專利名稱：：具有混合層狀超點陣材料的集成電路及用于制備該電路的前體溶液的制作方法
背景技術：
：1.發明領域本發明涉及集成電路
技術領域：
，更具體地說，涉及高性能的用于鐵電開關電容器的薄膜材料。進一步特指為，一種用于制造具備含有氧八面體超點陣的復合層的薄膜鐵電材料的單一液狀前體溶液。2.現有技術描述已經知道鐵電層狀鈣鈦礦樣材料，并且已被報道為表象學的珍品。術語“鈣鈦礦樣”通常指大量相互連接的氧八面體。典型地，氧八面體位于由大的位置A金屬限定的立方體中，氧原子占據該立方體的面心位置而小的位置B元素占據該立方體的體心位置構成初級晶胞。在一些實例中，沒有A位置元素時也可以保持氧八面體結構。這些材料的報道退火溫度常常超過1100℃或甚至1300℃，這阻礙了它們在很多集成電路中的應用。研究者們已制造和測試了大量的材料，那些被發現具有鐵電性或高介電常數的材料已被列于長的名單中。例如可參見PrinciplesandApplicationsofFerroelectricsandRelatedMaterials，byM.E.LinesandA.M.Glass，ClarendonPress，Oxford，1977，PP.620-632中的附錄F。已知在外加電場存在下鐵電性材料可轉換成極化態，當撤消電場后該生成的極化態可保持無限長的時間。現有的鐵電體受高老化率的困擾而阻礙了它們具有廣泛的商業可接受性。也即在反復轉換時，其極化率在一個不可接受的短的有效期內降至不到初始極化率的50％。而且，當加一系列相同信號的脈沖于現有材料上時，它們只占據一個位置，或一個印記。例如可參見文章“AnomalousRemanentPolarizationInFerroelectricCapacitors”byNormanE.Abt，RezaMoazzami，andYoavNissan-Cohen，inIntegratedFerroelectrics，1992，Vol2，PP.121-131，其中討論了ΔPO現象。雙層鈣鈦礦樣鐵電材料，即鈦酸鉍(Bi4Ti3O12)和氟化鎂鋇(BaMgF4)在開關存儲應用中作為晶體管中的柵極的嘗試是不成功的。參見“ANewFerroelectricMemoryDevice，Metal-Ferroelectric-SemiconductorTransistor”，byShu-YauWu，IEEETransactionsOnElectronDevices，August1974，PP.499-504，其中涉及Bi4Ti3O12裝置，和文章“IntegratedFerroelectrics”byJ.F.Scott，C.A.PazDeAraujo，andL.D.McMillaninCondensedMatterNews，Vol.1，No.3，1992，PP.16-20。上述兩個裝置都不適用于存儲器。在Bi4Ti3O12裝置中，僅經過2小時ON狀態就呈對數衰減。與之類似地，BaMgF4裝置的兩個狀態在經過幾分鐘后就呈指數衰減。但這種“極化”態的迅速消散造成的明顯問題是這種材料是否確實可以駐極材料，而不是以鐵電體發揮作用。參見“MemoryRetentionAndSwitchingBehaviorofMetal-Ferroelectric-SemiconductorTransistor”，byS.Y.Wu，Ferroelectrics，1976Vol.11，PP.379-383。因此，現有技術認為這些材料的衰減性是商業準人的不可克服的障礙。而且鐵電材料的另一問題是鐵電現象是溫敏的。在某一溫度范圍內極化強度大小隨溫度變動很大，甚至可能不發生鐵電現象。發明簡述本發明提出的特殊液狀前體溶液和使用這些溶液制備抗老化且極化強度高的鐵電集成電路裝置的方法克服了上述所列的問題。可對該類材料的組成作調整以適用于不同的設計使用環境溫度。在溫度約20℃下用一小于約150KV/cm的矯頑電場測量，由前體衍生的厚度為小于2000A的薄膜可具有大于15μC/cm2，24μC/cm2或更大的總轉換極化率(“2Pr”)。在3V時，優選的材料至少具有1010個或更多循環的抗轉換老化性，而基本上無極化衰減。上述數值遠遠超過現有鐵電材料在鉑和鈦電極上所得的結果，使得鐵電材料很適用于鐵電性存儲器。該特殊的液狀前體溶液允許通過低溫退火過程形成相應的鐵電材料。低溫退火使得這些材料可在集成電路中廣泛應用。此處層狀鈣鈦礦樣材料被稱為“混合層狀超點陣材料”(mixedlayeredsuperlaticcematerial)。引入本術語是因為還沒有用于描述這些材料的合適的被廣泛認可的詞或短語。混合層狀超點陣材料在此限定為至少含有三個各自含有離子電荷的互相連接的層的金屬氧化物(1)第一層(“A/B層”)，它可含有一種位置A金屬，一種位置B金屬，或一種位置A金屬和一種位置B金屬，該A/B層可有或沒有鈣鈦礦樣氧八面體點陣；(2)超點陣生成層；和(3)第三層(“AB層”)，它含有位置A金屬和位置B金屬，該AB層有不同于A/B層點陣的鈣鈦礦樣氧八面體點陣。這些材料的有用的特征在于，當在氧氣存在的條件下加熱時，無定形或無序的超點陣形成金屬的單一混合物會自發構成熱力學有利的層狀超點陣。本發明主要涉及薄層狀電子裝置，如集成電路，以及生產這些裝置的方法和材料。把鐵電混合層狀超點陣材料插到第一電極和第二電極間構成薄膜鐵電電容器。該混合層狀超點陣材料具有很多有序化的層，其順序中至少包括具有A/B材料離子性子晶胞的A/B層，具有超點陣生成體離子性子晶胞的超點陣生成體層，和具有鈣鈦礦樣八面體離子性子晶胞的鈣鈦礦樣AB層。A/B層和鈣鈦礦樣AB層相比有不同的晶體結構，盡管它們可能都包含適用作位置A和/或位置B金屬的金屬。不應認為A/B層必須包含位置A金屬和位置B金屬；它可以僅含位置A金屬或位置B金屬，并且不必具有鈣鈦礦樣點陣。鐵電層優選為用包含多種金屬組成部分的液狀前體溶液制備，金屬組成部分要有足夠的量以生成混合超點陣材料。把溶液涂于一基片上，以形成液狀薄膜。對該薄膜進行低溫退火使該薄膜生成混合層狀超點陣材料。相關的申請著重于含薄膜層狀超點陣材料的電子裝置的構成。術語‘層狀超點陣材料’包括此處討論的混合層狀超點陣材料和由重復相同鈣鈦礦樣氧八面體層構成的層狀超點陣材料。現有的申請沒有特別認識到混合層狀超點陣材料的優越性，雖然這些材料也被考慮過。本申請提出了制造改良鈣鈦礦樣鐵電電子裝置的附加細節。該改善手段包括含有用氧化鉍層相互分隔的不同類型鈣鈦礦樣氧八面體層的鐵電材料。例如，結構中可包含每層厚度為兩個八面體的A/B層和其他每層厚度為三個八面體的鈣鈦礦樣AB層。這些不同的層用一種超點陣生成前體部分的單一溶液生成。所有類型層狀超點陣材料可籠統地概括為下列平均經驗式(1)A1w1+a1A2w2+a2...Ajwj+ajS1x1+s1S2x2+s2...Skxk+skB1y1+b1B2y2+b2...Blyl+blQz-2]]>注意式(1)涉及超點陣形成部分的化學計量平衡式。式(1)不代表晶胞結構，也不試圖把組分劃歸到各個層上。在式(1)中，A1，A2...Aj代表鈣鈦礦樣八面體結構中的位置A元素，它包含元素如鍶、鈣、鋇、鉍、鉛、及其混合物，以及其他的具有類似離子半徑的金屬。S1，S2...Sk代表超點陣生成體元素，優選僅包含鉍，但也可包含三價材料如釔、鈧、鑭、銻、鉻、和鉈。B1，B2...BI代表鈣鈦礦樣八面體結構中的位置B元素，它可為元素如鈦、鉭、鉿、鎢、鈮、釩、鋯、及別的元素，Q代表陰離子，它優選為氧但也可為別的元素，如氟、氯和這些元素的雜合體，如氟化氧、氯化氧等。式(1)中的上標指示各個元素的價數。下標指示各特定元素在化合物經驗式中的原子個數。對晶胞來說，下標指在晶胞內元素的平均原子個數。下標可為整數或分數。也即式(1)包含晶胞在整個材料中變動的情況。如在Sr.75Ba.25Bi2Ta2O9中，平均來說75％時Sr為位置A原子而在25％時Ba為位置A原子。如果化合物中僅含一種位置A元素那么用“Al”元素代表該元素，W2...Wj均等于零。如果化合物中僅含一種位置B元素那么用“B1”元素代表該元素，Y2...Yi均等于零，對超點陣生成體元素也類似。通常情況下有一個位置A元素，一個超點陣生成體元素，和一個或兩個位置B元素，雖然由于本發明想包含位置A和B以及超點陣生成體均有多種元素的情況而把式(1)寫成更一般的形式。Z值可用下列等式計算(2)(a1w1+a2w2...+ajwj)+(s1x1+s2x2...+skxk)+(b1y1+b2y2...+bjyj)＝2Z。層狀超點陣材料不包含可適用于式(1)的每一種材料，而只包含那些在結晶過程中可自發使其形成有獨特結晶層的組份。典型的自發結晶由對組份混合物的熱處理或退火輔助完成。增加溫度易化了超點陣形成部分有序化構成熱力學有利的結構，如鈣鈦礦樣八面體。用于S1，S2...Sk的術語“超點陣生成體元素”指這些元素以插于兩鈣鈦礦樣層間的濃的金屬氧化物層的形式存在時特別穩定，而不是在整個混合層狀超點陣材料中均勻隨機分布超點陣生成體金屬的情況。特別地，鉍具有的離子半徑允許它或者作為位置A材料或者作為超點陣形成體，但如果鉍的用量少于一臨界化學計量比例時，它將自發濃縮構成非鈣鈦礦樣氧化鉍層。這里術語層狀超點陣材料也被理解為包含摻雜層狀超點陣材料。即式(1)包含的任何材料均可用多種材料進行摻雜，如硅、鍺、鈾、鋯、錫、鉻、鏑、或鉿。式(1)至少包含所有三類Smolenskii型鐵電層狀超點陣材料，即具有下列各式的材料(3)Am-1S2BmO3m+3；(4)Am+1BmO3m+1；和(5)AmBmO3m+2這里A為鈣鈦礦樣超點陣中的位置A金屬，B為鈣鈦礦樣超點陣中的位置B金屬，S為三價超點陣生成體金屬如鉍或鉈，m為足以平衡整個化學式電荷的數。m為分數時，該總平均經驗式說明有多種不同或混合鈣鈦礦樣層。特別優選為依據上式(3)的材料。混合層狀超點陣材料包含至少三種不同類型的離子層。最簡單的情況是有一種單一類型的超點陣生成體層G和兩種不同類型的氧八面體層，即L1和L2(A/B和AB層)。八面體層之間用超點陣生成體層相互分隔。因此，可觀察到任意隨機的插有G層的有序鈣鈦礦樣層的順序，如，GL1GL1GL2GL1GL2GL2G。L1和L2有不同的構建相應層的離子性子晶胞，如各層的厚度為一和二個八面體。L1結構(A/B)層在總鈣鈦礦樣層數中占一定百分比。該百分比也可看作是找到插在任何兩個G層間的指定L層的由濃度導出的概率δ。總δ概率為1，對于某一指定層這些概率間是相互排斥的。層L1和L2也可有多個結構等價的位置A部分和多個結構等價的位置B部分。如，L1和L2層可包含兩個結構等價的位置B金屬，B和B＇，它們有相似的離子半徑和價數。因此，對于L1和L2層，B＇元素在平均經驗式中占一定總B位置元素的百分比。對每層來說平均經驗式中有相應的每種金屬的經驗式份額α。更普遍地，依據平均重復結構式離子性層在整個超點陣中重復(6)G{[(L1δ1)(∑i＝1JMiαi][(L2δ2)(∑i＝1JMiαi]...[(Lkδk)(∑i＝1JMiαi]}G...，其中，G為含有三價金屬的超點陣生成體層；L為包含位置A和/或位置B材料的層，用相應的整數下標1、2和k指示與其它類型L層相比較有不同晶格的層；δ為用下標1、2和k指示的由特定點陣結構構成的指定L層的相互排斥的概率；αi為指定金屬Mi在相應L層中的平均經驗式所占的經驗式份額；J為等于金屬Mi在相應L層總數的整數。總平均式(6)包含很多不同的由離子性子晶胞構成的L層，A/B層為優選具有下列A/B層平均經驗式的L層的一種類型(7)(Am-1BmOc)v其中，A為適用于A/B子晶胞的位置A金屬；B為適用于A/B子晶胞的B位置金屬；O為氧；m等于至少為1的數；C為選自(3m+1)，(3m+0.5)和(3m)的一個數值；S為三價超點陣生成體元素；V為選自1+、1-、2-、和3-的A/B層的電荷。A/B層可具有鈣鈦礦樣八面體結構；但它也可包含置于非鈣鈦礦樣八面體結構中的位置A金屬和/或位置B金屬。即上述術語“位置A金屬”和“位置B金屬”指具有適用于鈣鈦礦型點陣離子半徑的金屬陽離子，但這些陽離子不一定非在A/B層中占據鈣鈦礦樣點陣的位置A和位置B。如，(m＝1)的材料由于沒有位置A元素而不具備鈣鈦礦樣結構，但(m＝1)的材料仍包含在式(7)中。