(57)【要約】【課題】  誘電損失ｔａｎδの小さい多結晶誘電体薄膜および容量素子を提供する。【解決手段】  主組成がペロブスカイト型酸窒化物である多結晶誘電体薄膜である。ペロブスカイト型酸窒化物が組成式ＡａＢｂＯｏＮｎ（ａ＋ｂ＋ｏ＋ｎ＝５）で表され、ａ／ｂ＞１およびｎ≧０．７である。【選択図】  なし
2017135294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主組成がペロブスカイト型酸窒化物である多結晶誘電体薄膜であって、
前記ペロブスカイト型酸窒化物が組成式ＡａＢｂＯｏＮｎ（ａ＋ｂ＋ｏ＋ｎ＝５）で表され、
ａ／ｂ＞１
ｎ≧０．７
であることを特徴とする多結晶誘電体薄膜。
【請求項２】
前記ＡがＳｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｎａから選ばれる１種類以上の元素であり、
前記ＢがＴａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｗから選ばれる１種類以上の元素である請求項１に記載の多結晶誘電体薄膜。
【請求項３】
ＢＯ４Ｎ２の８面体構造を有し、前記８面体構造中におけるＮの配置がｃｉｓ型である請求項１または２に記載の多結晶誘電体薄膜。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の多結晶誘電体薄膜を有する容量素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶誘電体薄膜および容量素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル機器の小型化、高性能化に伴い、高性能な誘電体薄膜を用いた容量素子が求められている。【０００３】
従来、誘電体薄膜としては金属酸化物材料を用いた薄膜が広く用いられてきた。しかしながら、金属酸化物材料による誘電体薄膜の特性向上は限界を迎えつつあり、より高い特性を持つ新しい材料が求められている。新しい材料の候補の一つにペロブスカイト結晶構造の酸素８面体中の酸素原子の一部を窒素原子に置換した金属酸窒化物材料が挙げられる。しかし、金属酸窒化物材料を有する誘電体薄膜を得ることは困難である。【０００４】
例えば、特許文献１および特許文献２には、ペロブスカイト型酸窒化物ＡＢＯ２Ｎの粉末を作製する方法が記載されている。しかし、特許文献１および特許文献２には、ペロブスカイト型酸窒化物ＡＢＯ２Ｎを用いた薄膜を得ることに関しては何ら開示されていない。【０００５】
また、非特許文献１および非特許文献２にはペロブスカイト型酸窒化物ＡＢＯ２Ｎからなる薄膜を作製した旨が記載されている。しかし、非特許文献１および非特許文献２で得られる薄膜はエピタキシャル膜である。【０００６】
エピタキシャル膜はエピタキシャル成長により製造される薄膜のことである。エピタキシャル成長とは、薄膜結晶成長技術のひとつであり、基板となる結晶の上に結晶成長を行い、下地の基板の結晶面にそろえて配列する結晶成長を指す。【０００７】
エピタキシャル膜はその製造に非常に時間がかかるという欠点がある。非特許文献１では厚さ２０ｎｍ以下のエピタキシャル膜の製造に５３０時間以下という長い時間がかかる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−１２２１０８号公報
【特許文献２】特開２０１３−００１６２５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Scientific Reports 4. DOI: 10.1038/srep04987
