• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권6호
• /
• pp.1001-1007
• /
• 2002

To improve the performance of the PZT thin flms, each PZT and PT layer was alternately deposited on a Pt/Ti/Si$_3$N$_4$/SiO$_2$/Si substrate by a modified sol-gel solid precursor technique. For comparison, PZT thin films were also prepared with an identical method under the same conditions. XRD measurement revealed that the diffraction pattern of the multilayer film was due to the superimposition of the PZT and PT patterns. At 1㎑, a dielectric constant of 389 and 558, a dielectric loss of 1.2% and 1.1% were obtained for the PZT/PT and PZT thin films, respectively. If we consider the PT dielectric constant to be 260, it is clear that the dielectric constant of alternately deposited PZT/PT thin films was well adjusted. The PZT/PT thin film showed a low dielectric constant and a similar dielectric loss compared with those of the PZT film. The figures of merit on detectivity for the PZT/PT and PZT thin films were 20.3$\times$10$\^$-6/㎩$\^$-$\sfrac{1}{2}$/, and 18.7$\times$10$\^$-6/㎩$\^$-$\sfrac{1}{2}$/, and the figures of merit on voltage response were 0.038㎡/C and 0.028 ㎡/C, respectively. The high figures of merit for the PZT/PT film were ascribed to its relatively low dielectric constant when compared to the PZT thin films.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권3호
• /
• pp.12-12
• /
• 2001

PLZT(10/30/70), PLT(10) 및 PZT(30/70) 와 같은 강유전체 박막의 이력곡선을 field-dependent polarization 모델을 이용하여 시뮬레이션하고, 측정한 실험적 결과와 비교, 분석하였다. PZT(30/70) 박막의 경우, 5V 이상의 인가전압에서 분극의 포화현상이 둔감하게 나타나고 시뮬레이션 값과의 차이도 심해 강유전체 분극이 순수한 dipole 외에도 다양한 전하의 영향을 받아 형성된다는 사실을 알 수 있다. 또, quasi-MFISFET 소자의 드레인 전류는 field-dependent polarization 모델의 강유전체 이력곡선에서 얻은 파라미터를 square-law FET 모델에 적용시켜 효과적으로 추출하였고, 모델링 결과는 실험값과 유사하였다. 그리고, quasi-MFISFET 소자의 gate 에 -10V의 ′write′ 전압을 인가한 상태에서 PZT(30/70) 박막을 사용한 경우, PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막 보다 빨리 채널이 형성되었는데, 그 원인은 강유전체 박막에 따른 retention 특성에서 PZT(30/70) 박막의 분극 감소가 PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막의 분극 감소 보다 약 3∼4 배 이상 크다는 점에서 찾을 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권3호
• /
• pp.166-173
• /
• 2001

PLZT(10/30/70), PLT(10) 및 PZT(30/70) 와 같은 강유전체 박막의 이력곡선을 field-dependent polarization 모델을 이용하여 시뮬레이션하고, 측정한 실험적 결과와 비교, 분석하였다. PZT(30/70) 박막의 경우, 5V 이상의 인가전압에서 분극의 포화현상이 둔감하게 나타나고 시뮬레이션 값과의 차이도 심해 강유전체 분극이 순수한 dipole 외에도 다양한 전하의 영향을 받아 형성된다는 사실을 알 수 있다. 또, quasi-MFISFET 소자의 드레인 전류는 field-dependent polarization 모델의 강유전체 이력곡선에서 얻은 파라미터를 square-law FET 모델에 적용시켜 효과적으로 추출하였고, 모델링 결과는 실험값과 유사하였다. 그리고, quasi-MFISFET 소자의 gate 에 -10V의 'write' 전압을 인가한 상태에서 PZT(30/70) 박막을 사용한 경우, PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막 보다 빨리 채널이 형성되었는데, 그 원인은 강유전체 박막에 따른 retention 특성에서 PZT(30/70) 박막의 분극 감소가 PLZT(10/30/70), PLT(10) 박막의 분극 감소 보다 약 3∼4 배 이상 크다는 점에서 찾을 수 있다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권8호
• /
• pp.742-749
• /
• 2002