適用的位置A金屬的典型離子半徑在約0.9至約1.3之間，適用的位置B金屬的典型離子半徑在約0.5至約0.8之間。鈣鈦礦樣AB層為優選具有下列經驗式的L層的一種類型(8)(A＇n-1B＇nO3n+1)v＇其中，A＇為鈣鈦礦樣AB離子性子晶胞中的位置A原子，B＇為鈣鈦礦樣AB離子性子晶胞中的位置B原子。O為氧，n為大于1的數，V＇為選自1+、1-、2-、和3-，最優選為2-的第二式的價數。在式(8)中，A＇、B＇和n中至少有一個與A/B層經驗式(7)中的元素A，B和m不一樣。特別優選為n不同于m。超點陣生成體層優選具有經驗式(9)(S2O2)2+，其中，S為三價超點陣生成體元素如鉍或鉈。依據式(9)的層作重復以滿足平衡依據式(7)和(8)層的電荷的需要。典型地，對依據式(7)L層的每一類型和依據式(8)L層的每一類型需一層依據式(9)的層。混合層狀超點陣材料的一個特點是在點陣中有多種電荷補償機制。這些補償機制有利于補償點電荷缺陷并防止線缺陷形成長的順序。因此，優化了鐵電材料的總極化率和可靠性。如，位于靠近超點陣生成體層交界面之一個點處的L型層中的一個位置A陽離子缺陷可被式(9)的超點陣生成體層中的一個缺氧的鉍原子所補償。別的電荷補償機制包含如通過對基式(9)添加和減少原子而形成的(BiO3)3-和Bi3+間的變動。這些多樣化的補償機制在晶體中達電荷的總平衡并且也允許L層形成有補償的表面缺陷的八面體結構。如上所述，式(7)包含鈣鈦礦樣和非鈣鈦礦樣材料。當必須使整個晶體有一平衡的化學式電荷時，式(7)這一特點允許層間的電荷補償。例如，當B為5價而A為2價時，當n＝2時式(8)的電荷為2-。類似地，當m＝1時，式(7)在(c＝3m+1)時電荷為3-，在(c＝3m)時電荷為1-。在結晶過程中鈣鈦礦樣八面體的形成是熱力學有利的。下列實施例用以說明式(5)-(9)的實際應用。混合層狀超點陣材料可包含經驗式為A0.883Bi2B0.167B＇1.667O8.417的材料，其中位置A金屬A為兩價，位置B金屬B和B＇為五價。混合下列前體組份可得該經驗式(1)準備可生成依據式(8)(其中n＝2)的固定摩爾數的純AB層(AB2O7)2-材料的第一前體溶液等分樣品；(2)在上述等分樣品中添加可生成依據式(7)(其中m＝1)的純A/B層(BO3.5)2-材料的第二前體等分樣品；用量為第一前體所得的固定摩爾數的20％；并且(3)進一步添加足夠的(Bi2O2)2+以平衡總化學式的電荷。在上述經驗式中，位置B元素包含9％B＇和91％B元素，如，(0.0167/(0.0167+1.667)＝0.091或αB＇)。B和B＇原子隨機分布于可為式(7)和式(8)的各個層中的位置B上。化學計量比例足夠得16.7％的L1層(0.2/(1+0.2)＝0.1667或δL1)，該L1層含等百分比的(各8.335％)經驗式為(B0.09B＇0.91O4)3-和(B0.09B＇0.91O3)1-，或平均經驗式為(B0.09B＇0.91O3.5)2-的材料。該16.7％值可通過在含1摩爾L2材料或層的純L2前體中添加含0.2摩爾L1材料或層的純L1前體(即0.2/(1+0.2)＝0.1667)達到。在本發明中，0.2的量作為“x值”，它代表加到另一L層前體中構成混合層狀超點陣材料的指定L層前體的用量。該x值(如0.2)不同于在混合層狀超點陣材料中的相應L層的數量或δ1概率(如16.7％)。(B0.09B＇0.91O4)3-材料按照式(7)則(m＝1)，(c＝3m+1)，(v＝3-)，而(B0.09B＇0.91O3)1-材料按照式(7)則(m＝1)，(c＝3m)。總2-的電荷用(Bi2O2)2+層來抵銷。化學計量比例也得到83.3％的厚度為兩個八面體的層L2，依據式(8)其經驗式為(AB0.18B＇1.82O7)2-，下標指示依據式(6)的L2層中金屬相應的α值。以依據式(7)(m＝1)材料的添加量為計δ1值為0.167，δ2值為0.833。以位置B金屬的添加量為計，L1層中B金屬的α1為0.09，B＇金屬的α2為0.91。在L2層中，A的α1為1.00，B的α2為0.167，B＇的α3為1.667。在本發明特別優選的實施方案中，S為鉍(式9)。位置B金屬優選自用作位置B的鈦、鉭、鈮、鋯、釩、鉬、鎢及其混合物。特別優選的是，位置B金屬，如B和B＇(式(7)和(8))均具有+5價或氧化態時特別優選。鉭和鈮是最優選的作為B和B＇的元素。優選為A和A＇均具有正二價電荷，并選自用作位置A的鍶、鋇、鉛、鑭和鈣，而鍶是最優選的A和A＇的元素。在A或A＇中有一個不為兩價的情況下，Bi3+是優選的位置A陽離子。特別優選的混合層狀超點陣材料包含依據上述式(6)-(9)的寬范疇的鉭酸鉍鍶，鈮鉭酸鉍鍶，和鈮酸鉍鍶。這些優選的材料范疇廣闊地包含了形成僅有一種鈣鈦礦樣晶格的非混合層狀超點陣材料的特殊材料。例如，式(3)Am-1B2BmO3m+3允許構成SrBi2Ta2O9材料，其重復結構為(Bi2O2)2+(SrTa2O7)2-(Bi2O2)2+(SrTa2O7)2-...，此時(n＝2)，該純的(n＝2)材料不是混合層狀超點陣材料。混合層狀超點陣材料的電學性質可通過改變δ概率值和α經驗份額值來調整。例如，對于鉭酸鉍鍶，以總L1和L2層為計，通過添加用量為10至30％之間的L1材料到純L2材料中，可優化鐵電極化強度，L1層的最優選用量為約20％。對于鉭鈮酸鉍鍶L1和L2材料，其L1層的量通過向能生成純(n＝2)鉭酸鉍鍶的混合物中添加鈮金屬溶液進行調整，其極化強度通過添加用量高達50％的L1材料進行優化，L1材料的最優選用量在約30％至約40％之間。如上所示，混合層狀超點陣材料優選用特殊的前體溶液制備。這些溶液均為基本上勻質的液狀混合物，包含位置A金屬部分，位置B金屬部分，超點陣生成體金屬部分和溶劑部分。各金屬部分以在混合物干燥和退火時能有效自發形成固態層狀超點陣材料的量混合，該固態層狀超點陣材料有很多有序化的層，其順序為一個由A/B離子性子晶胞結構構成的A/B層，一個有超點陣生成體離子性子晶胞結構的超點陣生成體層，和一個有不同于A/B離子性子晶胞結構的鈣鈦礦樣AB八面體形離子性子晶胞結構的鈣鈦礦樣AB層。由于在結晶過程中金屬成份的揮發，單一前體溶液優選為包含所有構成混合層狀超點陣材料所需的金屬部分。前體溶液的A/B層部分用于生成大量有式(7)所示經驗式的A/B離子性L層。超點陣生成體部分用于生成依據式(9)的超點陣生成體層。鈣鈦礦樣AB部分用于生成依據式(8)的鈣鈦礦樣AB離子性L層。在液狀溶液中，各自的層部分不必有全部量的構成最終固態層的氧，因為在退火過程中另外所需的氧可來自環境中的氧。有時可觀察到混合層狀超點陣前體不能自發形成各自(m＝1)和(n＝2)L層。在這些情況中，僅形成(n＝2)八面體，晶粒邊緣嵌有非八面體的(m＝1)金屬。在下面所提出的優選干燥和退火條件之外的條件下有時會發生這種現象。盡管如此，這些嵌有(m＝1)的純(n＝2)材料晶粒也表現出優良的鐵電性。認為是(m＝1)鑲嵌補償了(n＝2)晶粒表面的電荷缺陷。該電荷補償要么防止要么減小每(n＝2)層的場致屏蔽的強度，從而增加了總極化率。因此，本發明的一個特點是不管(m＝1)部分是否確實構成有序化(m＝1)八面體結構，式(1)中用于形成(m＝1)型L層的部分均能增加極化率并降低老化。由于沒有位置A離子的匹配以有助于鐵電性，室溫下(m＝1)八面體結構為典型的非鐵電性。盡管如此，添加非鐵電性(m＝1)材料可用于增加鐵電層的極化率。這也可推理為(m＝1)材料的電荷補償效應防止或減小了各個連續層的屏蔽強度。由此，相比于層狀超點陣材料的非混合型來說，在混合層狀超點陣材料中相對低的鐵電材料密度可得相對高的極化強度。制備聚氧烷金屬前體的優選通用方法包括用金屬與烷氧化物(如2-甲氧基乙醇)反應生成金屬烷氧化物，該金屬烷氧化物與羧酸鹽(如2-乙基己酸鹽)反應生成有下列任一通式的金屬烷氧羧酸鹽(10)(R＇COO-)aM(-O-R)n，或(11)(R＇COO-)aM(-O-M＇(O-C-R″)b-1)n，其中，M為外層價鍵數為(a+n)的金屬，M＇為外層價鍵數為b的金屬，M和M＇優選自鉭、鈣、鉍、鉛、釔、鈧、鑭、銻、鉻、鉈、鉿、鎢、鈮、鋯、釩、錳、鐵、鈷、鎳、鎂、鉬、鍶、鋇、鈦、釩和鋅；R和R＇為各自優選含4至9個碳原子的烷基，R″為烷基，優選含3至8個碳原子。由于在溶液中已形成至少存在于最終固態金屬氧化物中50％的金屬氧鍵，后一有中心-O-M-O-M＇-O-結構的式子為特別優選。類似的-M-O-M＇-O-結構可由金屬烷氧羧酸鹽和各金屬烷氧化物或金屬羧酸鹽試劑反應得到。這些吸熱反應優選為通過蒸去反應副產物(醇和醚)以及沸點小于115℃，更優選為120℃，最優為125℃的雜質以驅使反應達完全。溶液中這些揮發性成份的消除有利于減少最終金屬氧化物膜中的裂紋和別的缺陷。用于構成薄膜的液狀前體優選為金屬烷氧化物或金屬羧酸鹽，最優選為用溶劑二甲苯或辛烷稀釋至所需濃度的金屬烷氧羧酸鹽。由于可避免會明顯減少含烷氧基配體溶液貯藏期的相應的由水導致的聚合和膠凝化，特別優選為使用基本上無水的金屬烷氧羧酸鹽。優選的是，溶液中要避免或最小化誘導水解組份的存在。水解的前體，如通常的溶膠，也可使用，但所增加的溶膠粘度會損害用優選的旋轉涂布法制備的膜厚度的均勻性，并且已水解溶液的質量會隨時間迅速下降。因此，經過一段時間后，制成的水解凝膠導致生成質量差或不穩定的金屬氧化物膜。考慮到鈣鈦礦樣八面體的形成是盡可能熱力學有利的，設計前體溶液制備相應的混合層狀超點陣材料。一般地，對于鈣鈦礦樣結構，等價位置的替換可在具有基本上相近半徑的金屬間發生，即半徑變動范圍不大于20％。這些替換通過向前體溶液中添加替代金屬組分實現。前體溶液的優選組分包含層狀超點陣材料所需的優選金屬。位置A部分優選為用醇或羧酸與至少一種選自用作位置A的Ba、Bi、Sr、Pb、La、Ca及其混合物的位置A元素反應制備。位置B部分優選為用醇或羧酸與至少一種選自用作位置B的Zr、Ta、Mo、W、V、Nb及其混合物的位置B元素反應制備。由于鈦向別的集成電路元件的擴散和由鈦離子之間不同價數引起的點電荷缺陷，鈦作為等價半徑的位置B元素雖然是可能的，但實際上并不優選。可用于構成前體的溶劑包含二甲苯、2-甲氧基乙醇、乙酸正丁酯、n-二甲基甲酰胺、乙酸2-甲氧基乙酯、甲異丁酮、甲異戊酮、異戊醇、環己酮、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基乙醚、甲丁酮、己醇、2-戊醇、丁酸乙酯、硝基乙烷、嘧啶、1，3，5-三氧雜環已烷、異丁酸異丁酯、丙酸異丁酯、丙酸丙酯、乳酸乙酯、正丁醇、正戊醇、3-戊醇、甲苯、乙苯、和辛烷以及很多其它溶劑。這些溶劑可單獨使用或它們也可混合成共溶劑。優選的溶劑包含二甲苯，正辛烷，和乙酸正丁酯。制備前體溶液的方法包括幾個不同的步驟。第一步包括準備包含位置A金屬部分，位置B金屬部分，和超點陣生成體金屬部分的多種聚氧烷金屬組分。不言而喻，術語“位置A金屬”和“位置B金屬”指適用于鈣鈦礦樣晶格的金屬，但事實上在溶液中是不占據位置A和位置B的。各金屬部分以足以在前體溶液結晶時生成混合層狀超點陣材料的量混合。混合步驟優選包括在溶劑中混合各金屬組份成基本上均勻，各金屬部分中至少有一種要添加足夠過量的量以補償在混合層狀超點陣材料形成時預期的金屬揮發損失。鉍部分易于通過升華發生嚴重揮發損失，以最終超點陣材料的化學計量所需的量為計，特別優選的前體設計中前體包含高達約15％過量的鉍。最優選的鉍過量范圍為約5至10％。通過混合預前體溶液基底材料如一可形成純L2材料的預前體，然后以經驗式所需要的份額向基底材料的等分樣品中添加金屬羧酸鹽和金屬烷氧羧酸鹽預前體溶液可達規模經濟的目的。該方法要求預前體溶液必須有持久的貯藏穩定期。因此，如上述能通過蒸餾消除水和前體生成反應的副產物以及別的誘導水解的物質在一定程度上延長了制好的預前體和前體的貯藏穩定期。另一延長前體貯藏穩定期的步驟是將溶液貯藏于惰性氣體氛中。由于鉍前體組分的相對不穩定性，貯藏優選為包括保持混合物在低于60℃的溫度下。而且，出于同樣的原因，蒸餾優選在添加鉍前體步驟后進行。本發明制造集成電路的方法包含上述前體溶液的制備，將前體溶液涂在基片上，處理基片上的前體溶液構成混合層狀超點陣材料。