【非特許文献２】KAST 平成25年度研究概要 32-33ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、製造効率が高く誘電損失の小さい多結晶誘電体薄膜および容量素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る多結晶誘電体薄膜は、主組成がペロブスカイト型酸窒化物である多結晶誘電体薄膜であって、
前記ペロブスカイト型酸窒化物が組成式ＡａＢｂＯｏＮｎ（ａ＋ｂ＋ｏ＋ｎ＝５）で表され、
ａ／ｂ＞１
ｎ≧０．７
であることを特徴とする。【００１２】
本発明に係る多結晶誘電体薄膜は、上記の特徴を有することで、誘電損失を小さくすることができる。【００１３】
本発明に係る多結晶誘電体薄膜は、前記ＡがＳｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｎａから選ばれる１種類以上の元素であり、
前記ＢがＴａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｗから選ばれる１種類以上の元素であることが好ましい。【００１４】
本発明に係る多結晶誘電体薄膜は、ＢＯ４Ｎ２の８面体構造を有し、前記８面体構造中におけるＮの配置はｃｉｓ型が主であることが好ましい。【００１５】
本発明に係る容量素子は、前記多結晶誘電体薄膜を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄膜キャパシタの概略図である。
【図２Ａ】Ｎの配置がｃｉｓ型である場合を示す模式図である。
【図２Ｂ】Ｎの配置がｔｒａｎｓ型である場合を示す模式図である。
【図３Ａ】Ｎの配置がｃｉｓ型である場合を示す模式図である。
【図３Ｂ】Ｎの配置がｔｒａｎｓ型である場合を示す模式図である。
【図４】ＣａＴａＯ２Ｎからなるエピタキシャル膜のＸＲＤパターンの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施形態に基づき説明する。
【００１８】
本実施形態に係る薄膜キャパシタの模式図を図１に示す。図１に示す薄膜キャパシタ１は、基板１１上に下部電極１２、多結晶誘電体薄膜１３の順に形成され、多結晶誘電体薄膜１３の表面に上部電極１４を備える。
【００１９】
基板１１の材質には特に制限はないが、基板１１としてＳｉ単結晶基板を用いることが入手容易性およびコスト性に優れている。フレキシビリティを重視する場合にはＮｉ箔を基板として使用することも出来る。
【００２０】
下部電極１２および上部電極１４の材質に特に制限はなく、電極として機能すればよい。例えば、Ｐｔ，Ａｇ，Ｎｉ等が挙げられる。下部電極１２の厚みは０．０１〜１０μｍが好ましい。上部電極１４の厚みは０．０１〜１０μｍが好ましい。
【００２１】
多結晶誘電体薄膜１３は、主組成がペロブスカイト型酸窒化物である多結晶誘電体薄膜である。
【００２２】
前記ペロブスカイト型酸窒化物は組成式ＡａＢｂＯｏＮｎ（ａ＋ｂ＋ｏ＋ｎ＝５）で表すことができる。Ａは前記ペロブスカイト型酸窒化物のＡサイトイオンであればよい。Ｂは前記ペロブスカイト型酸窒化物のＢサイトイオンであればよい。
【００２３】
ＡはＳｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｎａから選ばれる１種類以上の元素であることが好ましい。Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ，Ｎｄから選ばれる１種類以上の元素を用いることが、高い容量が得られるため、さらに好ましく、Ｓｒを用いることが最も好ましい。ＢはＴａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｗから選ばれる１種類以上の元素であることが好ましい。Ｔａ，Ｔｉから選ばれる１種類以上の元素を用いることが、異相が少ない多結晶誘電体薄膜１３が得られるため、さらに好ましく、Ｔａを用いることが最も好ましい。