R. F. magnetron sputtering법을 이용하여 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 $Pb_{1.1}Zr_{0.53}Ti_{0.47}O_3$ target을 사용하여 박막을 제조하였다. Interlayer(PbO, $TiO_2$, PbO/$TiO_2$)층을 삽입함으로써 박막의 결정성을 향상시켰고, 박막의 기판온도도 상당히 낮출 수 있었다. 순수한 PZT에 비하여 interlayer를 삽입한 PZT는 높은 유전상수과 낮은 유전손실 및 높은 누설전류를 가지는 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 이러한 PZT 박막과 interlayer 층은 증착온도에서 서로 반응하여 하나의 고용체를 이루지 않고, 각각 독립적인 층으로 존재함을 XPS 분석을 통해 확인하였다. 여러 interlayer중 특히 PbO/$TiO_2$는 우수한 유전특성(${\varepsilon}_r$=414.94, tan${\delta}$=0.0241, Pr=22${\mu}C/cm^2$)을 나타내었고 가장 효과적인 seed로써의 역할을 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권8호
• /
• pp.222-227
• /
• 2020

페로부스카이트(Perovskite) 구조의 Pb(Zr,Ti)O₃(PZT)는 우수한 강유전 특성으로 인해 유전체, 압전체, 초전체 재료로 널리 사용된다. Pb_1.3(Zr_0.52Ti_0.48)O₃조성의 스퍼터링 타겟을 제조하여 RF 마그네트론 스퍼터링 공정으로 PZT박막을 형성하였다. PZT박막은 동일 스퍼터링 출력으로 연속 제조한 단층형 PZT와 2단계화한 스퍼터링 출력으로 제조한 2층형 PZT박막으로 구분하여 제조하였다. 2층형의 PZT는 저출력의 스퍼터링 조건으로 제작한 하부층과, 단층형 PZT와 동일한 조건으로 제작한 상부층으로 이루어진다. 제조한 박막에 대한 엑스선 회절분석결과, 단층형 PZT에서는 페로부스카이트상(Perovskite Phase)과 미소한 파이로클로르상(Pyrochlore Phase)이 혼합된 상태로 존재하나, 2층형 PZT에서는 페로부스카이트상만이 검출되었다. 전자현미경과 원자힘 현미경으로 표면상태를 관찰한 결과, 2층형 PZT박막의 상부는 단층형에 비해 치밀하고 평활한 표면상태를 나타냈으며, 단층형에 비해 낮은 표면거칠기값(RMS)을 보였다. 또한 이층형 PZT는 단층형에 비해 우수한 대칭성의 분극곡선형태를 보였고, 단층형에 비해 매우 저감된 1×10^-5 A/㎠ 이하수준의 누설전류 특성을 나타냈다. 이층형 PZT에서 보이는 이러한 현상은 치밀하게 형성한 하부 PZT층이 순차적으로 형성되는 상부PZT내의 미소 파이로클로르상 형성을 억제하여, 순수한 페로부스카이트상으로의 성장을 유도한 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.599-604
• /
• 1998

본 논문은 PZT 박막의 기억소자 응용을 위한 Pt 그리고 RuO2 박막을 조사하였다. 초고주파 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 하부전극을 성장하였으며, 조사된 실험변수는 기판온도, 가스 부분압, RF 전력 그리고 후열처리 등이다. 기판온도는 Pt, $RuO_2$박막의 결정구조 뿐만 아니라 표면구조 및 비저항 성분에 크게 영향을 주었다. Pt 박막의 XRD 분석으로 기판온도가 상온에서 $200^{\circ}C$까지는 (111) 그리고 (200) 면이 혼재하는 결과를 보였으나 $300^{\circ}C$에서는 (111) 면으로 우선 방위 성장 특성을 보였다. XRD와 AFM 해석으로부터 Pt 박막 성장시 기판온도 $300^{\circ}C$, RF 전력 80W가 추천된다. 산소 분압비를 0~50%까지 가변하여 조사한 결과 산소가 5% 미만으로 공급되면 Ru 금속이 성장되고, 산소 분압비가 10 ~40%까지는 Ru와 $RuO_2$ 상이 공존하였으며 산소 분압비가 50%에서는 순수한 $RuO_2$상만이 검축되었다. 이 결과로부터 RuO2/Ru 이층 구조의 하부전극 형성이 산소 가스 부분압을 조절하여 한번의 공정으로 성장 가능하며, 이런 구조를 이용하면 금속의 낮은 비저항을 유지하면서도 PZT 박막의 산소 결핍에 의한 기억소자의 피로도 문제를 완화할 것으로 사료된다. 후 열처리 온도를 상온에서부터 $700^{\circ}C$까지 증가할 때 Pt와 $RuO_2$의 비저항 성분은 선형적 감소 추세를 보였다. 본 논문은 강유전체 기억소자 응용을 위한 최적화된 하부전극 제적조건을 제시한다.