电介质材料以及包括其的器件和存储设备制造技术

本发明专利技术涉及电介质材料以及包括其的器件和存储设备。根据一个方面，提供电介质材料，其具有由式1表示的组成：<式1>(100

【技术实现步骤摘要】
电介质材料以及包括其的器件和存储设备
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于2020年10月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
‑
2020
‑
0137083并且根据35U.S.C.
§
119要求其优先权，将其公开内容全部通过引用引入本文中。


[0003]本公开内容涉及电介质(介电)材料和包括其的器件。

技术介绍

[0004]根据对电子产品的小型化和更高容量的持续需求，需要与现有电容器相比具有更小尺寸和更高容量的电容器。为了实施具有更小尺寸和更高容量的电容器，需要可提供进一步改善的介电性质的电介质材料。
[0005]为了制造多层陶瓷电容器(MLCC)(其为一种类型的小尺寸、高容量的电容器)，需要使电介质材料层是薄的。这必然引起电场的快速升高，其导致电介质的自发极化的减少、和因此电容率的显著下降。因此，对将现有电介质用在高电场区域中有效运行的电介质材料代替的需要正逐渐增加。

技术实现思路

[0006]提供具有改善的结构稳定性和物理性质并且在高电场区域中有效运行的电介质材料。
[0007]提供包括所述电介质材料的多层电容器。
[0008]另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，并且部分地将从所述描述明晰，或者可通过本公开内容的所呈现的实施方式的实践而获悉。
[0009]根据一个方面，提供具有由式1表示的组成的电介质材料。
[0010]<式1>
[0011](100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiREO3·
yABO3[0012]在式1中，RE为稀土金属，A为碱金属，B为五价过渡金属，并且0<x<50，0<y<50，且0<x+y<50。
[0013]RE可包括如下的至少一种：钪(Sc)、钇(Y)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、或镥(Lu)。在其它实施方式中，RE可包括如下的至少一种：Ho、Tm、或Lu。
[0014]A可包括如下的至少一种：钠(Na)、钾(K)、或铷(Rb)。
[0015]B可包括如下的至少一种：钒(V)、铌(Nb)、或钽(Ta)。在其它实施方式中，B可为Nb。
[0016]可满足0<x≤20，0<y≤10，且0<x+y≤30。
[0017]RE可包括如下的至少一种：Ho、Tm、或Lu；A可包括如下的至少一种：Na、K、或Rb；并且B可包括如下的至少一种：V、Nb、或Ta。
[0018]式1的电介质材料可为由如下的至少一个表示的电介质材料：(100
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x
‑
y)BaTiO3·
xBiHoO3·
yKNbO3、(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiHoO3·
yNaNbO3、(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiHoO3·
yRbNbO3、(100
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x
‑
y)BaTiO3·
xBiTmO3·
yKNbO3、(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiTmO3·
yNaNbO3、(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiTmO3·
yRbNbO3、(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiLuO3·
yKNbO3、(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiLuO3·
yNaNbO3、或(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiLuO3·
yRbNbO3，且
[0019]其中0<x≤20，0<y≤10，且0<x+y≤30。
[0020]根据一种或多种实施方式的电介质材料可为固溶体。
[0021]所述固溶体可包括第一固体溶质(固溶质)和第二固体溶质，并且所述第一固体溶质可包括BiREO3，和所述第二固体溶质可包括ABO3。
[0022]所述电介质材料可包括：包括铁电材料的多个畴；和在所述多个畴各自中的多个第一极性纳米区域和第二纳米区域，并且所述电介质材料可为驰豫铁电(体)材料。
[0023]所述第一极性纳米区域可包括第一固体溶质，并且所述第二极性纳米区域可包括第二固体溶质。
[0024]所述铁电材料可包括BaTiO3。
[0025]所述第一或第二极性纳米区域的至少一个可具有自发极化特性。
[0026]与所述铁电材料相比，所述第一或第二极性纳米区域的至少一个可具有更低的响应于交流(AC)扫描的能垒(能障)。
[0027]所述电介质材料可具有准立方(伪立方)晶体结构。
[0028]所述电介质材料在0kV/cm
‑
87kV/cm下可具有900或更大的电容率。
[0029]所述电介质材料在
‑
55℃至125℃的温度范围内可具有
‑
40％至22％的电容温度系数(TCC)。
[0030]在其它实施方式中，所述电介质材料在
‑
55℃至125℃的温度范围内可具有
‑
22％至22％的TCC。
[0031]所述电介质材料可具有1.0
×
10
11
Ω
·
cm或更大的电阻率。
[0032]根据另一方面，提供器件，其包括：多个电极；和在所述多个电极之间的电介质材料层，其中所述电介质材料层包括根据任意实施方式的电介质材料。
[0033]所述器件可为多层电容器。
[0034]所述多个电极可包括多个第一电极和多个第二电极，并且所述第一电极和所述第二电极可交替。
[0035]根据另一方面，提供存储设备，其包括晶体管和电容器，其中所述晶体管或电容器的至少一个包括根据任意实施方式的器件。
附图说明
[0036]由结合附图考虑的以下描述，本公开内容的一些实例实施方式的以上和其它方面、特征、和优点将更明晰，其中：
[0037]图1A
‑
1C为用于解释现有铁电薄膜在高电场下的极化行为的概念图；
[0038]图2A
‑
2C为用于解释现有驰豫铁电薄膜在高电场下的极化行为的概念图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电介质材料，其具有由式1表示的组成：<式1>(100
‑
x
‑
y)BaTiO3·
xBiREO3·
yABO3其中，在式1中，RE为稀土金属，A为碱金属，B为五价过渡金属，和0<x<50，0<y<50，且0<x+y<50。2.如权利要求1所述的电介质材料，其中RE包括如下的至少一种：钪(Sc)、钇(Y)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、或镥(Lu)。3.如权利要求1所述的电介质材料，其中RE包括如下的至少一种：Ho、Tm、或Lu。4.如权利要求1所述的电介质材料，其中A包括如下的至少一种：钠(Na)、钾(K)、或铷(Rb)。5.如权利要求1所述的电介质材料，其中B包括如下的至少一种：钒(V)、铌(Nb)、或钽(Ta)。6.如权利要求1所述的电介质材料，其中B包括铌(Nb)。7.如权利要求1所述的电介质材料，其中0<x≤20，0<y≤10，且0<x+y≤30。8.如权利要求1所述的电介质材料，其中RE包括如下的至少一种：钬(Ho)、铥(Tm)、或镥(Lu)，A包括如下的至少一种：钠(Na)、钾(K)、或铷(Rb)，和B包括如下的至少一种：钒(V)、铌(Nb)、或钽(Ta)。9.如权利要求8所述的电介质材料，其中所述电介质材料由如下的至少一个表示：(100
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x
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y)BaTiO3·
xBiHoO3·
yKNbO3、(100
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x
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y)BaTiO3·
xBiHoO3·
yNaNbO3、(100
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x
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y)BaTiO3·
xBiHoO3·
yRbNbO3、(100
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x
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y)BaTiO3·
xBiTmO3·
yKNbO3、(100
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x
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y)BaTiO3·
xBiTmO3·
yNaNbO3、(100
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x
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y)BaTiO3·
xBiTmO3·
yRbNbO3、(100
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x
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y)BaTiO3·
xBiLuO3·
yKNbO3、(100
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x...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵奇迎，朴贤哲，梁大珍，丁度源，郑太远，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：