【００２４】
さらに、ａ／ｂ＞１，ｎ≧０．７およびであることが好ましい。また、ａ／ｂは、さらに好ましくはａ／ｂ≧１．０５である。ｎは、さらに好ましくはｎ≧０．８である。ａ／ｂおよびｎを上記の範囲とすることで、ｔａｎδを良好にすることができる。
【００２５】
また、前記ペロブスカイト型酸窒化物は、Ａサイトイオンの平均価数およびＢサイトイオンの平均価数の合計が６．７〜７．３価である。好ましくは平均価数の合計が７価である。
【００２６】
ここで、平均価数とは、ＡサイトおよびＢサイトに存在するイオンの価数を、その存在比に応じて平均化した値とする。例えば、ＡサイトにＳｒとＬａが４：１の比で存在し、ＢサイトにＴａとＴｉが４：１の比で存在する場合について述べる。Ｓｒイオンの価数は２であり、Ｌａイオンの価数は３である。よって、その平均価数をαとした場合に、αは以下の式（１）により算出される。また、Ｔａイオンの価数は５であり、Ｔｉイオンの価数は４である。よって、その平均価数をβとした場合に、βは以下の式（２）により算出される。そして、α＝２．２、β＝４．８となる。そして、平均価数の合計（α＋β）は７となる。
【００２７】
α＝（Ｓｒイオンの価数）×（Ｓｒイオンの存在比）＋（Ｌａイオンの価数）×（Ｌａイオンの存在比）
＝２×４／５＋３×１／５
＝２．２  ・・・式（１）
【００２８】
β＝（Ｔａイオンの価数）×（Ｔａイオンの存在比）＋（Ｔｉイオンの価数）×（Ｔｉイオンの存在比）
＝５×４／５＋４×１／５
＝４．８  ・・・式（２）
【００２９】
なお、本願の平均価数の合計の計算においては、ＡサイトリッチまたはＢサイトリッチである場合、すなわち、ａ／ｂ≠１である場合でも、ａ／ｂ＝１として取り扱う。例えば、上記の場合において、ａ／ｂ＝１．２の場合であっても、平均価数の合計は２．２＋４．８＝７である。
【００３０】
以下、例としてペロブスカイト型酸窒化物がＳｒａＴａｂＯｏＮｎである場合について説明するが、Ａサイト元素および／またはＢサイト元素が異なる元素である場合についてもあてはまる。
【００３１】
多結晶誘電体薄膜１３においては、ＢＯ４Ｎ２の８面体構造を有し、前記８面体構造中におけるＮの配置はｃｉｓ型が主であることが好ましい。
【００３２】
ここで、Ｎがｃｉｓ配置をとる構造とは、図２Ａに示すように二つのＮが互いに隣り合う位置にある構造である。これに対し、Ｎがｔｒａｎｓ配置をとる構造とは、図２Ｂに示すように二つのＮが隣り合っていない位置にある構造である。
【００３３】
Ｎがｃｉｓ配置をとる場合およびＮがｔｒａｎｓ配置をとる場合のそれぞれについて、複数の８面体構造が連なる場合を示した図が図３Ａおよび図３Ｂである。図３Ａより、Ｎがｃｉｓ配置をとる場合には、結晶はｃ軸方向からみてジグザグに伸びていることがわかる。これに対し、図３Ｂより、Ｎがｔｒａｎｓ配置をとる場合には、結晶はｃ軸方向に一直線に伸びていることがわかる。また、Ｎがｃｉｓ配置をとる場合より、Ｎがｔｒａｎｓ配置をとる場合の方が、ｃ軸長が長くなる。
【００３４】
本実施形態に係る多結晶誘電体薄膜において、Ｎがｃｉｓ配置をとる場合が主であることは中性子回折により確認できる。中性子回折を行わなくとも、ＡＢＯ２Ｎが多結晶体であればＮは安定なｃｉｓ配置をとることが知られている。一方、ｔｒａｎｓ配置のＡＢＯ２Ｎを得たい場合は、非特許文献１にあるように基板にエピタキシャル成長させるなどしてＡＢＯ２Ｎの単結晶に基板応力を加え、ｔｒａｎｓ配置の方が安定な特殊な状態を用意する必要がある。ただし、ｃｉｓ配置が主である多結晶体において、通常、ｔｒａｎｓ配置が完全に０になるわけではない。ｃｉｓ配置が安定であっても、熱運動等により一部のＮは配列が乱れ、ｔｒａｎｓ配置をとる場合がある。そのような場合も、全体的な数としてはｃｉｓ配置が優位であるため、中性子回折ではサイトの存在確率からｃｉｓ配置である結果が得られる。