處理步驟優選包括在足夠高的溫度下于氧氣氛中加熱前體溶液，達到從溶液中消除有機配體并使殘留金屬組分結晶成混合層狀超點陣結構的目的。液狀前體溶液的使用使低的退火溫度或結晶溫度成為可能，這對于用于集成電路中的所需層狀超點陣材料固態金屬氧化物薄膜的形成是有利的。附圖簡述圖1描繪出用本發明的混合層狀超點陣材料構成的薄膜鐵電電容器；圖2描繪出含有用超點陣生成體層分隔的鈣鈦礦樣八面體層構成的有序化層的混合層狀超點陣材料，它用于圖1中的電容器；圖3描繪出圖2中的混合層狀超點陣材料中厚度為兩個八面體的層的相應的部分鈣鈦礦樣離子性子晶胞；圖4描繪出圖3的鈣鈦礦樣離子性晶胞并給出更多細節；圖5描繪出圖2中的混合層狀超點陣材料中厚度為一個八面體的層的相應的鈣鈦礦樣離子性子晶胞；圖6描繪出具有有序化層結構的用于圖1電容器中的混合層狀超點陣材料；圖7描繪出用于圖1電容器中的結合多個由超點陣生成體分隔的鈣鈦礦樣八面體結構的示例性子晶胞；圖8描繪出一種包含圖1中鐵電電容器的圖示動態隨機存取存儲器(“DRAM”)電路；圖9描繪出用于構成混合層狀超點陣材料的前體溶液的制備方法；圖10描繪出用圖9方法得的前體溶液制造如圖1鐵電電容器的集成電路裝置的方法；圖11描繪出單位為μC/cm2極化強度對縱坐標單位為KV/cm的外加電場作的極化滯后圖，測量結果在電壓在0.25至7伏之間的條件下從具有經驗式Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417的混合層狀超點陣材料上得到；圖12描繪出對圖11中材料作的單位為μC/cm2的極化強度對縱坐標為單位是伏的外加信號振幅的殘余極化圖；圖13描繪出對圖11中材料作的單位為μC/cm2的矯頑電場對縱坐標為單位為伏的外加信號振幅的圖；圖14描繪出一個與圖11類似的極化滯后圖，但所包含的是經驗式為SrBi2Ta2O9的非混合層狀超點陣材料的作為對照的結果；圖15描繪出一個與圖12類似的圖，但所包含的是圖14中SrBi2Ta2O9樣品的作為對照的極化強度值；圖16描繪出一個與圖13類似的圖，但所包含的是圖14中SrBi2Ta2O9樣品的作為對照的矯頑電場值；圖17描繪出一單位為μC/cm2的2Pr極化強度值和單位為KV/cm的2EC矯頑電場對“x值”或L1層百分比作的有雙橫坐標的圖，測量結果來自不同電壓下的多種鉭酸鉍鍶混合層狀超點陣材料，其中通過向鉭酸鉍鍶前體中添加鉭酸鉍前體使材料具有高至30％的x值；圖18描繪出一個類似圖17的圖，但所包含的是鉭鈮酸鉍鍶材料的對照極化強度值，x值通過向鉭酸鉍鍶前體中添加鈮酸鉍前體得到；圖19描繪出一個單位為每秒點數的x-射線強度對縱坐標2θ(兩倍布拉格角)作的x-衍射圖，測量結果來自有不同比例混合A/B和AB型層的鉭酸鉍鍶材料；圖20描繪出一個有類似圖19軸的x-衍射圖，但它是僅有A/B層而無AB層的鉭酸鉍鍶的衍射結果；圖21描繪出一個類似圖19的圖，但它包含的是不同鉭鈮酸鉍鍶材料的x-衍射結果；圖22描繪出一個類似圖20的圖，但它是僅有A/B層而無AB層的鉭鈮酸鉍鍶的結果；圖23描繪出單位為安培/cm2的電流對數值對單位為伏的縱坐標作的漏泄電流圖，測量結果來自經驗式為Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417的混合層狀超點陣材料；圖24描繪出一個類似圖23的圖，但包含的是SrBi2Ta2O9非混合層狀超點陣材料的對照漏泄電流值；圖25描繪出一個單位為F/μm2的電容對縱坐標單位為伏的偏壓作的圖，測量結果來自含16.7％L1的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417混合層狀超點陣材料；圖26描繪出一個類似圖25的圖，但所包含的是SrBi2Ta2O9層狀超點陣材料的對照電容值；圖27描繪出一個單位為安培的電流對縱坐標單位為秒的轉換時間作的正上負下(“PUND”)轉換測量圖，測量結果來自Sr0.833Bi2Ta1.833O8.41716.7％混合層狀超點陣材料；圖28描繪出一個類似圖27的圖，但所包含的是SrBi2Ta2O9非混合層狀超點陣材料的對照PUND值；圖29描繪出一個8,000,000倍發射電子顯微鏡(“TEM”)的顯微照片，揭示出經驗式為Sr0.5Bi2Ta1.5O7.25(50％m＝1和50％n＝2)的混合層狀超點陣材料的層狀結構；圖30描繪出一個類似圖11和14的極化滯后圖，但所包含的是經驗式為Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417的混合層狀超點陣材料的對照結果；圖31描繪出一個類似圖12和15的圖，但所含的是圖30中Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417樣品的對照極化強度值；圖32描繪出一個類似圖13和16的圖，但所含的是圖30中Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417樣品的對照矯頑電場數據；圖33描繪出一個類似圖11，14和30的極化滯后圖，但所包含的是經驗式為Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417的混合層狀超點陣材料的對照結果；圖34描繪出一個類似圖12，15和31的圖，但所含的是圖33中Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣品的對照極化強度值；圖35描繪出一個類似圖13，16和32的圖，但所含的是圖33中Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣的對照矯頑電場值；圖36描繪出一個類似圖17的雙橫坐標極化圖，但所包含的是x值來自向鈮酸鉍鍶前體中添加鉭酸鉍前體的樣品的值；圖37描繪出一個各混合和非混合層狀超點陣材料的單位為μC/cm2的2Pr極化強度對單位為攝氏度的溫度作的圖38描繪出一個SrBi2Ta2O9樣品的介電常數對單位為攝氏度的溫度作的圖；圖39描繪出一個類似圖38的圖，但所包含的是Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品的值；圖40描繪出一個類似圖38的圖，但所包含的是Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417樣品的值；圖41描繪出一個類似圖25和26的圖，但所包含的是Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣品的電容值；圖42描繪出一個類似圖27和28的圖，但所包含的Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣的PUND轉換值。優選實施方案詳述圖1描繪出一個薄膜集成電路裝置，即本發明的鐵電電容器100。薄膜電容器100包括一個硅晶片102，它也可為任何常用類型的集成電路基片材料如GaAs或其它材料。如本領域技術人員所熟知，電容器100優選為在單晶或多晶硅晶片102上構成，晶片上用常用技術形成二氧化硅厚層104。鈦粘合層106優選具有厚度約200，在層104上構成。層106上有可選用的氮化鈦擴散隔離層108，其優選具有厚度約800至1500。在隔離層108上構造第一鉑電極110，優選具有厚度約1200至2500。在電極110上構造金屬氧化物層112，其包含了典型厚度為約700至2500之間的混合層狀超點陣材料。在金屬氧化物層112上構造第二鉑或頂電極114。層106，108，110和114優選用濺射法如射頻(“r.f.”)濺射生成。電極110和114為可操作地與常規電路連接以構成，如在DRAM電路中的改良鐵電電容器元件，該元件具有包括電容器100的極化-轉換鐵電存儲單元。在集成電路技術中，硅晶片100常用來指示為一“基片”。在此，“基片”可用來指硅層100，但更一般地是用來指對于另一層的任何支撐物。例如，金屬氧化物層112的基片為最靠近的鉑第一電極110，但也可廣義地包括層102，104，106和108。本領域的技術人員將認識到有很多與電容器100等價的電容器結構。例如，可使用別的電極金屬和材料厚度。鈦粘合層106和隔離層108可刪去或用等價材料代替。金屬化層106，108和110全可刪除，并且可在氧化層104上刻一接觸孔(未畫出)。基片102可被摻雜起一個電極的作用。別的有鐵電相容性的材料層可插到電極110和114之間。因此，雖然電容器100描繪出一個本發明的優選形式，本發明公開的范圍也包含替代的集成電路裝置。與常用電容器相比，象包含混合層狀超點陣材料112的電容器100的鐵電電容器在揮發性存儲單元中顯現出獨特的優點。例如，由于常用薄膜絕緣材料高的電漏泄性造成的電荷缺乏狀態，常用DRAM存儲單元使用的是每微秒左右必須充電一次的薄膜介電電容器。與此相反，鐵電材料在外加電場的存在下誘導轉換成極化態，并且甚至在撤消外加電場后所產生的極化狀態也可長時間地保留。典型地，當將鐵電材料轉化來或到一特定取向時，可觀察到電荷的釋放或吸收。混合層狀超點陣鐵電材料也典型具有超過常用二氧化硅絕緣材料介電常數十倍或更多的高介電常數。這些特點使得本發明的鐵電電容器可接受性地以絕緣性或鐵電性方式用于常用控制邏輯電路，如TTL控制邏輯電路。由于長的存儲保留期，鐵電轉換方式更為優選。如上所示，層112的結晶性金屬氧化物為混合層狀超點陣材料。共同未決的于1992年10月23日申請的美國專利申請No.07/965,190公開了在鐵電和高介電常數集成電路應用中，由G.A.Smolenskii，V.A.Isupov，和A.I.Agranovskayo(參見書的15章)，(FerroelectricsandRelatedMaterials，ISSN0275-9608，[V.3oftheseriesFerroelectricsandRelatedPhenomena，1984]G.A.Smolonskii編輯，especiallySec.15.3-15)發現的層狀超點陣材料大大好于任何先前使用的材料。這些層狀超點陣材料包含金屬如鍶、鈣、鋇、鉍、鎘、鉛、鈦、鉭、鉿、鎢、鈮、鋯、鉍、鈧、釔、鑭、銻、鉻和鉈的復合氧化物，它們可自發構成層狀超點陣，即包含有獨特的不同子點陣，如鐵電鈣鈦礦樣和非鐵電子點陣的交替的層的晶體點陣。通常每種層狀超點陣材料包含二種或更多的上述金屬；如鍶，鉍和鉭構成了層狀超點陣材料鉭酸鉍鍶，SrBi2Ta2O9(純L2材料)共同未決的美國專利申請No.07/981,133中描繪了一種層狀超點陣薄膜的制造方法，使得鐵電性要比先前最好的材料好幾倍。有可能得到混合的材料或具有式(3)-(9)中不同m和n值的層的材料。例如，當式(3)為A2.5S2B3.5O14.25時，數值3.5實際上代表比率為1∶1的L3和L4材料的混合物，1∶1比例指按式(7)的(A2B3O10.5)2-L3層和按式(8)的(A3B4O14)2-L4層的各自的量。因此，在式(6)中，對于-L3和L4層δ值各為0.5或[1/(1+1)]。圖2描繪出一個有序化鈣鈦礦樣氧八面體材料，即一種兼有L1和L2型離子性層的混合層狀超點陣材料112，根據式(6)層112為鉭酸鉍鍶。層116為經驗式為(Bi2O2)2+的超點陣生成體層，其大致厚度為一個氧離子118的直徑加兩個鉍離子120和122的直徑。層124為一L1層，厚度為一個八面體126，依據式(7)平均經驗式為(TaO3.5)2-。層127為另一此種L1層。層128為一個L2層，厚度為二個八面體130和132，依據式(8)經驗式為(SrTa2O7)2+。圖3更詳細地描繪出L2層128。以文獻中常用的形式顯示原始鈣鈦礦樣部分子晶胞134。在圖中，鈣鈦礦樣結構為立方形，A位置陽離子136(也叫A位置元素)位于立方體的角上。這些A位置元素有相對大一些的尺寸和小的價數。B位置陽離子138，也叫B位置元素，位于立方體的體心位置并且通常為相對小一些的尺寸和大價數的元素。陰離子140位于立方體的面心位置。圖4提供L2AB層128的另一描繪方式。