[发明专利]铁氧体薄膜形成用组合物和铁氧体薄膜及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过溶胶-凝胶法形成安装于集成无源器件（IPD，Integrated Passive Device）芯片的薄膜电感器的磁性薄膜的铁氧体薄膜形成用组合物和使用该组合物的铁氧体薄膜的形成方法及以该方法形成的铁氧体薄膜。

背景技术

最近，各种电子设备的小型化、轻质化的要求剧增，还要求安装于在基板上形成有多个无源器件的IPD芯片的电容器或电感器等的小型化或薄型化。作为电感器的薄型化，提出有以往的将卷线施加于块状磁性材料这种结构的卷线型到例如以铁氧体等磁性材料夹入螺旋形平面线圈这种结构的薄膜型电感器等。

关于使用于电感器的磁性材料，一般根据在高频区域内示出高磁导率等理由，一直以来广泛使用利用铁氧体系材料形成的铁氧体薄膜等。到目前为止，作为铁氧体薄膜的制法，以溅射法或化学气相成长法等需要真空工艺的形成方法为中心来进行研究及开发，但是在这些方法中需导入昂贵装置，初期投资增多等在成本方面存在问题。另一方面，还有研究基于应用无电解电镀的旋喷法的形成方法等，在旋喷法中，有能够用比较廉价的装置形成铁氧体膜的优点，但是由于成膜时使用大量包含原料的液体，因此在环境方面存在问题。

因此，作为旋喷法以外的代替溅射法等的铁氧体薄膜形成方法，溶胶-凝胶法受到关注。在溶胶-凝胶法中，无需如溅射法等的真空工艺，能够用组合物的制备、涂布、干燥、烧成这样的比较简便且低成本来形成。作为基于溶胶-凝胶法的铁氧体薄膜形成方法，以往公开有通过如下来进行的NiCuZn铁氧体薄膜的形成方法，即在形成有SiO₂的Si基板上通过旋涂法涂布包含硝酸铁、硝酸镍、二甲基甲酰胺、醋酸锌及硝酸铜的混合溶液，以120℃干燥10分钟来去除溶剂，以400℃加热30分钟来进行热分解（例如，参考非专利文献1）。

非专利文献1：Journal of Magnetism and Magnetic Materials，309（2007）p.75-79（p.75～76的2.Experimenntal）

但是，在上述以往的非专利文献1中所示的形成方法中，作为用于形成铁氧体薄膜的组合物，使用将甲酰胺系溶剂用作溶剂的混合溶液。使用该组合物（混合溶液）形成的膜中，存在难以进一步提高磁导率等特性的问题。认为其原因之一为，起因于所使用的溶剂等，从而例如难以进一步改善通过旋涂法等涂布时的涂布性或膜厚均匀性等，其结果，无法期待进一步提高形成后的薄膜中的膜密度等。

并且，上述以往的非专利文献1中所示的组合物，其长期的保存稳定性较差，出现随着时间的经过而产生液相沉淀的倾向，由此存在涂膜性恶化的问题。因此，基于溶胶-凝胶法的铁氧体薄膜的形成中，从材料的改良的观点出发要求涂膜性等的进一步改善，希望开发即使长期保存也不会产生液相沉淀且能够长期维持优异的涂膜性的铁氧体薄膜形成用组合物。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种铁氧体薄膜形成用组合物和使用该组合物的铁氧体薄膜的形成方法及以该方法形成的铁氧体薄膜，所述铁氧体薄膜为用于通过溶胶-凝胶法形成铁氧体薄膜的组合物，其能够形成较薄且均匀膜厚的铁氧体薄膜，且长期保存稳定性优异。

本发明的第1方案为一种铁氧体薄膜形成用组合物，为通过溶胶-凝胶法形成了组成以(Ni_1-xZn_xO)_t(Fe₂O₃)_s、(Cu_1-xZn_xO)_t(Fe₂O₃)_s或(Ni_0.80-yCu_0.20Zn_yO)_t(Fe₂O₃)_s表示的铁氧体薄膜的组合物，其中上述组合物通过将金属原料溶解于包含乙腈的溶剂而成，将上述组合物设为100质量%时的乙腈的比例为30～60质量%，其中，上述x满足0＜x＜1，上述y满足0＜y＜0.80，上述s、t分别满足0.95≤s≤1.05、0.95≤t≤1.05，并且满足s+t=2。

本发明的第2方案为基于第1方案的发明，其进一步的特征在于金属原料为Ni、Zn、Cu或Fe的金属醇盐、醋酸盐、环烷酸盐或硝酸盐。