zhì)層的情況下，為形成薄膜電容元件而準(zhǔn)備的并包含鉍層結(jié)構(gòu)化合物的組分的溶液使用旋涂處理或浸涂處理(優(yōu)選旋涂處理)施加到第一電極層上，由此形成了涂層。
在本發(fā)明中，形成在第一電極層上的涂層優(yōu)選在700至900℃的溫度下進(jìn)行烘焙，這個溫度是鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的結(jié)晶溫度。
在本發(fā)明中，形成在第一電極層上的涂層優(yōu)選在室溫到400℃的溫度下干燥，更為優(yōu)選的是在50至300℃的溫度下干燥。
在本發(fā)明中，形成在第一電極層上的涂層優(yōu)選在300至500℃的溫度下進(jìn)行臨時烘焙。
在本發(fā)明中，在第一電極層上已經(jīng)形成了電介質(zhì)層之后，第二電極層形成在電介質(zhì)層上。
在本發(fā)明中，對于形成第二電極層的材料并沒有特別的限制，只要它導(dǎo)電即可，并且第二電極層可以由如下的材料形成金屬比如鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)等、包含這些金屬中的至少一種作為主要成分的合金、導(dǎo)電氧化物比如NdO、NbO、ReO2、RhO2、OsO2、IrO2、RuO2、ReO3、SrMoO3、SrRuO3、CaRuO3、SrVO3、SrCrO3、SrCoO3、LaNiO3、Nb摻雜的SrTiO3，等、以上物質(zhì)的混合物、導(dǎo)電玻璃比如ITO等。此外，與在第一電極層的情況不同的是，由于第二電極層可以在室溫下形成，因此賤金屬比如鐵(Fe)、鎳(Ni)等或合金比如WSi、MoSi等都可用于形成第二電極層。
在本發(fā)明中，對第二電極層的厚度沒有限制，只要它可用作薄膜電容元件中的一個電極即可，并且第二電極層可以被形成為具有例如10至1000納米厚。
在本發(fā)明中，對于形成第二電極層的方法沒有特別的限制，可以使用如下各種薄膜處理中的任何處理形成第二電極層比如真空淀積處理、濺射處理、脈沖激光淀積處理(PLD)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)比如金屬有機(jī)分解處理(MOD)和溶膠凝膠處理等。在這些處理中，從薄膜形成速率的觀點看，濺射處理對于用于形成第二電極層是最為優(yōu)選的。
參考附圖，通過下文的描述將會清楚本發(fā)明的上述和其它目的和特征。


附圖1所示為本發(fā)明的優(yōu)選實施例的薄膜電容元件的示意性橫截面視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
附圖1所示為作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例的薄膜電容元件的示意性橫截面視圖。
如附圖1所示，根據(jù)本實施例的薄膜電容元件包括支撐襯底2和在支撐襯底2上按此順序?qū)盈B的阻擋層3、下部電極層4、電介質(zhì)層5和上部電極層6。
在本實施例中，薄膜電容元件1的支撐襯底2由單晶硅形成。支撐襯底2的厚度例如被設(shè)置到100至1000微米。
薄膜電容元件1包括在支撐襯底2上由氧化硅形成的絕緣層。
由氧化硅形成的絕緣層3例如由硅的熱氧化作用形成。
如附圖1所示，下部電極層4形成在絕緣層3上。
在本實施例中，下部電極層4由鉑形成。
下部電極層4可以在〔001〕方向或在除了〔001〕方向之外的方向上取向。此外，下部電極層4可以是非晶的或可以是非取向的。
例如通過使用氬氣作為濺射氣體進(jìn)行濺射處理并設(shè)定支撐襯底2和絕緣層3的溫度為300℃或更高(優(yōu)選500℃或更高)，將由鉑制成的下部電極層4形成在絕緣層3上。
對下部電極層4的厚度沒有特別的限制，設(shè)置到大約10至1000納米，優(yōu)選大約50至200納米。在本實施例中，下部電極層4被形成為具有100納米的厚度。
如附圖1所示，根據(jù)本實施例的薄膜電容元件1包括形成在下部電極層4上的電介質(zhì)層5。
在本實施例中，電介質(zhì)層5由包含有通過化學(xué)計量的組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的并具有優(yōu)良特性的鉍層結(jié)構(gòu)化合物的電介質(zhì)材料作為電容器材料形成。
鉍層結(jié)構(gòu)的化合物優(yōu)選包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
在本實施例中，使用金屬有機(jī)分解處理(MOD)將電介質(zhì)層5形成在下部電極層4上。
具體地，鍶2-乙基己酸的甲苯溶液、鉍2-乙基己酸的2-乙基己酸溶液和鈦2-乙基己酸的甲苯溶液混合以使混合物包含1摩爾的鍶2-乙基己酸、4摩爾的鉍2-乙基己酸和4摩爾的鈦2-乙基己酸，并以甲苯稀釋，由此制備了成分溶液。
使用旋涂法將所得的成分溶液涂敷在下部電極層4以使其厚度為例如100納米以形成涂層。
由此形成的涂層在室溫和大約400℃之間的溫度下干燥，由此蒸發(fā)在涂層中包含的溶劑。
然后在200至700℃的溫度下在氧氣環(huán)境下臨時地烘焙涂層。在涂層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物不可能結(jié)晶的溫度下執(zhí)行臨時烘焙操作。
然后，使用旋涂法再次將相同的成分溶液施加到由此臨時地烘焙的涂層上以使其厚度為例如10納米以形成涂層，并在200至700℃的溫度下在氧氣環(huán)境下干燥并臨時地烘焙涂層。
此外，使用旋涂法再次將相同的成分溶液施加到由此臨時地烘焙的涂層上以使其厚度為例如10納米以形成涂層，并在200至700℃的溫度下在氧氣環(huán)境下干燥并臨時地烘焙涂層。
在以相同的方式完成了臨時烘焙操作時，在700至900℃的溫度下在氧氣環(huán)境下烘焙臨時地烘焙的涂層，由此使在涂層中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物結(jié)晶以形成具有例如300納米厚的電介質(zhì)層5。