晶胞142是一完整L2鈣鈦礦樣AB離子性子晶胞，而不是原始晶胞134。晶胞142是一包含多個角連接的八面體144的四重八面體鈣鈦礦樣結構，其中陰離子140位于各八面體144的角上。四重八面體結構的厚度為二層八面體，因此，是L2的指示。B陽離子138在八面體144的中心，而A陽離子位于八面體144之間的空間。原始立方體134在圖4是用虛線畫出，而在圖3中用虛線畫出八面體144。從圖4中的離子性子晶胞142的圖示中，可容易地看出，八面體144都具有造成材料鐵電性矩并隨著極化轉換能輕微移動的偶極，八面體的上和下“點”是如何連于比鐵電材料晶格更柔性的材料上的。圖5描繪出有單層八面體結構144的作為層124的L1材料的鈣鈦礦樣A/B子晶胞146，有中心位置B原子138和角陰離子140。此種情況中，(m＝1)依據式(8)沒有位置A原子。圖6描繪出混合層狀超點陣材料層112的有序化層結構。在對超點陣生成元素的混合物退火過程中，L1層124和L2層128自發地生成為交替有序化的鈣鈦礦樣子點陣結構。層124和128用超點陣生成體層116有序化。作為混合鈣鈦礦樣八面體結構進一步的實例，圖7描繪材料A0.5+2Bi2B1.5+5O7.25，即有五價位置B元素的L1和L2材料1∶1混合的混合層狀超點陣材料的多個層112子晶胞的方切圖。此類材料的實施例包含鉭酸鉍鍶和鈮酸鉍鍶。在該結構中，L1層124為在子晶胞146中的單層八面體144，它用超點陣生成體層116從L2層128中的四重八面體晶胞142的兩層八面體厚度分隔。圖8描繪出一個改良鐵電DRAM電路148。電路148包含兩個電相互聯接的電學裝置晶體管150與鐵電開關電容器100。晶體管150的柵極152與字線154相連。晶體管156的源極/漏極156與位線158相連。晶體管150的另一源極/漏極160與開關電容器100的電極110相連。開關電容器100的另一電極114連到參考電壓線162上。電路140按鐵電DRAM元件的常用方法操作。圖9為本發明的生成層狀超點陣材料的液狀前體溶液常規制備流程圖。“前體”這個詞在本技術中常常用意不明確。它可指含一種金屬的待與其他的材料混合構成最終溶液的溶液，或者也可指包含幾種金屬的準備好用于基片上的溶液。在此我們常將非最終形式的各個前體稱為“預前體”而把準備好供使用的前體叫“最終前體”或僅叫“前體”，除非通過上下文意義明確的。在中間階段溶液也可叫作“中間前體”。下列為優選的生成用于生產初始金屬前體部分的金屬烷氧化物、金屬羧酸鹽和金屬烷氧羧酸鹽的液狀溶液的一般化反應化學(12)(13)(14)其中，M為一電荷為n的金屬陽離子；b為在0至n之間的羧酸的摩爾數；R’優選為含4至15個碳原子的烷基而R優選為含3至9個碳原子的烷基。在P2步驟中，在上面等式中用M或M’表示的第一種金屬與醇和羧酸反應生成金屬-烷氧羧酸鹽預前體。該過程優選包含按方程式(12)用金屬與醇(如2-甲氧基乙醇)反應生成金屬烷氧化物，并按方程式(14)將金屬烷氧化物與羧酸(如2-乙基己酸)反應生成金屬烷氧羧酸鹽。當未反應的金屬同時與醇和羧酸化合時，在優選方案中也可觀察到按方程式(13)進行的反應。這些同時發生的反應優選為在一用加熱盤在約120℃至約200℃溫度范圍內加熱的回流冷凝器中反應，反應時間優選為一至二天，使得烷氧基部分被羧酸根配體取代。在初始的一至二天的反應結束時，優選為將回流冷凝器通向大氣。監測溶液溫度以觀測指示溶液中所有水和醇基本上被除去的分餾穩定期，即一個至少約為100℃(按優選順序為115℃，120℃或約125℃)的穩定期。此時將溶液從加熱源處移走。在上述方程式中，金屬優選自鉭、鈣、鉍、鉛、釔、鈧、鑭、銻、鉻、鉈、鉿、鎢、鈮、鋯、錳、鐵、鈷、鎳、鉬、鎂、鍶、鋇、鈦、釩、和鋅。可采用的醇優選包括2-甲氧基乙醇、1-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-乙基-1-丁醇、2-乙氧基乙醇、和2-甲基-1-戊醇，優選為2-甲氧基乙醇。可采用的羧酸優選包含2-乙基己酸、辛酸、和新癸酸，優選為2-乙基己酸。步驟P2的反應及以后的步驟優選用適當的溶劑促進。可采用的溶劑包括辛烷、二甲基、2-甲氧基乙醇、乙酸正丁酯、二甲基甲酰胺、乙酸、2-甲氧基乙酯、甲異丁酮、甲異戊酮、異戊醇、環己酮、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基乙醚、甲丁酮、己醇、2-戊醇、丁酸乙酯、硝基乙烷、嘧啶、1，3，5-三氧雜環己烷、異丁酸異丁酯、丙酸異丁酯、丙酯丙酯、乳酸乙酯、正丁醇、正戊醇、3-戊醇、甲苯、乙苯和辛烷，以及很多其它溶劑。為在前體用于基片前從溶液中蒸去水和別的可蒸出組分，溶劑優選具有比水高的沸點。為滿足全部溶解前體組分的需要，共溶劑應是相互間易混溶的或按不同比例可互溶混合的，特別是極性和非極性溶劑之間。二甲苯和辛烷為特別優選的非極性溶劑，乙酸正丁酯為特別優選的極性共溶劑。由于中間金屬試劑可以研究級純度獲得，P2的一些部分可略過。例如，如果異丁氧鈦可以得到，那么優選為僅按方程式(14)用羧酸如2-乙基己酸與金屬烷氧化物反應，把異丁氧基部分用一合意的羧酸根配體取代。在一典型的第二步，P4中，可把金屬羧酸鹽，金屬烷氧化物或兩者一起以一有效量加到金屬烷氧羧酸鹽中，以生成一中間前體，該前體含有依據大部分類型鈣鈦礦樣八面體結構的式(6)和(8)的特定Lk層超點陣生成金屬組分的化學計量平衡混合物。盡管優選為具有根據式(6)-(9)的完全化學計量平衡，此時混合物中優選不含鉍化合物，由于它們具有相對比較大的熱不穩定性，將隨后加入。任何上面所列的金屬均可與任何上面所列的羧酸反應生成金屬羧酸鹽，任何上面所列的金屬也均可與任何上述的醇反應生成烷氧化物。反應特別優選為在羧酸稍過量的情況下進行，使得羧酸根配體部分取代烷氧基配體。由于需要生成金屬-氧-金屬鍵并蒸去反應生成的任何低沸點有機物，在步驟P6中金屬烷氧羧酸鹽、金屬羧酸鹽和/或金屬烷氧化物的混合物被加熱并攪拌。根據一般化的反應理論，如果把金屬烷氧化物加到金屬烷氧羧酸鹽中，并加熱溶液，會發生下列反應(15)(16)其中，M和M’為金屬；R和R’上面已定義過；R”為一優選為具有0至16個碳原子的烷基；a，b，和x為滿足M和M’各自價態要求的指示相應取代基相對量的整數。通常，方程式(15)的反應占優勢。因此一般生成低沸點的醚。這些醚從預前體中蒸出使最終產品具有減少的有機物含量，并且最終所需的金屬氧化物的金屬-氧-金屬鍵也部分形成。如果加熱充分，也會發生部分反應(16)，生成金屬-氧-金屬鍵和酯，通常酯具有較高的沸點并存留于溶液中，把最終前體用于基片上后這些高沸點有機物會使干燥過程減慢，這有助于減少裂紋和缺陷；因此不論發生哪一種情況，金屬-氧-金屬鍵都被形成并且也改善了最終前體的性能。如果把金屬羧酸鹽加到金屬烷氧羧酸鹽中并加熱溶液，會發生下列反應(17)其中，R-COOOC-R’為一酸酐，方程式的各符號上面已定義。該反應需要比上述反應(15)和(16)大得多的熱量，而且反應進程也要慢得多。方程式(14)至(17)的反應產物可與過量羧酸加熱以更一步用羧酸根配體取代烷氧配體，從而降低羧酸鹽產物的水解性能并延長前體的貯藏穩定期。除了上述生成金屬烷氧羧酸鹽的反應，也如下發生反應(18)，其符號在上面已定義。在過量羧酸存在下加熱，該反應取代了中間金屬烷氧羧酸鹽的烷氧基部分，生成基本上完全的羧酸鹽；但現在認為在本專利公開的參數條件下不會發生羧酸根完全取代烷氧基。羧酸根的完全取代需要明顯更高的加熱條件，即使這樣反應可能也不容易發生。在步驟P6結束時，優選為在溶液中已形成最終L金屬氧化物至少50％的金屬氧鍵。反應優選在一通大氣壓的容器中進行，用優選溫度為約120℃至約200℃之間的加熱盤進行加熱，直至監測溶液溫度至觀察到指示所有水、醇、醚、和別的反應副產物部分基本上從溶液中被消除的分鎦穩定期為止，即此前至少超過100℃的穩定期。此時，延長回流會產生大量不希望得到的常常難以用分鎦除去的酯或酸酐副產物。這種過量酸酐濃度的復雜情況通過在步驟P4中僅添加金屬羧酸鹽完全避免。通過從溶液中消除可蒸出組分(反應副產物)驅使反應達基本上完全。通過蒸餾平穩期溫度的上升指示反應的終止，如果作監測，冷凝物增加率的降低也指示反應的終止。步驟P8為一非強制的溶劑交換步驟。由于在應用于基片上時會影響液狀前體薄膜厚度的流體參數如粘度和粘著力的預見性，對有等混合摩爾數的超點陣材料生成金屬的多種前體溶液使用一種共用溶劑是有好處的。這些流體參數也影響干燥前體殘余物退火形成的相應金屬氧化膜的質量和電學性質。在步驟P8中，標準溶劑，優選為二甲苯或正辛烷，以一適于調整中間前體至所需超點陣組分摩爾濃度的量加入。把超點陣生成元素規定值為2，摩爾數按混合層狀超點陣材料的化學計量式為計，摩爾濃度優選為在約0.100M至約0.400M之間，最優選為約0.200M。添加標準溶劑后，將溶液加熱至一足以蒸去非標準溶劑的溫度并使溶液具有所需要的摩爾濃度。步驟P10包含向步驟P8制得的溶液中添加超點陣生成體材料。鉍(Bi3+)是最優選的超點陣生成體元素，鉍預前體最優選為三-2-乙基己基氧鉍。由于鉍前體的相對不穩定性，優選為在步驟P8的加熱后添加這些前體，即大量的加熱會破壞共價鍵，從而對溶液生成優良薄膜金屬氧化物的能力有極有害的影響。考慮到鉍預前體常常能毫無問題地在步驟P2、P4、P10和P14的任何步驟中添加，應理解到步驟P10是非強制性的。另外，應理解到鉍也可在鈣鈦礦樣八面體結構中作為位置A金屬。考慮到鉍揮發性的潛力，在對前體溶液加熱過程，特別對干燥前體殘余物退火生成有所需化學計量比的層狀超點陣材料的過程中，將存在特別的問題。因此，在步驟P10中，優選為添加約5％至約15％過量的鉍以補償前體溶液的所預料的鉍損失。在退火溫度為在約600℃至約850℃之間的一小時時長中，前體溶液鉍過量為所需化學計量平衡層狀超點陣產物的比例量的5％至9％。在金屬氧化物產物的形成過程中，當過量鉍沒有完全揮發時。殘余的過量鉍可作為位置A材料，因而在所產生的層狀超點陣晶體上誘發出點缺陷。通過用作位置A材料，附加的鉍將L1材料相應部分轉變為具有相應于附加鉍電子(Bi3+對Sr2+)點陣缺陷的L2材料，從而造成缺陷。步驟P12包括用于形成Lk材料的預前體的制備，該Lk材料與由步驟P8制得的中間前體相比有不同的相互連結八面體結構數。材料的這些其他Lk層類型的制備基本上依照P2至P8的程序，但也可能簡單地按正確比例復合金屬烷氧化物和金屬羧酸鹽。由于有可能會把步驟P8制得的溶液稀釋到不可接受的水平，優選為各步驟P12預前體在一共用溶劑中要有比步驟P8中間前體更高的濃度。例如，當步驟P8中間前體有0.200M濃度時，步驟P12預前體在二甲苯中可有0.400M的濃度。步驟P14包含添加各步驟P12預前體部分到步驟P8溶液中。所得混合物優選具有反映各構成依據式(6)的L1和L2混合層狀超點陣材料所需金屬的相對量的金屬組分化學計量平衡。在步驟16中，溶液用有機溶劑稀釋制成具有所需超點陣生成金屬組分濃度的最終前體，考慮到相應的流體參數如粘度和粘著力，濃度優選為0.100M至0.500M。注意常用符號M指摩爾濃度，但在此它具有稍微不同的意思。依賴于環境因素，通過在晶粒或“分子”中連接任意數量的晶胞，晶體點陣可生長到一定大小，因此，濃度最好根據平均經驗式給出。經驗式和分子式的不同之處在于，經驗式按其正確比例包含所有分子成分，經驗式不必給出構成一個完整分子所需的精確份額。當經驗式可用分數形式表示時，問題在于正是什么組成經驗式的一“摩爾”或單元。用有一下標2的超點陣生成體金屬，即S2作固定比例乘數調整有其經驗式份額的經驗式的金屬，因而定義經驗式的“摩爾”濃度為在一升溶液中數到的由金屬所得的有經驗式的金屬氧化物單元的個數。溶液混合至基本上均勻，如果在幾天或幾星期內不使用最終溶液，優選將其貯藏于干燥氮氣或氬氣惰性氣體氛中。該貯藏中的預防措施確保溶液保持基本無水并避免了水在烷氧基配體中誘導的水誘導聚合、粘滯膠凝和金屬組分沉淀的有害影響。雖然如此，當前體，如所優選的那樣，主要包含金屬鍵合羧酸根配體和烷氧羧酸根時，無水惰氣貯藏預防措施不是嚴格必須的。由于所生成金屬氧化膜的高品質，最優選使用含式(15)-(17)的-M-O-M-O-型反應產物的液狀最終前體。