【００３５】
ところで、本実施形態に係る多結晶誘電体薄膜はエピタキシャル膜とは異なる種類の薄膜である。ここで、ペロブスカイト型酸窒化物がＳｒａＴａｂＯｏＮｎであるエピタキシャル膜を特定の基板で作製した場合には、Ｎがｔｒａｎｓ配置をとる。
【００３６】
本実施形態に係る多結晶誘電体薄膜がエピタキシャル膜ではないことを確認するためには、ペロブスカイト型酸窒化物がＳｒＴａＯ２Ｎであるエピタキシャル膜のＸＲＤデータを作成し、本実施形態に係る多結晶誘電体薄膜のＸＲＤデータと比較して共通するピークがないことを確認すればよい。なお、図４はペロブスカイト型酸窒化物がＣａＴａＯ２Ｎであるエピタキシャル膜のＸＲＤデータである。図４と同様にしてＳｒＴａＯ２Ｎのエピタキシャル膜のＸＲＤデータを用意すればよい。また、薄膜が多結晶膜であることはＸＲＤデータにピークがあり、そのピークに由来する結晶面が特定の結晶面のみではないことにより確認できる。
【００３７】
多結晶誘電体薄膜１３は、多結晶膜の一種であり、誘電体薄膜の一種でもある。多結晶誘電体薄膜１３の厚さには特に制限はないが、好ましくは１０ｎｍ〜１μｍである。
【００３８】
薄膜キャパシタ１の製造方法 
次に、薄膜キャパシタ１の製造方法について説明する。以下、Ａサイト原子をＳｒ、Ｂサイト原子をＴａとする場合について説明するが、他の種類の原子を用いる場合でも同様である。
【００３９】
最終的に多結晶誘電体薄膜１３となる薄膜の成膜方法に特に制限はない。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ＰＬＤ法（パルスレーザー蒸着法）、ＭＯ−ＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＭＯＤ（有機金属分解法）、ゾル・ゲル法、ＣＳＤ（化学溶液堆積法）などが例示される。また、成膜時に使用する原料には微少な不純物や副成分が含まれている場合があるが、薄膜の性能を大きく損なわない程度の量であれば特に問題はない。また、本実施形態に係る多結晶誘電体薄膜１３も、性能を大きく損なわない程度に微少な不純物や副成分を含んでいても構わない。
【００４０】
上記の成膜方法のうち、ＰＬＤ法、スパッタリング法およびＣＳＤ法などの方法で成膜すると、最終的に得られる薄膜が多結晶膜となりやすい。また、本実施形態に係る多結晶誘電体薄膜１３についてＰＬＤ法、スパッタリング法およびＣＳＤ法などの方法で成膜するとＮがｃｉｓ配置をとる構造となりやすい。ＣＶＤ法でも合成は可能であるが、成分元素数が多いため、ＰＬＤ法やスパッタリング法の方がより組成制御性が高い。本実施形態ではＰＬＤ法による成膜方法について説明する。
【００４１】
まず、基板１１としてＳｉ単結晶基板を準備する。次に、Ｓｉ単結晶基板上にＳｉＯ２、ＴｉＯｘ、Ｐｔの順に成膜し、Ｐｔからなる下部電極１２を形成する。下部電極１２を形成する方法には特に制限はない。例えば、スパッタリング法やＣＶＤなどが挙げられる。
【００４２】
次に、下部電極１２上にＰＬＤ法で金属酸化物薄膜を成膜した。また、下部電極１２の一部を露出させるためにメタルマスクを使用して薄膜が一部成膜されない領域を形成した。
【００４３】