由此形成的電介質(zhì)層5包含了以化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。
在臨時地烘焙和烘焙處理的過程中，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物在〔001〕方向(即它的c軸方向)上取向。
本發(fā)明人已知，鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的取向度的F(％)可以通過控制涂敷條件、臨時地烘焙條件和形成電介質(zhì)層5的烘焙條件可以控制，并且在本發(fā)明人的研究中，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)通過控制在電介質(zhì)層5中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F(％)可以控制薄膜電容元件1的靜電電容溫度系數(shù)。具體地，發(fā)現(xiàn)，在電介質(zhì)層5包含具有由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的情況下，通過控制鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F(％)，薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)可以在正值和負(fù)值之間極大地改變。
因此，在本實施例中，控制涂敷條件、臨時地烘焙條件和形成電介質(zhì)層5的烘焙條件，由此確定在電介質(zhì)層5中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F(％)以使薄膜電容元件具有所需的靜電電容溫度系數(shù)。
如附圖1所示，上部電極層6由在電介質(zhì)層5上的鉑形成。
例如通過使用以氬氣作為濺射氣體的濺射處理并設(shè)定支撐襯底2、絕緣層3、下部電極層4和電介質(zhì)層的溫度為室溫，可以將由鉑形成的上部電極層6形成在電介質(zhì)層5上。
如上文所述，在本發(fā)明人的研究中，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，通過控制在電介質(zhì)層5中包含的鉍層結(jié)構(gòu)化合物的c軸取向度F(％)可以改變薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)，具體地，發(fā)現(xiàn)，在電介質(zhì)層5包含具有由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的情況下，通過控制鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F(％)，薄膜電容元件的靜電電容溫度系數(shù)可以在正值和負(fù)值之間極大地改變。
根據(jù)本實施例，由于電介質(zhì)層5包含具有由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物并且控制涂敷條件、臨時地烘焙條件和形成電介質(zhì)層5的烘焙條件，由此確定了在電介質(zhì)層5中包含的鉍層結(jié)構(gòu)化合物的c軸取向度F(％)，因此可以獲得具有所需的靜電電容溫度系數(shù)的薄膜電容元件1，而不用提供多個電介質(zhì)層。因此，可以以理想的方式控制有薄膜電容元件1并入在其中的電子電路的溫度依賴性，由此降低了電子電路并入其中的電子器件的溫度依賴性。
參考具體的優(yōu)選實施例已經(jīng)說明并描述了本發(fā)明。然而，應(yīng)該注意本發(fā)明并不限于所描述的具體細(xì)節(jié)，在不脫離附加的權(quán)利要求的范圍的前提下可以進(jìn)行改變或變化。
例如，在所述的優(yōu)選實施例中，薄膜電容元件1的電介質(zhì)層5由這樣的電介質(zhì)材料形成該電介質(zhì)材料包含以化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。然而，以這樣的電介質(zhì)材料形成薄膜電容元件1的電介質(zhì)層5并不是絕對必要的該電介質(zhì)材料包含以化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。以如下的電介質(zhì)材料形成薄膜電容元件1的電介質(zhì)層5就足夠該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-或Bi2Am-1BmO3m+3表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號m是正整數(shù)，符號A是從如下元素組中選擇的至少一種元素鈉(Na)、鉀(K)、鉛(Pb)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)和鉍(Bi)，符號B是從如下元素組中選擇的至少一種元素鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銻(Sb)、釩(V)、鉬(Mo)和鎢(W)，在符號A和/或B指定兩個或更多元素時，元素比率任意確定。此外，還可以以如下的電介質(zhì)材料形成薄膜電容元件的電介質(zhì)層5該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式xSbBi4Ti4O15-(1-x)MBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號M是從鈣、鋇或鉛中選擇的至少一種元素，符號x等于或大于0并且等于或小于1。此外，還可以以如下的電介質(zhì)材料形成薄膜電容元件的電介質(zhì)層5該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式xSbBi4Ti4O15-(1-x)MBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號M是從鈣、鋇或鉛中選擇的至少一種元素，符號x等于或大于0并且等于或小于1。此外，還可以以如下的電介質(zhì)材料形成薄膜電容元件的電介質(zhì)層5該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。