溶液也可通過按任意比例混合金屬烷氧化物，金屬羧酸鹽，和金屬烷氧羧酸鹽制備。在扣除制造過程中元素特征蒸發或升華損失后，最終前體溶液包含以能形成所需混合層狀超點陣材料的化學計量平衡的多種金屬聚氧烷化物。上述反應過程的示例性的討論，是一般化的，因此，是非定界性的。所發生的具體反應依賴于所用金屬、醇、和羧酸，以及所施加的加熱量，詳細的實施例將在以下給出。從優選角度來考慮，步驟P2-P16的順序是重要的；但多個步驟可以合并，添加，或完全刪除。步驟P2-P10合起來可生產大批量的可被細分以進一步生產混合L1和L2層狀超點陣材料的L2前體溶液。因此，在相對大批量地生產有多種用途的前體溶液時，制造上的便利可得益于規模經濟。當不需規模經濟時步驟P14可與步驟P6合并。圖10描繪出制造本發明電容器100的流程圖。本方法按圖1中的實施方案進行討論，但本領域的技術人員明白其在其它實施方案中的應用性。在步驟18中，依據本領域中為人熟知的常用方法把鈦粘合層106、氮化鈦層108、和第一鉑電極110順序濺射到位并退火。例如，這些方法可包括r.f.濺射和變動溫度曲線高達約1100℃的擴散爐退火。為制備供后續步驟的電極110的最上層表面，把所得的基片退火和/或預焙。在步驟P20中，按圖9中方法制備一最終前體。取最終前體的一等分試樣，并可在此時用適當金屬預前體摻雜到所需程度。特別優選的摻雜劑包含任何位置A或B金屬。在步驟P22中，把從步驟P20制得的前體溶液涂覆于提供電極110最上表面的從步驟P18制得的基片上。優選的操作法是在室溫及常壓下，把液狀溶液滴加到電極110的最上表面，接著以高達約2000RPM的轉速旋轉基片110約30秒以除去過量溶液并留下薄膜液狀殘余物。最優選的轉速為1500RPM。也可選擇地用噴霧沉積技術涂布液狀前體。在步驟P24和P28中，前體被熱處理生成有混合層狀超點陣結構的固態金屬氧化物，即電極110上的層112。通過對P22產品的干燥和退火執行此處理步驟。在步驟P24中，把前體置于加熱盤上在干燥空氣氛中進行干燥，在溫度為約200℃至約500℃下呆足夠長的時間以使液狀薄膜中的所有有機物基本上被除去并留下干燥的金屬氧化物殘余物。時長優選為約1分鐘至約30分鐘。在空氣中于400℃干燥溫度下2至10分鐘的時長最為優選。該高溫干燥步驟對于由步驟P28制得的晶體組合物可預計或可重復的性質的取得是至關重要的。在步驟P26中，如果所得的干燥薄膜沒有達到所需厚度，重復步驟P22和P24直至達所需厚度。于此處公開的參數條件下，約1800的厚度典型地需用0.130M溶液涂兩次。在步驟P28中，干燥的前體被退火生成層狀超點陣材料層112。該退火步驟被稱為第一退火以與以后的退火步驟相區別。第一退火優選在氧氣中，溫度為500℃至1000℃，時間為30分鐘至2小時條件下進行。步驟P28更優選為750℃至850℃下80分鐘的條件下進行，最優選退火溫度為約800℃。步驟P28的第一退火優選為在氧氣氛中于80分鐘推/拉過程下進行，其中包含5分鐘“推”入爐中和5分鐘“拉”出爐中。所示退火時間包括用于建立進和出爐的熱斜坡的時間。在商業化制造方法中，為了使電容器100的電學性質有穩定和可重復的性質需仔細控制退火溫度和時間。步驟P24和P28也根據快速熱處理(“RTP”)技術進行。通常，這種方法包含使用從常用輻射源來的電磁輻射。另外，如可以從氘燈中得到的紫外(“UV”)輻射可用于干燥以改善最終金屬氧化物膜的質量。認為在干燥和/或第一退火步驟中紫外光的使用可用于沿一給定軸定向層狀超點陣材料的晶體生長。有時可觀察到這些由RTP驅使定向的晶體組成的超點陣材料顯示較好的電學性質。特別是當通過依據所示時間和溫度參數在紫外光下干燥前體膜執行干燥步驟P28時，最終金屬氧化物的多種電學性能參數，如極化率大小、轉換速度、和電流漏泄性，有時可被改善。UV操作可與在加熱盤上的加熱同時進行。別的熱處理可包含在步驟P24中把液狀薄膜置于真空中干燥，或將爐焙制和UV焙制步驟合并。在P30中，用濺射法沉積第二電極114。接著象本領域技術人員所熟知的那樣，將該器件用包含涂光致抗蝕劑接著離子蝕刻的常用光蝕刻法刻圖。刻圖優選為在第二退火步驟P32之前進行使得第二退火可用來消除電容器100上的刻圖應力并修正由刻圖過程引起的氧化物的缺陷。第二退火步驟P32優選為按類似于步驟P28中第一退火的方式進行，注意不要按比相應于第一(如800℃)退火溫度的50℃至100℃小溫度變動范圍更大的量變動退火溫度。第二退火時間優選為保持約20至90分鐘，30分鐘的保持時間最為優選。最后，在步驟P34中裝置被完成并被評價。象本領域技術人員所熟知的那樣，制作的完成也許需要別的層的沉積，接觸孔的離子蝕刻，和別的常用處理步驟。晶片102可被鋸成分開的單元以分開在其上同時制成的多個集成電路裝置。下列非限定性的實施例提出優選的材料以及實施本發明的方法。實施例1用于生成一L2鉭酸鉍鍶層狀超點陣材料的液狀預前體溶液表1中的前體組分從所示的商業來源中獲得并被再分成所示份額。表1</tables>把五丁氧化鉭和2-乙基己酸和40ml二甲苯一起加到一個250mlErlenmyer燒瓶中，即每100mmol鉭添加約50ml二甲苯。燒瓶用一個50ml燒杯蓋住以幫助回流并使內容物與空氣中水隔離。混合物在磁力攪拌下在160℃加熱盤上加熱回流48小時，以形成包含丁醇和2-乙基己酸鉭的基本均相溶液。應認識到溶液中的丁氧基部分差不多完全被2-乙基己酸取代，但在本實施例的加熱參數下不發生完全取代。在48小時到期后，移走50ml燒杯并將加熱盤的溫度升至200℃以蒸餾丁醇部分和水并將其從溶液中消除。當溶液首次達指示基本上所有丁醇、醚和水已從溶液中除去的溫度124℃時，把燒瓶從加熱盤上移走。燒瓶及其內容物冷卻至室溫。把鍶和50ml溶劑2-甲氧基乙醇加到已冷卻的混合物中以反應生成二-2-乙基己酸鍶。向鍶混合物中添加100ml二甲苯，并將燒瓶及其內容物放回到200℃的加熱盤上，蓋上50ml燒杯加熱回流5小時，按式(11)反應生成占優勢的鉭-鍶烷氧羧酸鹽產物。移走燒杯并使溶液溫度升到125℃以從溶液中消除2-甲氧基乙醇，以及溶液中的醚、醇、或水。從加熱源中移開后，燒杯冷卻至室溫。把三-2-乙基己酸鉍加到冷卻的溶液中，溶液用200ml二甲苯進一步稀釋構成能在不考慮鉍揮發條件下形成每升0.200摩爾SrBi2.1Ta2O9.15的預前體溶液。該前體組合物被設計用來補償由液狀前體制固態金屬氧化物過程中的預計的鉍揮發。具體地說，Bi2.10部分包含約5％過量(0.10)的鉍。在扣除在后續退火步驟中預計的鉍揮發后，該預前體溶液預計可生成按式(3)化學計量n＝2的材料，即每升溶液含0.2摩爾SrBi2Ta2O9。實施例2包含在二甲苯中的2-乙基己酸鉭的預前體溶液的制備表2中的組分從商業來源中購得并被再分成所示的份額。表2</tables>把五丁氧化鉭和2-乙基己酸和30ml二甲苯一起加到一個250mlErlenmyer燒瓶中。燒瓶用一個50ml燒杯蓋住以幫助回流并使內容物與空氣中水隔離。混合物在磁力攪拌下在160℃加熱盤上加熱回流48小時，以形成包含丁醇和2-乙基己酸鉭的基本均相溶液。溶液中的丁氧基部分差不多完全被2-乙基己酸取代，但在本實施例的加熱參數下不發生完全取代。在48小時到期后，移走50ml燒杯并將加熱盤的溫度升至200℃以蒸餾丁醇并將其從溶液中消除。相應的，當溶液首次達溫度124℃時，把燒瓶從加熱盤上移走。燒瓶及其內容物冷卻至室溫。把二甲苯加到熱溶液中并將其稀釋至當量濃度每克溶液0.4mmol鉭，并把溶液從加熱源中移走以冷至室溫。實施例3包含在萘中的2-乙基己酸鉍的預前體溶液的制備。表3中的組分從商業來源中購得并被再分成所示的份額。表3</tables>把在萘中的三-2-乙基己酸鉍倒入到一個250mlErlenmeyer燒瓶中并混入二甲苯構成當量濃度每克溶液含0.4mmol鉍。使混合物在燒瓶中旋轉達基本上均相。由于存在鉍原子和羧酸根配體間的鍵有被破壞的可能性，不進行加熱。實施例4包含在二甲苯中的2-乙基己酸鈮預前體的制備。表4</tables>把在二甲苯中的2-乙基己酸鈮倒入到一個250mlErlenmeyer燒瓶中并混入附加的二甲苯構成當量濃度每克溶液含0.4mmol鈮。在不加熱條件下使混合物在燒瓶中旋轉達基本中均相。實施例5設計為生成混合有序化L1和L2層狀超點材料的鉭酸鉍鍶液狀前體溶液的制備使用前述實施例的預前體制備包含組分相對比例可生成83％鉭酸鍶L2和17％鉭酸鹽L1金屬氧化物部分的鉭酸鉍鍶前體溶液。將實施例1的0.200M前體溶液的2ml等分樣品加到250mlErlenmeyer燒瓶中，即一生成0.4mmolSrBi2Ta2O9的足量前體。將實施例3(0.4mmolBi3+/g)的2-乙基己酸鉍溶液0.210g等分樣品也加到燒瓶中，同理添加實施例2(0.4mmolTa5+/g)的2-乙基己酸鉭的0.100g等分樣品。使合并的組分在燒瓶中旋轉達均相狀態。應注意到通用溶劑二甲苯的使用使合并的前體溶液的混合變得容易。所得的混合物中包含用以補償在后續的生成固態金屬氧化物的高溫退火過程中鉍揮發的5％過量的鉍部分。前體溶液中的組分的相對比例設計成在對干燥前體殘余物退火后生成具有經驗式Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417的固態混合層狀超點陣材料。該材料包含大量L1、L2和G有序化層，即根據式(9)的(Bi2O2)2+超點陣生成體層，83％根據式(8)的(SrTa2O7)2-L2層，和17％根據式(7)的(TaO3.5)2-L1層。由于過量的鉍部分用于補償在700℃至800℃退火時的鉍揮發，式中不顯示過量的鉍部分。當然對于在生成固態金屬氧化物的過程中沒有鉍揮發的情況需調整經驗式。殘留的過量鉍可作為位置A材料和過量位置B鉭原子結合。實施例6用于生成混合晶體L2和L1層狀超點陣材料的鉭鈮酸鉍鍶液狀前體溶液。使用前述實施例的預前體制備包含組分相對比例可生成17∶83L1(m＝1)和L2(n＝2)金屬氧化物部分的混合物的鉭鈮酸鉍鍶前體溶液。將實施例1的0.200M前體溶液的2ml等分樣品加到一個250mlErlenmeyer燒瓶中。將實施例3(0.4mmolBi3+/g)的2-乙基己酸鉍溶液0.200g等分樣品也加到燒瓶中，同理添加實施例4(0.4mmolNb5+/g)的2-乙基己酸鈮的0.100g等分樣品。使合并的組分在燒瓶中旋轉達均相狀態。通用溶劑二甲苯的使用使合并的前體溶液的混合變得容易。前體溶液中的組分的相對比例設計成在對干燥前體殘余物退火后生成具有經驗式Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417的固態混合層狀超點陣材料。該材料包含根據式(6)的混合L1和L2材料的有序化層。前體設計允許五價位置B原子Ta5+(離子半徑0.68)和Nb5+(離子半徑0.69)在整個L1和L2材料中等價替換。對于化學計量平衡的L1和L2鈮坦酸鉍鍶材料17∶83的混合物，G為根據式(9)(Bi2O2)2+。L1代表17％根據式(7)有經驗式(Nb0.091Ta0.909O3.5)2-的L層。L2包含一個雙八面體金屬基團的厚度，并且有根據式(8)經驗式(SrNb0.182Ta1.818O7)2-。以L1(鈮)材料的添加量為計，δ1為0.17。對于L2層部分，δ2為0.183。對于L1層部分，以鈮的添加量為計，M1α1為0.091，以鉭的添加量為計，M2α2為0.909。對于L1層部分，對于A位置金屬鍶，M1α1為1.0；對于B位置金屬鈮，M2α2為0.182；對于B位置金屬鉭，M3α3為1.818。實施例7最終前體溶液表7確定了幾種L1和L2最終前體溶液(混合m＝1和n＝2溶液)，它們按實施例5和6的方式混合各個前體溶液而配成。另外，通過用鈮替代實施例1的鉭部分，并用鉭酸鉍前體稀釋所得的鈮酸鉍鍶前體重復該過程。表7為通過在干燥并退火前體各溶液時得到的預期經驗式確定溶液組分，以及位于有序化(Bi2O2)2+層間的晶體式L1和L2部分。本打算表7的經驗式上有零凈電荷，但由于所示數字中的舍去零數的誤差可在所示經驗式中觀察到一些負電荷不平衡。