ＰＬＤ法では、まず、目的とする多結晶誘電体薄膜の構成元素を含むターゲットを成膜室内に設置する。次に、ターゲットの表面上にパルスレーザーを照射する。パルスレーザーの強いエネルギーによりターゲットの表面を瞬時に蒸発させる。そして、ターゲットと対向するように配置した基板上に蒸発物を堆積させて金属酸化物薄膜を成膜する。
【００４４】
ターゲットの種類に特に制限はなく、作製する多結晶誘電体薄膜の構成元素を含む金属酸化物焼結体の他、合金、窒化物焼結体、金属酸窒化物焼結体などを用いることができる。また、ターゲットにおいては各元素が平均的に分布していることが好ましいが、得られる多結晶誘電体薄膜の品質に影響がない範囲で分布にばらつきがあってもよい。さらに、ターゲットは必ずしも一つである必要はなく、多結晶誘電体薄膜の構成元素の一部を含むターゲットを複数用意して成膜に用いることも可能である。ターゲットの形状にも制限はなく、使用する成膜装置に適した形状とすればよい。また、成膜条件（酸素のガス圧，窒素のガス圧，成膜室の大きさおよびガス導入管の位置等）を調整することで、最終的に得られる多結晶誘電体薄膜のａ／ｂを制御することができる。例えば、ターゲットのａ／ｂを大きくすれば、成膜された膜中のａ／ｂを大きくすることができる。また、ターゲットａ／ｂのみではなく、成膜条件も重要である。パルスレーザーによりターゲットから蒸発した金属元素は成膜室中の雰囲気を構成する元素の影響を受け、基板の成膜面に到達するからである。
【００４５】
例えば、最終的に得られる多結晶誘電体薄膜の組成がＳｒａＴａｂＯｏＮｎである場合には、ターゲットとしてＳｒ２Ｔａ２Ｏ７を含む焼結体を準備する。そして、成膜条件（例えば酸素のガス圧，窒素のガス圧，成膜室の大きさおよびガス導入管の位置等）を調整することで、最終的に得られる多結晶誘電体薄膜のａ／ｂを制御することができる。
【００４６】
また、ＰＬＤ法の際には、成膜する金属酸化物薄膜を結晶化させるために成膜時に基板１１を赤外線レーザーで加熱することが好ましい。基板１１の加熱温度は金属酸化物薄膜および基板１１の構成元素および組成等により変化するが、例えば、６００〜８００℃となるように加熱して成膜を行う。基板１１の温度を適温とすることで、金属酸窒化物薄膜が結晶化しやすくなるとともに冷却時に生じる割れの発生を防止することができる。
【００４７】
成膜中に、窒素ラジカルを導入して窒化処理を行うことで、ペロブスカイト型酸窒化物からなる多結晶誘電体薄膜１３を得ることができる。
【００４８】
最後に、多結晶誘電体薄膜１３上に上部電極１４を形成することで、薄膜キャパシタ１を製造することができる。なお、上部電極１４の材質に特に制限はなく、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ等を用いることができる。また、上部電極１４の形成方法にも特に制限はない。例えば、スパッタリング法により形成することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々異なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００５０】
なお、本発明に係る容量素子とは、誘電性を利用した素子のことであり、コンデンサ、サーミスタ、フィルター、ダイプレクサ、共振器、発信子、アンテナ、圧電素子、トランジスタ、強誘電体メモリ等を含む。本実施形態に係る多結晶誘電体薄膜は、特に誘電損失が小さいことが求められる容量素子に好適に用いられる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。【００５２】
実験例１
まず、成膜用ターゲットとして用いるＳｒ２Ｔａ２Ｏ７焼結体の原料として、ＳｒＣＯ３粉末およびＴａ２Ｏ５粉末を準備した。Ｓｒ／Ｔａのモル比が１となるようにＳｒＣＯ３粉末およびＴａ２Ｏ５粉末を秤量した。【００５３】