此外，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然在要形成電介質(zhì)層5時使用旋涂處理形成涂層，但是使用旋涂處理形成涂層并不是絕對必要的，例如可以使用浸涂處理替代旋涂處理形成涂層。
此外，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然薄膜電容元件1的支撐襯底2由單晶硅形成，但是以單晶硅形成薄膜電容元件1的支撐襯底2并不是絕對必要的，還可以使用由具有較小的晶格失配的單晶體比如SrTiO3單晶體、MgO單晶體、LaAlO3單晶體等、非晶材料比如玻璃、熔凝石英、SiO2/Si等以及另一材料比如ZrO2/Si、CeO2/Si等形成的支撐襯底2。
然而，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然薄膜電容元件1的下部電極層4由鉑形成，但是薄膜電容元件1的下部電極層4由鉑形成并不是絕對必要的，薄膜電容元件1的下部電極層4還可以由如下的材料形成導(dǎo)電氧化物比如SrMoO3、SrRuO3、CaRuO3、SrVO3、SrCrO3、SrCoO3、LaNiO3、Nb摻雜的SrTiO3，等、貴金屬比如镥、金、鉑、銀等、這些金屬的合金、導(dǎo)電玻璃比如ITO等、賤金屬比如鎳、銅等或者它們的合金等。在支撐襯底2由具有較小的晶格失配的材料形成的情況下，優(yōu)選薄膜電容元件1的下部電極層4由導(dǎo)電氧化物比如CaRuO3、SrRuO3等或者貴金屬比如鉑、镥等形成。
此外，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然薄膜電容元件1的下部電極層4使用濺射處理形成，但是使用濺射處理形成薄膜電容元件1的下部電極層4并不是絕對必要的，薄膜電容元件1的下部電極層4還可以使用如下其它薄膜形成處理中的任何處理形成真空淀積處理、脈沖激光淀積處理(PLD)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)等。
此外，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然薄膜電容元件1的電介質(zhì)層5使用金屬有機(jī)分解處理(MOD)形成，但是使用金屬有機(jī)分解處理(MOD)形成薄膜電容元件1的電介質(zhì)層5并不是絕對必要，還可以使用下列其它的薄膜形成處理中的任何處理方法形成薄膜電容元件1的電介質(zhì)層5比如真空淀積處理、濺射處理、脈沖激光淀積處理(PLD)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、另一化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)比如溶膠凝膠處理等。為了提高在電介質(zhì)層5中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F，優(yōu)選使用金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理、脈沖激光淀積處理(PLD)、真空淀積處理等形成電介質(zhì)層5，在另一方面，為了降低在電介質(zhì)層5中包含的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的c軸取向度F，優(yōu)選利用化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)比如金屬有機(jī)分解處理(MOD)和溶膠凝膠處理等形成電介質(zhì)層5。
此外，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然在要形成電介質(zhì)層5時使用旋涂處理將成分溶液施加到下部電極層4上，但是使用旋涂處理將成分溶液施加到下部電極層4上并不是絕對必要的，還可以使用其它的涂敷處理比如浸涂處理、噴涂處理等中的任何處理將成分溶液施加到下部電極層4上。
然而，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然薄膜電容元件1的上部電極層6由鉑形成，但是薄膜電容元件1的上部電極層6由鉑形成并不是絕對必要的，薄膜電容元件1的上部電極層6還可以由如下的材料形成導(dǎo)電氧化物比如NdO、NbO、ReO2、RhO2、OsO2、IrO2、RuO2、ReO3、SrMoO3、SrRuO3、CaRuO3、SrVO3、SrCrO3、SrCoO3、LaNiO3、Nb摻雜的SrTiO3，等、貴金屬比如镥、金、鉑、銀等、這些金屬的合金、導(dǎo)電玻璃比如ITO等、賤金屬比如鎳、銅等或者它們的合金等。
此外，在上述的優(yōu)選實施例中，雖然薄膜電容元件1的上部電極層6使用濺射處理形成，但是使用濺射處理形成薄膜電容元件1的上部電極層6并不是絕對必要的，薄膜電容元件1的上部電極層6還可以使用其它薄膜形成處理中的任何處理形成真空淀積處理、脈沖激光淀積處理(PLD)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積處理(MOCVD)、化學(xué)溶液淀積處理(CSD處理)等。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種薄膜電容元件以及包括該薄膜電容元件的電子電路和電子器件，該薄膜電容元件可以被形成得較薄且具有良好的溫度補(bǔ)償特性。
權(quán)利要求