同實施例5和6一樣表7的前體溶液按下列關系式配制(19)L2+L1→混合材料把每個下標都乘以{2/(2+2x)}使下標標準化為Bi2值。δ概率用L層的一特定類型(如L1或L2)的總數除以L層(如L1+L2)的總數計算。B位置金屬隨機分布在整個溶液中。注意當m＝1時L1層沒有位置A金屬(Sr)。應理解為式(19)代表的是溶液組分的混合，而不是代表溶液中的化學反應。表7形成根據以下通式的混合L1和L2層狀超點陣材料的前體G{[(L1δ1)(∑i＝1JMiαi][(L2δ2)(∑i＝1JMiαi]...}G...</tables></tables>*G是(Bi2O2)2+**這些經驗式不考慮在相應前體溶液中的5％過量的鉍部分。表7中的每一前體溶液均含補償退火過程預計的鉍揮發的5％過量鉍部分。假設前體溶液轉變成固態金屬氧化物的過程中這5％過量的鉍部分將被喪失掉，表7不表示出該過量鉍的濃度。5％鉍損失的估計是由表8提供的ICP質量分析數據收集得到的。表8的質量分析結果在與那些預計用于表7的前體同樣的條件下處理前體溶液得到。這些質量分析結果精確到±3％。表8鉭酸鉍鍶質量分析</tables>表8證明在金屬氧化物形成過程中約有5％的前體鉍揮發損失。這個結論忽略了樣品1的結果，其金屬氧化物的鉍含量相比于其它值偏低。在Ta含量上的明顯的Ta損失(或獲得)是在實驗誤差范圍內變動的。表8表明如果前體被設計為補償鉍揮發損失的，層狀超點陣金屬氧化物可有能非常精確反應前體含量的金屬含量。實施例8制造薄膜金屬氧化物鐵電電容器對于每種表7中所示的鉭酸鉍鍶和鉭鈮酸鉍鍶前體溶液按圖10的制造方法以一樣的方式進行。制備一常用四英寸直徑的多晶晶片，用以接納實施例7的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417溶液。制備過程包含根據常用方法的于1100℃氧氣/氛中擴散爐焙制，用以生成氧化硅厚層104(參見圖1)。包含氧化物104的基片被冷至室溫，并插入到一真空室中做DC磁控管濺射。在氧化層104上使用放電電壓95伏，電流0.53安培的條件，在濺射壓為0.0081Torr下濺射160厚度的鈦金屬。接著使用放電電壓130伏，電流0.53安培的條件在鈦金屬頂部濺射2200厚度的鉑。包含鈦和鉑金屬的基片在擴散爐中于氮氣氛中450℃退火2小時10分鐘。該時間包含5分鐘推入爐中和5分鐘拉出爐中。所得的結構包含圖1所示的層106和110，但不包含層108。添加1.08ml乙酸正丁酯于2ml體積的0.2MSr0.833Bi2Ta1.833O8.417前體中調節濃度為0.13M，并通過0.2μm過濾器。包含鈦和鉑金屬的基片在常用旋轉—涂布機上以1500rpm轉速旋轉。在旋轉中使用滴管在30秒內涂前體溶液于基片上。把涂布有前體的基片從旋轉—涂布機上取下并在140℃加熱盤上于空氣中干燥2分鐘。基片在260℃第二加熱盤上再干燥4分鐘。使用1200W鎢—鹵素燈(可見光譜；Heatpulse410，AGAAssociate，Inc.制造，使用J208VbulbsbyUshio，日本)在氧氣氛中于725℃下把基片再干燥30秒。再一次重復該旋轉—涂布和干燥過程以增加層112的總厚度。包含干燥前體的基片在擴散爐中于氧氣(O2)氛中在800℃下退火80分鐘。該時間包含5分鐘的推入爐中和5分鐘的拉出爐中。如前述用DC磁控管把鉑金屬濺射成2000的厚度。使用常用負性抗蝕劑遮蓋并用氬離子蝕劑對基片刻圖。除去抗蝕劑后，裝置在氧氣中于800℃下，退火時間為40分鐘，包括有5分鐘的推入擴散爐中和5分鐘的拉出爐中。用相同的程序處理表7中所描述的每個前體。由于電極的存在會影響電學測量，在一些實例中沒有安裝頂部電極114。以下實施例提供對各個樣品所作的對照測量的細節。在室溫和常壓下對金屬氧化物材料作多種電學測量。這些測量用來比較具有不同各(m＝1)和(n＝2)層的量的鉭酸鉍鍶和鈮酸鉍鍶材料的電學性能。被研究的具體電學參數包括混合層狀超點陣材料的極化滯后參數、電容、極化轉換抗老化性、轉換速度、和比較漏泄電流。為與混合鍶鉍材料作比較，對SrBi2Ta2O9(100％n＝2)材料作相同的極化、漏泄電流、抗老化和轉換速度測量。實施例9混合層狀超點陣材料極化滯后性能的對比評價包含表7的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417即17％L1(m＝1)和83％L2(n＝2)鉭酸鉍鍶材料的厚度為1940A的電容器100被用于作極化滯后測量。測量在一包括HewlitPackard3314A函數發生器和HewlitPackard54502A數字化示波器的未補償Sawyer-Tower電路中進行。使用頻率為10,000HZ，電壓為0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0和7.0的正弦波函數在20℃下從膜上得測量結果。圖11描繪出對每一電壓值所得的作為極化滯后曲線的數據圖。縱坐標為單位為KV/cm的電場，橫坐標為單位為μC/cm2的觀測到的殘余極化率。滯后曲線的急劇上升、準矩形、盒狀的性質指示優良的鐵電存儲—轉化性能，當電壓大于約5V時殘余極化(2Pr)值高達約22.4μC/cm2。圖12描繪出一個單位為μC/cm2的殘余極化(±Pr)值對代表圖11中每一曲線所用的信號電壓的縱坐標作的圖。圖12證明當外加電壓大于約3V時，Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417基本上完全極化，此時±Pr值為約11μC/cm2。類似地，圖13為一單位為KV/cm的矯頑電場對縱坐標為用于圖11測量的外加信號電壓作的圖。圖13證明須要約50KV/cm的矯頑電壓才能完全轉換Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417材料，該電場存在于電壓大于約3V的情況下。為與圖11，12，和13的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417作比較，包含表7的SrBi2Ta2O9材料(具有厚度為二層八面體的鈣鈦礦樣八面體層的非混合材料)厚度為1980的電容器100在相同的極化滯后測量條件下測量。圖14描繪出類似圖11的SrBi2Ta2O9樣品的極化滯后曲線結果。而且，曲線的盒子狀的性質說明它是一好的轉換鐵電材料，在電壓大于約5V時2Pr約為12μC/cm2；但這些2Pr值僅約為圖11的55％。SrBi2Ta2O9材料，即有純L2層的非混合層狀超點陣材料的極化性能要比包含有L1和L2層的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417混合層狀超點陣材料差。圖15類似于圖12，描繪出SrBi2Ta2O9樣品的單位為μC/cm2的(±Pr)值對代表外加信號電壓的縱坐標作的圖。在外加電壓大于約3V時該材料達完全轉換，(±Pr)為約6μC/cm2。圖16類似于圖13，描繪出SrBi2Ta2O9樣品的橫坐標為單位為KV/cm的矯頑電場對縱坐標代表外加信號電壓作的圖。圖13證明須要約38KV/cm的矯頑電場轉換材料，它存在于電壓大于3V的情況下。為與圖11-13的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品和圖14-16的樣品作比較，包含表7的Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417材料，即17％L1(m＝1)和83％L2(n＝2)鉭鈮酸鉍鍶材料、厚度為1940的電容器100在相同的極化滯后測量條件下測量。圖30描繪出類似圖11和14的極化滯后曲線。同樣地，曲線的盒子狀的性質說明一好的轉換鐵電材料，在電壓大于約5V時2Pr約為24μC/cm2。這些2Pr值略大于圖11的值。圖31類似于圖12和15，描繪出Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417樣品的單位為μC/cm2的(±Pr)值對代表外加信號電壓的縱坐標作的圖。在外加電壓大于約3V時該材料達完全轉換，(±Pr)為約12μC/cm2。圖32類似于圖13和16，描繪出Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417樣品的橫坐標為單位為KV/cm的矯頑電場對縱坐標代表外加信號電壓作的圖。圖32證明須要約58KV/cm的矯頑電場轉換材料，它存在于電壓大于3V的情況下。圖33類似于圖11，14，和30，描繪出Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣品的單位為μC/cm2的(±Pr)值對代表外加信號電壓的縱坐標作的圖。圖33證明2Pr極化率為24μC/cm2。圖34類似于圖12、15、和31，描繪出Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣品的橫坐標為單位為KV/cm的矯頑電場±EC對縱坐標代表外加信號電壓作的圖。在外加電壓大于約5V時該材料達完全轉換，(±Pr)為約12μC/cm2。圖35證明須要約150KV/cm的矯頑電場轉換材料，它存在于電壓大于5V的情況下。與SrBi2Ta2O9樣品相比，在轉換時樣品Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417和Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417須要稍大一些的外加電場，并轉換出明顯更大的極化率。含有最高鈮含量的Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣品需最大的矯頑電場但也具有最大極化率值。在構造高密度存儲器時需要大的極化率值(如大于20μC/cm2)，所有在可接受范圍(3V至5V)內轉換的材料均可用在集成電路中。當已知純L1(m＝1)材料不顯示鐵電現象時，從圖14至11，從圖14至30，和從圖14至33的差不多100％的2Pr極化率的改善是真正令人吃驚的。L1材料包含僅含單層八面體鈣鈦礦樣A/B子晶胞的或根本沒有鈣鈦礦樣結構的材料。因此，本領域的技術人員預計包含非鐵電性L1層和鐵電性L2層的混合物的圖11、30和33的材料與類似厚度的圖14的純L2層的鐵電材料相比有較低的極化性。與此相反，結果指示圖11、30、33的混合材料有重大改善的極化性。在鐵電材料中由于點電荷缺陷引起的層表面電荷是降低極化率水平的主要原因。典型地由于晶粒缺陷的表面遷移，以及在瞬變電場的重復沖擊下靠近已有缺陷的點陣表面的破壞，使得表面缺陷隨時間增加。在當前樣品的鉑鈦電極結構中，由于鐵電材料中相應的點陣缺陷，鈦擴散引起明顯(如50％)的極化率下降，通過降低外加電場到達表面下的鐵電材料層部分的能力，帶電表面缺陷能屏蔽外加電場。因此，由于從含有相對低濃度或百分比鐵電性層的材料中觀察到極化率改善，可看出混合層狀超點陣材料的使用克服了鐵電材料長期存在的問題。混合層狀超點陣材料通過降低表面點缺陷及其它缺陷的數目改善了極化率，并且特別是可抵抗鈦擴散造成的有害作用。這些減少作用允許更效地利用現有鐵電材料。在材料形成中的點缺陷的補償也有利于增強抗老化性。而且，最初的晶體中點缺陷的補償也防止了它們在點陣結構中的有序化。否則這些點缺陷的有序化導致線缺陷，這是在脆弱化薄膜材料中斷裂和/或短路的主要原因。實施例10作為L1材料濃度的函數的極化率。表7包含多種可用來形成具有關系式(19)定義的x值的金屬氧化物材料的前體溶液。如示范性的混合L1(m＝1)和(L2＝2)材料那樣，在實施例8中生成這些固態金屬氧化物材料。按實施例9中描繪的同一方法對各個所得鐵電電容器100作極化滯后測量。圖17描繪出依據表7有不同x值的鉭酸鉍鍶材料的結果。圖17是鉭酸鉍鍶的x值對代表殘余極化(2PrinμC/cm2)和矯頑電場(2EcinKV/cm)的雙橫坐標作的圖。不同曲線代表從各2V、3V和5V轉換電壓的滯后曲線上獲取的測量結果。