次に、ＳｒＣＯ３粉末およびＴａ２Ｏ５粉末に対して、エタノール溶媒を用いた湿式ボールミルにて１６時間混合して混合スラリーを得た。【００５４】
次に、前記混合スラリーを恒温乾燥機にて８０℃で１２時間乾燥し、混合物を得た。【００５５】
次に、前記混合物を乳鉢にて軽く解砕し、セラミック製のるつぼに入れた。そして、電気炉を用いて大気雰囲気中、１０００℃で２時間熱処理し、仮焼物を得た。【００５６】
次に、前記仮焼物に対して、再びエタノール溶媒を用いた湿式ボールミルにて１６時間混合して仮焼後スラリーを得た。【００５７】
得られた仮焼後スラリーを恒温乾燥機にて８０℃で１２時間乾燥し、仮焼後混合物を得た。【００５８】
前記仮焼後混合物に対し、バインダーとしてポリビニルアルコール溶液を添加し、混合して造粒物を得た。ポリビニルアルコール溶液の添加量は、粉砕物１００重量％に対して０．６重量％とした。【００５９】
前記造粒物を直径約２３ｍｍ、高さ約９ｍｍの円柱形状に成形して成型物を得た。成形方法はＣＩＰ成形とした。【００６０】
前記成型物に対し、電気炉を用いて大気雰囲気中、１４００℃で２時間焼成して焼結物を得た。さらに、前記焼結物の上面および下面を鏡面研磨して高さ５ｍｍの成膜ターゲットを得た。なお、得られた成膜ターゲットの相対密度が９６〜９８％であることを確認した。【００６１】
上記のようにして得られた成膜用ターゲットを成膜装置に設置し、成膜用ターゲットと対向するように、Ｓｉ基板を設置した。当該Ｓｉ基板としては表面に下部電極としてＰｔ膜を有するものを用いた。【００６２】
実験例１では、ＰＬＤ法で厚さ２００ｎｍとなるように成膜した。このときの成膜条件（酸素のガス圧，窒素のガス圧等）を調整することで、最終的に得られる多結晶誘電体薄膜のａ／ｂを制御した。成膜中に、窒素ラジカルを導入して窒化処理を行うことで多結晶誘電体薄膜を得た。なお、成膜時の所要時間は０．５〜２時間であった。【００６３】
実験例１で得られた薄膜サンプルのＸＲＤパターンをリガク社製全自動水平型多目的Ｘ線回折装置ＳｍａｒｔＬａｂを用いて測定した。実験例１の実施例は全てエピタキシャル膜ではないことを確認した。また、得られた薄膜サンプルにおけるｏおよびｎはＬＥＣＯ社製ＴＣ６００を用いてインパルス加熱溶融抽出法（赤外線吸収法）によって定量した。また、ＳｒイオンおよびＴａイオンの価数をＸＰＳのケミカルシフトから判定し、原料から価数の変化がないことを確認した。具体的には、Ｓｒイオンの価数は２で、Ｔａイオンの価数は５であった。また、ａ／ｂの値およびｎの値はインパルス加熱溶融抽出法で定量した値から算出した。【００６４】
また、実験例１で得られた薄膜サンプルについてＸＲＤパターンから、実験例１の実施例は全て多結晶膜であることを確認した。すなわち、薄膜が結晶化し、多結晶薄膜となっていることを確認した。また、得られた多結晶薄膜は特定の面に対して配向している配向膜ではないことを確認した。これはｃｉｓ配置が安定となる状態である。なお、図３ＡにはＴａ−Ｎ鎖が図示されていないが、ＡＢＯ２Ｎのｃｉｓ型構造では、Ｔａ−Ｎ鎖がジグザグに連なっている。【００６５】
続いて、実験例１で得られた薄膜サンプルに蒸着を用いてＡｇ電極を形成し、誘電損失（ｔａｎδ）を測定した。【００６６】
誘電損失の測定はインピーダンスアナライザー（アジレントテクノロジー社製）４２９４Ａにて、測定電圧：１００ｍＶ、測定周波数：１ＭＨｚで行った。本実験例では、ｔａｎδが１０％以下である場合を良好とした。結果を表１に示す。【００６７】
【表１】
2017135294.tif 000003
【００６８】
表１より、ａ／ｂが１より大きい実施例１は誘電損失が１％以下となった。これに対し、ａ／ｂが１以下である比較例１、２は誘電損失が１％を超えた。【００６９】
