[发明专利]多晶介电体薄膜及电容元件

说明书

本发明目的在于提供相对介电常数大的多晶介电体薄膜及电容元件，其主要组成为钙钛矿型氮氧化物，所述钙钛矿型氮氧化物以组成式A_a1B_b1O_oN_n(a1+b1+o+n＝5)表示，所述钙钛矿型氮氧化物的晶格中的a轴长大于理论值。

技术领域

本发明涉及多晶介电体薄膜及电容元件。

背景技术

近年来，伴随数字装置的小型化、高性能化，需要使用了高性能的介电体薄膜的电容元件。

以往，就介电体薄膜而言，广泛采用使用了金属氧化物材料的薄膜。但是，金属氧化物材料制得的介电体薄膜的特性改善已逐渐逼近极限，需要有更高特性的新材料。新材料的候选者之一可列举钙钛矿(perovskite)结晶结构中的氧八面体中的一部分氧原子置换成氮原子而成的金属氮氧化物材料。但是难以获得具有金属氮氧化物材料的介电体薄膜。

例如，专利文献1及专利文献2记载了制作钙钛矿型氮氧化物ABO₂N粉末的方法。但是，专利文献1及专利文献2中针对获得使用钙钛矿型氮氧化物ABO₂N的薄膜，没有任何揭示。

又，非专利文献1记载了制作由钙钛矿型氮氧化物ABO₂N构成的薄膜。但非专利文献1获得的薄膜是磊晶膜(epitaxial film)。

磊晶膜是利用磊晶生长制得的薄膜。磊晶生长是一种薄膜结晶生长技术，是指在成为基板的结晶上进行结晶生长，整齐地排列在基底的基板的结晶面的结晶生长。

磊晶膜有制造非常耗时的缺点。非专利文献1中记载了制造厚度20nm以下的磊晶膜要耗费530小时以下的长时间。

[先前技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开昭61-122108号公报

专利文献2：日本特开2013-001625号公报

[非专利文献]

非专利文献1：Scientific Reports 4.DOI:10.1038/srep04987

发明内容

(发明要解决的技术问题)

本发明是鉴于如此的实情而做出的，目的在于提供制造效率高且介电常数高的多晶介电体薄膜及电容元件。

(用于解决技术问题的手段)

本发明的多晶介电体薄膜，其为主要组成是钙钛矿型氮氧化物的多晶介电体薄膜，其特征为：

所述钙钛矿型氮氧化物以组成式A_a1B_b1O_oN_n(a1+b1+o+n＝5)表示，

所述钙钛矿型氮氧化物的晶格中的a轴长大于理论值。

优选所述晶格的a轴长、b轴长及c轴长皆大于理论值。

优选具有BO₄N₂的八面体结构且该八面体结构中的N的主要配置为cis型。

优选A位点离子的平均价数与B位点离子的平均价数之和为7价。

优选所述a轴长为理论值的1.002倍以上。

本发明的电容元件具有前述多晶介电体薄膜。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的薄膜电容器的概略图。

图2A是表示N的配置为cis型(顺式型)时的示意图。