當x大于約30％(即23％L1材料)可觀察到一些材料的短路，x值為約20％(17％L1)時有最佳鐵電轉換性能，2Pr值在5V時約22μC/cm2。圖18類似于圖17，但描繪的是表7中通過向鉭酸鉍鍶前體中添加鈮酸鉍前體所得的鉭鈮酸鉍鍶材料的結果。圖18的結果表明當x值范圍為30～50％(即23～33％L1)時在5V條件下得到約25μC/cm2的最佳2Pr值。圖36類似于圖17和18，但描繪的是表7中通過向鈮酸鉍鍶前體中添加鉭酸鉍前體所得的鉭鈮酸鉍鍶材料的結果。圖36的結果表明當x值約為10％時在5～7V條件下得到約27μC/cm2的最佳2Pr值。實施例11x-衍射超點陣結構分析從鉭酸鉍鍶和鉭鈮酸鉍鍶L1(m＝1)和L2(n＝2)材料得x-衍射測量結果。圖19描繪的是通過添加x值為0％、10％、25％和50％Bi2TaO5.5L1材料的表7的鉭酸鉍鍶材料的x-衍射結果。圖19是單位為每秒個數(“CPS”)的x-射線密度對縱坐標2θ作的圖，θ為布拉格角。每條曲線用給定樣品中各L1材料濃度的x值標記。通過在代表通常(a，b，c)點陣點，即(006)峰的約21.3度2θ值處較準各曲線，并給各次序的曲線的密度數加400CPS，使各曲線位于另一個的上方。圖20為類似于圖19的圖，但描繪的是從具有經驗式Bi2TaO5.5的100％(m＝1)材料上所得的值。與圖19作比較，兩組曲線在21.3°(006)峰處較準。另一方面，隨L1材料濃度的增加，圖19中的(0010)低強度峰移向35°并且強度增加。圖20顯示與別的峰相比有更大相對強度的同樣在35°上的峰。這些峰漂移和強度改變以及相應的位置改變指示有更大的(0010)峰材料，并證明了混合超點陣子晶胞的存在。圖21為類似于圖19的圖，但描繪的是通過向鉭酸鉍鍶中添加x值0％，10％，和50％的鈮酸鉍的表7的鈮鉭酸鉍鍶材料的x-衍射結果。強調隨x值增加而減弱證實了(111)和(113)峰豐度下降。同樣地，m＝1材料的添加導致在35°處出現強化的峰。圖22為類似于圖20的圖，但描繪的是100％(m＝1)材料BiNbO5.5的x-衍射結果。圖21的(0010)峰強度增加并移向35°值。所觀察到的子晶胞結構沿各軸的遷移表明混合層狀超點材料的增強的極化強度部分是由于在晶體取向上小的變化的緣故。這些變化可能來自在室溫下可能增強極化強調的長范圍的層間靜電力。實施例12混合層狀超點陣金屬氧化物漏泄電流性能的對比評價為進行漏泄電流測量，包含表7所示的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417材料的電容器100可操作地連到HewlitPackard4145A半導體分析儀(微微安測量儀)上。圖23描繪出所得的數據圖，包含單位為安培/cm2(對數值)的漏泄電流對縱坐標電壓所作的圖。在0至10V范圍內按0.05V的增幅收集數據點。漏泄電流的大小在所研究的電壓范圍內相對穩定，在10-7處略微變化。該相對平直的線證明單電荷遷移機制在所研究的電壓范圍內占優勢。為與Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品作比較，對SrBi2Ta2O9(參見實施例8)樣品作測量。圖24為測量結果圖，它表明在所加電壓范圍內有10-7amps/cm2數量級的具有非常小漏泄電流的材料。因此，添加L1材料可明顯增加極化強度(實施案9)并基本上不增加漏泄電流。這方面是非常明顯的，因為以前的增加鐵電材料的極化強度嘗試導致相應漏泄電流的增加，使得材料較不適合作常用介電體。實施例13混合層狀超點陣金屬氧化物電容的對比評價為20℃下進行電容對電壓的測量，把Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品可操作地連于HewlitPackard4275ALCR測量儀上。一頻率為100,000Hz、振幅為0.050V的正弦波函數被調制，用以抵抗范圍為-5至5V以0.200V大小逐步增大的偏壓。圖25描繪出單位為F/μm2的電容對偏壓作的圖。在約0V區域中電容峰值超過1.3×10-14F/μm2，在5V區域中降至約8.5×10-15F/μm2。這些結果表明對薄膜材料有一非常高的電容值。為與Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品作比較，對表7的SrBi2Ta2O9樣品作測量。圖26描繪出此結果。在約0V區域中電容峰值超過1.6×10-14F/μm2，在5V區域中降至約8×10-15F/μm2。圖41描述出對表7的Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417樣品作的對比測量。在約0V區域中電容峰值超過約1.37×10-14F/μm2，在5V區域中降至約8.5×10-15F/μm2。對比圖25中的結果，這些結果略微有改善。實施例14混合層狀超點陣金屬氧化物PUND轉換性能的對比評價。為進行PUND轉換測量，把Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417樣品與HewlitPackard8115A雙通道脈沖發生器、HewlitPackard54502數字式示波器、和50歐姆負載電阻相連接。用秒對單位為amps/cm2的電流作圖得PUND轉換曲線。用已為熟知的方法，即首先用一負方向的脈沖初始化樣品，接著測量一系列四個電壓脈沖的負載電阻中通過的電流，按脈沖給各測量階段命名正(P)脈沖，第二正上(U)脈沖，負(N)脈沖和另一負或下(D)脈沖，發生PUND曲線。所有脈沖都有相同的絕對振幅。初始脈沖確使材料由負極化狀態開始。因此第一正，“P”脈沖將材料轉變為正極化。由于樣品已為正極化，第二，或“U”脈沖測量正方向上殘余極化與飽和極化間的變化。同樣“N”脈沖測量負轉換電流。而“D”脈沖測量在負方向上殘余電流和飽和電流間的變化。對于標準存儲單元的結構(不針對所有結構)PUND曲線指示材料用于非揮發性鐵電轉換存儲應用中的適用性。通常，要求“P”和“N”曲線分別與“U”和“D”曲線很好地分離，這在標準結構中提供一大信號。也要求所有信號能快速地降至一低的值；快速下降的曲線指明材料完成電流流動，這樣產生信號迅速。即它為一“快速轉換”材料。通常，在這里的測試中，轉換時間取為降至最大振幅10％的時間，因為該10％的水平通常在典型集成電路的噪聲范圍內。圖27包含Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417L1和L2混合樣品的PUND轉換曲線，其是單位為安培的電流對縱坐標時間作的圖。這些曲線說明該鐵電材料在5V下有非常快的存儲轉換時間，在小于約50納秒的時間內完成基本上完全存儲轉換，甚至是對于負轉換曲線。把SrBi2Ta2O9樣品作對比PUND轉換測量。圖28描繪出這些結果。存儲轉換時間非常快，甚至對于負轉換循環時在少于30納秒即可完成轉換。圖42為由Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417樣品所得的對比轉換測量圖。所有樣品的所觀測到的轉換時間均很好地落于用于集成電路存儲器的可接受的界限內。實施例15混合層狀超點陣金屬氧化物抗老化性能的對比評價。把Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417、Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417和SrBi2Ta2O9樣品按實施例14作超過109次循環的重復PUND轉換測量，只是所用正弦波電壓值由5V降至3V。這些循環的結果表明所有樣品在研究期間內基本上無極化強度下降或老化。在第一PUND測量前對每個樣品作極化滯后測量并在109次PUND轉換循環后再作一次。在每種情況下，初始滯后曲線和完成109次循環后的最終滯后曲線可嚴格地相互重合。混合和非混合層狀超點陣材料均有優良的抗老化性能，在3V正弦波電極化下可持續無限個循環。把相同的Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417，Sr0.833Bi2Nb1.667Ta0.167O8.417和SrBi2Ta2O9樣品用在更苛刻的條件下。這些條件包括振幅為5V的方波。甚至在這些更苛刻的條件下，老化也是可忽略不計的，即在大于1010次方波循環后最初極化強度值降低小于約1～3％。實施例16電子顯微測量圖29為表7的Sr0.500Bi2Ta1.500O7.25(50％m＝1)混合層狀超點陣材料的電子顯微圖。圖29由位于MatsushitaElectronicaLaboratoriesinOsaka，Jaoan的HitachiH-9000發射電子顯微鏡裝置測得，對原始樣品在300KV下放大倍數為八百萬(8,000,000x)。超點陣生成體層如氧化鉍層116作為黑線是可見的，它分隔A/B層(m＝1)124和AB層(n＝2)128。層128中可見的三層包括分隔兩邊氧八面休的位置A鍶離子的中層164。通過計算可見層間的距離圖29確證混合(m＝1和m＝2)層狀超點陣材料的存在。非混合n＝2SrBi2Ta2O9材料將呈現包含層順序為(Bi2O2)2+、(SrTa2O7)2-、(Bi2O2)2+、和(SrTa2O7)2-的約25的距離。對比于圖29證明重復晶胞距離約為19.5，包括(Bi2O2)2+116層3，(TaO3.5)2-124層4.5，第二116層3A和(SrTa2O7)2-128層9。這些可比較的距離證明圖29的(TaO3.5)2-層將類似于圖29的混合層狀結構縮短了5.5。可認為(SrTa2O7)2-層在兩材料中占9而(Bi2O2)2+層在兩材料中占3。但是把這些距離值用于非混合材料，所得值僅為24，不能說明所觀測到的25中所增加的1。這1的變化落于實驗誤差范圍內。實施例17為溫度的函數的混合層狀超點狀材料極化強度按實施例9測極化強度，用于每個極化操作的在設置為特作定溫度的加熱盤上加熱的樣品除外。圖37以單位為μC/cm2的2Pr對單位為攝氏度的x-溫度軸所作的圖描繪出所得結果。與非混合SrBi2Ta2O9材料相比，混合層狀超點陣材料在提高的溫度下保持更大的極化率。為混合材料設計的使用環境在計算機存儲器中的環境。在個人計算機應用中，通常這些存儲器的操作溫度在120℃至150℃之間。因此，混合層狀超點陣材料允許在提高的溫度下使用鐵電存儲器。混合層狀超點陣材料也具有改變極化強度以適用于設計使用環境溫度的能力。圖38～40描繪出從SrBi2Ta2O9、Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417和Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417樣品中分別得出的介電常數對溫度值所作的圖。數據用HewlitPackard4275LCR測量儀使用具有1MHz振動頻率和5mV振幅的信號測得。樣品在加熱盤上加熱達每個測試的升高的溫度。居里溫度被標識為在每個曲線的最佳點，即255℃對SrBi2Ta2O9；350℃對Sr0.833Bi2Ta1.833O8.417和340℃對Sr0.833Bi2Nb0.167Ta1.667O8.417。樣品在大于居里溫度的溫度下表現出順電性。樣品在小于居里溫度的溫度下表現出鐵電性。另外，這些材料的設計使用環境的優選溫度在125℃至150℃之間。權利要求1.一種薄膜電子裝置(100)包括一個第一電極(110)和一個第二電極(114)，它們與一插于上述第一電極和上述第二電極間的層狀超點陣材料(112)電接觸，所述裝置其特征在于，所述材料具有多個有序層(116，124，128)，其順序包含一個具有A/B離子性子晶胞(146)的A/B層(124)；一個具有超點陣生成體子晶胞的超點陣生成體層(116)；和一個具有不同于A/B離子性子晶胞的鈣鈦礦樣八面體離子性子晶胞(142)的鈣鈦礦樣AB層(128)。2.權利要求1中的裝置，其中所述A/B層具有A/B層經驗式(Am-1BmOc)v，其中A為在A/B離子性子晶胞中的位置A原子，B為在A/B離子性子晶胞中的位置B原子，O為氧，m為至少為1的數，c為選自(3m+1)，(3m+0.5)和(3m)的值，S為三價超點陣生成體元素，V為A/B層的電荷，選自1+、1-、2-和3-。