Ferroelectric Properties $\textrm{SrBi}_{2}\textrm{Ta}_{2}\textrm{O}_{9}$ Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering Technique

RF magnetron sputtering법에 의해 제조된 $\textrm{SrBi}_{2}\textrm{Ta}_{2}\textrm{O}_{9}$박막의 강유전 특성에 관한 연구

  • Park, Sang-Sik (Dept. of Materials Engineering, Chungnam National University) ;
  • Yang, Cheol-Hun (Dept. of Materials Engineering, Chungnam National University) ;
  • Yun, Sun-Gil (Dept. of Materials Engineering, Chungnam National University)
  • Published : 1997.06.01

Abstract

FRAM(Ferroelectric Random Access memory)에의 응용을 위해 rf magnetron sputtering법을 이용하여 SrB $i_{2}$T $a_{2}$ $O_{9}$(SBT)박막을 증착하였다. 사용된 기판은 Pt/Ti/Si $o_{2}$Si이었으며 50$0^{\circ}C$에서 증착한 후 80$0^{\circ}C$의 산소 분위기 하에서 1시간 동안 열처리하였다. 증착시 증착 압력을 변화시켜 가면서 이에 따른 특성의 변화를 고찰하였다. 박막내의 Bi와 Sr의 부족을 보상하기 위해 20mole%의 Bi $O_{2}$와 30mole%의 SrC $O_{3}$를 과잉으로 넣어 타겟을 제조후 사용하였고 박막들의 두께는 300nm의 두께를 가지며 증착압력에 따라 다른 미세 구조르 보였다. 10mtorr에서 증착한 박막의 조성은 S $r_{0.6}$B $i_{3.8}$Ta/ sub 2.0/ $O_{9.0}$이었다. 이 SBT 박막의 잔류 분극(2 $P_{r}$)과 보전계(2 $E_{c}$)값은 각각 인가 전압 5V에서 18.5 $\mu%C/$\textrm{cm}^2$과 150kV/cm이었고, signal/noise비는 3V에서 4.6을 나타내었다. 5V의 bipolar pulse하에서 $10^{10}$cycle까지 피로 현상이 나타나지 않았으며, 누설 전류 밀도는 133kV/cm에서 약 1x$10^{-7A}$$\textrm{cm}^2$의 값을 보였다.을 보였다.

Keywords

References

  1. Science v.246 J.F.Scott;C.A.Araujo
  2. Integrated Ferroelectrics v.6 T.Sumi;N.Moriwaki;G.Nakane;Y.Judai;Y.Uemoto;Y.Nagano;S.Hayashi;M.Azuma
  3. Jpn. J. Appl. phys. v.32 T.Hase;T.Sakuma;Y.Miyasaka;K.Hirata;N.Hosokawa
  4. IEEE J. Solid-state circuits v.SSC-23 J.T.Evans;R.Womack
  5. Jpn. J. Appl. phys. v.33 T.Mihara;H.watanabe;C.A.Araujo
  6. Mater. sci. Engi. v.B32 S.B.Desu;D.P.Vijay
  7. Nature v.373 C.A.Araujo;J.D.Cuchiaro;L.D.McMillan;M.C.Scott;J.F.Scott
  8. J. Mater. Res. v.11 H.N.Al-Shareef;A.I.Kingon;X.Chen;K.R.Bellur
  9. Appl. phys. Lett. v.68 no.5 H.N.Al-Shareef;D.Dimos;T.J.Voyle;W.L.Warren;B.A.Tuttle
  10. J. Appl. phys. v.78 no.8 J.J.Lee;C.L.Thio;S.B.Desu
  11. Appl. phys. Lett. v.67 no.4 R.Dat;J.K.Lee;O.Auciello;A.I.Kingon
  12. Jpn. J. Appl. phys. v.34 T.Atsuki;N.Soyama;T.Yonezawa;K.Ogi
  13. Jpn. J. Appl. phys. v.34 H.Watanabe;T.Mihara;H.Yoshimori;C.A.Araujo
  14. Appl. phys. Lett. v.68 no.5 T.Li;Y.Zhu;S.B.Desu;C.H.Peng;M.Nagata
  15. Jpn. J. Appl. phys. v.34 T.Mihara;H.Yoshimori;H.Watanabe;C.A.Araujo
  16. Appl. phys. Lett. v.68 no.16 D.J.Taylor;R.E.Jones;P.Zucher;P.Chu;Y.T.Lii;B.Jiang;S.J.Gillespie