1.一種薄膜電容元件，包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-或Bi2Am-1BmO3m+3表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號m是正整數(shù)，符號A是從如下元素組中選擇的至少一種元素鈉(Na)、鉀(K)、鉛(Pb)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)和鉍(Bi)，符號B是從如下元素組中選擇的至少一種元素鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銻(Sb)、釩(V)、鉬(Mo)和鎢(W)，在符號A和/或B指定兩個或更多元素時，元素比率任意確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從1000ppm/K至-700ppm/K的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
5.一種薄膜電容元件，包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式xSbBi4Ti4O15-(1-x)MBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號M是從鈣、鋇或鉛中選擇的至少一種元素，符號x等于或大于0并且等于或小于1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的薄膜電容元件，其中電介質(zhì)層包含具有由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從800ppm/K至-150ppm/K的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
11.一種包括薄膜電容元件的電子電路，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-或Bi2Am-1BmO3m+3表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號m是正整數(shù)，符號A是從如下元素組中選擇的至少一種元素鈉(Na)、鉀(K)、鉛(Pb)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)和鉍(Bi)，符號B是從如下元素組中選擇的至少一種元素鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銻(Sb)、釩(V)、鉬(Mo)和鎢(W)，在符號A和/或B指定兩個或更多元素時，元素比率任意確定。
12.一種包括薄膜電容元件的電子器件，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-或Bi2Am-1BmO3m+3表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號m是正整數(shù)，符號A是從如下元素組中選擇的至少一種元素鈉(Na)、鉀(K)、鉛(Pb)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、鈣(Ca)和鉍(Bi)，符號B是從如下元素組中選擇的至少一種元素鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銻(Sb)、釩(V)、鉬(Mo)和鎢(W)，在符號A和/或B指定兩個或更多元素時，元素比率任意確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的薄膜電容元件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從1000ppm/K至-700ppm/K的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子器件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子器件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
16.一種包括薄膜電容元件的電子器件，該薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式xSbBi4Ti4O15-(1-x)MBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物，這里符號M是從鈣、鋇或鉛中選擇的至少一種元素，符號x等于或大于0并且等于或小于1。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子器件，其中電介質(zhì)層包含具有由化學(xué)計量組分化學(xué)式SrBi4Ti4O15表示的組分的鉍層結(jié)構(gòu)的化合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子器件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物的靜電電容溫度系數(shù)在從800ppm/K至-150ppm/K的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子器件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子器件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子器件，其中鉍層結(jié)構(gòu)的化合物進(jìn)一步包含從如下的元素組中選擇的至少一種稀土元素鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)和镥(Lu)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的薄膜電容元件包括在第一電極層和第二電極層之間的由電介質(zhì)材料形成的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)材料包含具有由化學(xué)計量的組分化學(xué)式(Bi
文檔編號C04B35/453GK1754261SQ20048000537
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者坂下幸雄 申請人:Tdk株式會社