3.權利要求2中的裝置，其中所述鈣鈦礦樣AB層具有鈣鈦礦樣AB層經驗式(A＇n-1B＇nO3n+1)v＇，其中A＇為在所述鈣鈦礦樣AB離子性子晶胞中的位置A原子；B＇為在所述鈣鈦礦樣AB離子晶胞中的位置B原子；O為氧，n為大于1的數，V＇為第二個式的電荷，選自1+、1-、2-和3-，A＇、B＇和n中至少有一個與上述A/B層經驗式中的相應A，B元素和m不同。4.權利要求3中的裝置，其中所述超點陣生成體層具有超點陣生成體層經驗式(S2O2)2+，其中S為三價超點陣生成體元素。5.權利要求4中的裝置，其中所述S是鉍。6.權利要求3中的裝置，其中所述B和B＇各包含5+電荷的價態。7.權利要求3中的裝置，其中所述B和B＇選自以下位置B元素鈦、鉭、鈮、鋯、鉬、鎢、釩以及它們的混合物。8.權利要求3中的裝置，其中所述B和B＇包含鉭和鈮的混合物。9.權利要求6中的裝置，其中所述A和A＇各包含2+電荷的價態。10.權利要求3中的裝置，其中所述A和A＇選自以下位置A元素鍶、鋇、鉛、鑭、鈣以及它們的混合物。11.權利要求3中的裝置，其中所述A/B層經驗式包含(c＝3m+0.5)、(m＝1)和(v＝2-)的材料。12.權利要求17中的裝置，其中所述AB層經驗式包含(n＝1)和(v＝2-)的材料。13.權利要求1中的裝置，其中所述材料選自鉭酸鉍鍶、鉭鈮酸鉍鍶和鈮酸鉍鍶。14.權利要求1中的裝置，其中所述材料具有重復結構經驗式G{[(L1δ1)(∑i＝1JMiαi][(L2δ2)(∑i＝1JMiαi]...[(Lkδk)(∑i＝1JMiαi]}G...，其中G為具有三價金屬的超點陣生成體層；L為包含選自位置A金屬、位置B金屬及其混合物的金屬的層，用相應整數下標1、2和k指示不同晶體點陣；δ為發現一由特殊點陣形成的指定L層的相互排斥的概率；αi為在相應L層的平均經驗式中的指定金屬Mi的經驗式份數；而J為等于在相應L層中的Mi金屬總數的整數。15.權利要求14中的裝置，所述材料包含以L層總數計為23-33％之間百分比的L1層。16.權利要求1中的裝置，所述材料包含層狀超點陣材料形成部分的化學計量混合物，其量足以使在鉑和鈦底電極上、溫度約20℃、2Ec小于約150KV/cm下測定的2Pr大于20μC/cm2，在3V下至少1010循環的抗轉換老化中基本上沒有2Pr極化強度下降。17.一種制造電子裝置的方法，所述方法包含步驟準備多種包含鈣鈦礦樣位置A部分、鈣鈦礦樣位置B部分和超點陣生成體部分的聚氧烷化金屬部分，所述方法的特征在于合并所述各金屬組分，其量足以在所述前體溶液干燥和退火時產生一種層狀超點陣材料(112)，該材料具有多個有序層(116，124，128)，其順序包含一個具有A/B離子性子晶胞(146)的A/B層(124)；一個具有超點陣生成體子晶胞的超點陣生成體層(116)；和一個具有不同于A/B離子性子晶胞的鈣鈦礦樣氧八面體離子性子晶胞(142)的鈣鈦礦樣AB層(128)；將所述各金屬部分在溶劑中混合至基本上均勻，以準備前體溶液；將所述前體溶液涂于基片上；并且處理在所述基片上的所述前體溶液，使在其上生成具有所述A/B層、所述超點陣生成體層和所述鈣鈦礦樣AB層的混合層狀超點陣材料。18.權利要求17中的方法，其中所述處理步驟包括在氧環境下加熱所述前體溶液至足以消除所述溶液中的有機配體和混合層狀超點陣結構中結晶殘留金屬部分的溫度。19.權利要求18中的方法，其中所述處理步驟包括在高至1000℃的溫度下退火所述前體溶液。20.權利要求17中的方法，包括重復所述準備、合并和混合步驟，其中合并不同的金屬部分，提供多種不同的前體溶液；而所述涂布步驟包括選擇使用所述不同的前體溶液。21.權利要求20中的方法，其中所述準備步驟包括基于化學計量平衡的層狀超點陣材料化學式，將所述不同前體溶液標準至一個通常層狀超點陣形成材料濃度的步驟。22.權利要求20中的方法，進一步包含對制備好供使用的所述不同前體溶液的超過一個月的貯藏步驟。23.權利要求17中的方法，進一步包含確定所述裝置在設計使用環境中的操作溫度的步驟，并且其中所述合并步驟包括選擇所述有效量以優化在所述操作溫度下的所述器件裝置的極化強度。24.一種用于制備薄膜鐵電電容器的液狀前體溶液，包含一種具有位置A金屬部分、位置B金屬部分、超點陣生成體金屬部分和溶劑的基本上勻質的液狀混合物，所述溶液的特征在于混合所述各金屬組分，其量足以在所述混合物退火時自發地產生一種固體層狀超點陣材料(112)，該材料具有多個有序層(116，124，128)，其順序包含一個具有A/B離子性子晶胞(146)的A/B層(124)；一個具有超點陣生成體子晶胞的超點陣生成體層(116)；和一個具有不同于A/B離子性子晶胞的鈣鈦礦樣氧八面體離子性子晶胞(142)的鈣鈦礦樣AB層(128)。25.權利要求25中的溶液，所述溶劑選自二甲苯、正辛烷、1-丁醇、乙酸正丁酯及其混合物。26.權利要求25中的溶液，各所述金屬部分包括由相應金屬通過氧鍵合在有機配體上的化學式所限定的物質。27.權利要求25中的溶液，至少有一種所述金屬部分包含選自(R＇-COO-)aM(-O-M＇(-O-C-R″)b-1)n分子式定義的材料，其中M為外層價鍵數為(a+n)的金屬，M＇為外層價鍵數為b的金屬，M和M＇各自獨立地選自鉭、鈣、鉍、鉛、釔、鈧、鑭、銻、鉻、鉈、鉿、鎢、鈮、鋯、釩、錳、鐵、鈷、鎳、鎂、鉬、鍶、鋇、鈦和鋅；R＇和R″為具有4至9個碳原子的烷基。28.權利要求25中的溶液，至少有一種所述金屬部分包含選自(R＇-COO-)aM(-O-R)n分子式定義的材料，其中M為外層價鍵數為(a+n)的金屬，M＇為外層價鍵數為b的金屬，M和M＇各自獨立地選自鉭、鈣、鉍、鉛、釔、鈧、鑭、銻、鉻、鉈、鉿、鎢、鈮、鋯、釩、錳、鐵、鈷、鎳、鎂、鉬、鍶、鋇、鈦和鋅；R＇為具有4至9個碳原子的烷基；R為具有3至8個碳原子的烷基。29.權利要求25中的溶液，所述有效量包含能生成所述A/B層的A/B層的量，它具有A/B層經驗式(Am-1BmOc)v，其中A為在A/B離子性子晶胞中的位置A原子，B為在A/B離子性子晶胞中的位置B原子，O為氧，m為至少為1的數，c為選自(3m+1)和(3m)的值，S為三價超點陣生成體元素，V為A/B層的電荷，選自1+、1-、2-、和3-。30.權利要求30中的溶液，所述有效量包含能生成所述鈣鈦礦樣AB層的鈣鈦礦樣AB層的量，它具有鈣鈦礦樣AB層經驗式(A＇n-1B＇nO3n+1)v＇，其中A＇為在所述鈣鈦礦樣AB離子性子晶胞中的位置A原子；B＇為在所述鈣鈦礦樣AB離子晶胞中的位置B原子；O為氧；n為大于1的數；V＇為第二個式的電荷，選自1+、1-、2-、和3-；A＇、B＇和n中至少有一個與上述A/B層經驗式中的相應A、B元素和m不同。31.權利要求31中的溶液，所述有效量包含能生成所述超點陣生成體層的超點陣生成體層的量，它具有經驗式(S2O2)2+，其中S為三價超點陣生成體元素。32.權利要求32中的溶液，所述S是鉍。33.權利要求32中的溶液，其中所述A和A＇是Sr2+，所述B和B＇選自Ta5+、Nb5+以及它們的混合物；所述S是Bi3+。34.權利要求34中的溶液，其中所述有效量包含相應m＝1的所述A/B層的量和相應n＝2的所述鈣鈦礦樣AB層的量。35.權利要求35中的溶液，當B為B＇為Ta5+時包含所述A/B層的量比所述鈣鈦礦樣AB層的量高達約3∶10(層比層)的比例，和當所述B和B＇其中之一包含Nb5+時高達約2∶5的比例。36.權利要求31中的溶液，其中所述B和B＇各包含5+電荷的價態。37.權利要求31中的溶液，其中所述B和B＇選自以下位置B元素鈦、鉭、鈮、鋯、鉬、鎢、釩以及它們的混合物。38.權利要求31中的溶液，其中所述A和A＇各包含2+電荷的價態。39.權利要求31中的溶液，其中所述A和A＇選自以下位置A元素鍶、鋇、鉛、鑭、鈣以及它們的混合物。40.權利要求31中的溶液，所述有效量包含產生相應m＝1的所述鈣鈦礦樣AB八面體離子型子晶胞各層的A/B層部分和產生相應n＝2的所述鈣鈦礦樣AB八面體離子型子晶胞各層的鈣鈦礦樣AB層部分。41.一種用于制備薄膜鐵電電容器的液狀前體溶液的制備方法，所述方法包含步驟準備多種包含鈦礦樣位置A部分、鈣鈦礦樣位置B部分和超點陣生成體部分的聚氧烷化金屬部分，所述方法的特征在于合并所述各金屬組分，其量足以在所述前體溶液干燥和退火時產生一種層狀超點陣材料(112)，該材料具有多個有序層(116，124，128)，其順序包含一個具有A/B離子性子晶胞(146)的A/B層(124)；一個具有超點陣生成體子晶胞的超點陣生成體層(116)；和一個具有不同于A/B離子性子晶胞的鈣鈦礦樣八面體離子性子晶胞(142)的鈣鈦礦樣AB層(128)；然后將所述各金屬部分在溶劑中混合至基本上均勻，以準備所述溶液。42.權利要求42中的方法，其中所述準備步驟包括至少一種所述金屬部分的添加量為足夠過量，用于補償在所述材料形成過程中預期的金屬揮發損失的步驟。43.權利要求43中的方法，其中所述添加步驟包括，如果所述金屬部分是鉍，引入比所述材料中鉍的化學計量量超出約15％的過量式量的步驟。44.權利要求44中的方法，其中所述鉍過量至5-10％。45.權利要求42中的方法，其中所述準備步驟包括準備多種在常規溶劑中的預前體溶液的步驟。46.權利要求46中的方法，其中所述溶劑選自二甲苯和正辛烷。47.權利要求42中的方法，其中準備步驟包括用金屬烷氧化物與金屬烷氧羧酸鹽反應以發生在預前體溶液中的所述金屬部分間的反應。48.權利要求48中的方法，其中所述準備步驟包括所述蒸餾預前體溶液以消除所述反應的水和副產物的步驟。49.權利要求42中的方法，其中所述混合步驟包括引入有效量的A/B層份額的步驟，所述A/B層具有A/B層經驗式(Am-1BmOc)v，其中A為在A/B離子性子晶胞中的位置A原子，B為在A/B離子性子晶胞中的位置B原子，O為氧，m為至少為1的數，c為選自(3m+1)和(3m)的值，S為三價超點陣生成體元素，V為A/B層的電荷，選自1+、1-、2-、和3-。50.權利要求50中的方法，其中所述引入步驟包括添加足以產生所述鈣鈦礦樣AB層的鈣鈦礦樣AB層份額的步驟，所述鈣鈦礦樣AB層具有鈣鈦礦樣AB層經驗式(A＇n-1B＇nO3n+1)v＇，其中A＇為在所述鈣鈦礦樣AB離子性子晶胞中的位置A原子；B＇為在所述鈣鈦礦樣AB離子晶胞中的位置B原子；O為氧；n為大于1的數；V＇為第二個式的電荷，選自1+、1-、2-、和3-；A＇、B＇和n中至少有一個與上述A/B層經驗式中的相應A、B元素和m不同。51.權利要求51中的方法，其中所述引入步驟包括混合足以產生超點陣生成體層的超點陣生成體層份額的步驟，所述超點陣生成體層具有經驗式(S2O2)2+，其中S為三價超點陣生成體元素。52.權利要求52中的方法，其中所述有效量包含用于生成相應m＝1的所述A/B離子性子晶胞的層的A/B層部分和用于生成各相應n＝2的所述鈣鈦礦樣AB八面體離子性晶胞的層的鈣鈦礦樣AB層部分。53.權利要求42中的方法，其中所述混合步驟包含當所述金屬部分包含鉍部分時，添加所述鉍部分至其它金屬部分中構成混合物并在低于約80℃的溫度下保持所述混合物的步驟。54.權利要求54中的方法，包含在干燥惰氣氛中貯藏所述溶液的步驟。全文摘要使用金屬烷氧羧酸鹽基液狀前體溶液構成包含具有用超點陣生成體層有序化的分立的氧八面體層(124)和(128)的一種類型的混合層狀超點陣材料(112)的鐵電裝置(100)。前體溶液包含多種以有效量生成層狀超點陣材料的金屬組分。這些金屬組分被混合以包含能形成A/B層的A/B部分,能形成鈣鈦礦樣AB八面體層(128)的鈣鈦礦樣AB層部分,和能形成超點陣生成體層(116)的超點陣生成體部分。前體以液狀形式置于基片上并退火以生成層狀超點陣材料。文檔編號H01L27/115GK1179232SQ96192642公開日1998年4月15日申請日期1996年3月14日優先權日1995年3月17日發明者吾妻正道,卡洛斯·A·帕斯·德·阿勞約,拉里·D·麥克米蘭申請人:松下電子工業株式會社,塞姆特里克斯公司