表１より、ａ／ｂが高いほど、ｔａｎδが０％に近づく。これはＡＢＯ２Ｎに特有の現象である。理論計算によれば、陰イオン欠陥が生じたときには、Ａサイトが欠陥となることで補償されやすいと推定される。しかし、Ａサイトが欠陥となると誘電性が低下しｔａｎδが上昇してしまうと考えられる。そこで、ａ／ｂを高くし、Ａサイト元素をストイキオ（ａ／ｂ＝１）よりも多く含有させることで、Ａサイト欠陥を生じにくくすることができ、ｔａｎδを小さくできると考えられる。【００７０】
実験例２
ＳｒＣＯ３粉末およびＴａ２Ｏ５粉末の代わりにＬａ２Ｏ３粉末およびＴｉＯ２粉末を用いた点以外は実験例１と同様にして実施例１１および比較例１１の薄膜サンプルを作製し、各種測定を行った。さらに、ＢａＯ粉末およびＴａ２Ｏ５を用いた点以外は実験例１と同様にして実施例１２および比較例１２の薄膜サンプルを作製し、各種測定を行った。さらに、Ｎｄ２Ｏ３粉末およびＴｉＯ２粉末を用いた点以外は実験例１と同様にして実施例１３および比較例１３の薄膜サンプルを作製し、各種測定を行った。結果を表２に示す。なお、実験例２で得られた実施例の薄膜サンプルについてＸＲＤ測定を行った。ＸＲＤ測定により、実験例２の実施例および比較例も全てエピタキシャル膜ではなく多結晶薄膜であることを確認した。さらに、Ｎの配置がｃｉｓ型であることを確認した。また、実施例１１および比較例１１に関して、ＬａイオンおよびＴｉイオンの価数をＸＰＳのケミカルシフトから判定し、原料から価数の変化がないことを確認した。具体的には、Ｌａイオンの価数は３で、Ｔｉイオンの価数は４であった。実施例１２および比較例１２に関して、ＢａイオンおよびＴａイオンの価数をＸＰＳのケミカルシフトから判定し、原料から価数の変化がないことを確認した。具体的には、Ｂａイオンの価数は２で、Ｔａイオンの価数は５であった。さらに、実施例１３および比較例１３に関して、ＮｄイオンおよびＴｉイオンの価数をＸＰＳのケミカルシフトから判定し、原料から価数の変化がないことを確認した。具体的には、Ｎｄイオンの価数は３で、Ｔｉイオンの価数は４であった。【００７１】
【表２】
2017135294.tif 000004
【００７２】
表２より、ａ／ｂが１より大きい実施例１１は誘電損失が１％以下となった。これに対し、ａ／ｂが１以下である比較例１１は誘電損失が１％を超えた。【００７３】
実験例３
実施例１（ｎ＝０．８）について、ｎの値を変化させて実施例２１および比較例２１，２２を得た。結果を表３に示す。【００７４】
【表３】
2017135294.tif 000005
【００７５】
表３より、ｎ≧０．７である実施例はｔａｎδが１０％以下であり、誘電損失に優れた多結晶誘電体薄膜となる。これに対し、ｎ＜０．７である比較例２１，２２はｔａｎδが１０％を超え、悪化する。【００７６】
ｎ＜０．７である場合には、Ｔａ−Ｎ鎖がジグザグに連なる構造が十分に構成されないため、ｔａｎδが悪化すると推測される。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・薄膜キャパシタ
１１・・・基板
１２・・・下部電極
１３・・・多結晶誘電体薄膜
１４・・・上部電極
【図１】
2017135294.tif 000006
【図２Ａ】
2017135294.tif 000007
【図２Ｂ】
2017135294.tif 000008
【図３Ａ】
2017135294.tif 000009
【図３Ｂ】
2017135294.tif 000010
【図４】
2017135294.tif 000011
【国際調査報告】
2017135294.tif 000012
2017135294.tif 000013