• 제목/요약/키워드: Pt-Bi/C

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후속 열처리에 따른 Pt/SBT/Pt 캐패시터의 강유전 특성과 누설전류 특성 (Ferroelectric and leakage current characteristics of Pt/SBT/Pt capacitors with post annealing process)

  • 권용욱;박주동;연대중;오태성
    • 한국진공학회지
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    • 제8권3A호
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    • pp.238-244
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    • 1999
  • Pt/SBT/Pt capacitors were fabricated using the MOD-derived $SrBi_{2x}Ta_2O_9$ (SBT) films and their ferroelectic and leakage current characteristics were investigated with post annealing at 400~$800^{\circ}C$. Although the MOD-derived SBT film exhibited the hysteresis loop typical for the leaky film, the well-saturated ferroelectric hysteresis loop could be obtained by post annealing the Pt/SBT/Pt capacitors at $550^{\circ}C$~$800^{\circ}C$. The remanent polarization $2P_r$ of the SBT film exhibited a maximum value of 9.72$\mu\textrm{cm}^2$ with post annealing at $600^{\circ}C$, and then decreased with increasing the post annealing temperature above $600^{\circ}C$. The MOD-derived SBT films exhibited the high leakage current density of ~$10^{-3} \textrm{A/cm}^2$ at 75kV/cm. With post annealing the Pt/SBT/Pt capacitor at 600~$800^{\circ}C$, however, the leakage current density decreased remarkably to less than $10^{-6}\textrm{A/cm}^2$ at 75kV/cm.

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Orientation Control of $SrBi_2Ta_2O_9$ Thin Films on Pt (111) Substrates

  • Lee, Si-Hyung;Lee, Jeon-Kook;Choelhwyi Bae;Jung, Hyung-Jin;Yoon, Ki-Hyun
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제6권2호
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    • pp.116-119
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    • 2000
  • The a-axis and c-axis prefer oriented SBT thin films could be deposited on Pt(111)/Ti/$SiO_2$$650^{\circ}C$). The c-axis preferred orientation of SBT film can be obtained by Sr deficiency and high compressive stress. However, the a-axis-oriented grains can be formed under stoichiometric Sr content and nearly stress-free state.

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Pt/SBT/Si, Pt/SBT/Pt 강유전체 게이트 구조에서 수소 열화 현상 및 Ir 게이트 전극에 의한 열화 방지 방법 (Hydrogen Degradation of Pt/SBT/Si, Pt/SBT/Pt Ferroelectric Gate Structures and Degradation Resistance of Ir Gate Electrode)

  • 박전웅;김익수;김성일;김용태;성만영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.49-54
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    • 2003
  • 본 연구에서는 Pt/SrBi$_2$Ta$_2$O$_{9}$(SBT)/Si (MFS)와 Pt/SBT/Pt (MFM) 각각의 구조에서 수소 열처리에 의한 SBT박막의 물리, 전기적 영향에 대해 연구하였다. SBT 박막의 미세구조 및 전기적 특성은 수소 열처리 후에 SBT 박막의 손상으로 열화된다. 특히, Pt 전극에 의한 SBT 박막의 열화 현상을 연구하기 위해 각각 Si 와 Pt 위에 SBT 를 증착하여 같은 조건으로 열처리를 하였다. XRD, XPS, P-V, C-V 측정을 통해 Pt 전극 없이 SBT자체로도 수소 열처리 후에 열화 됨을 확인 할 수 있었다. 또한, 수소 열화현상이라고 하는 촉매 반응으로 SBT 열화 현상이 Pt로 가속화되었다. 이러한 현상을 방지하기 위해서 새로운 Ir 전극을 제안하여 $Ir/IrO_2/SBT/IrO_2$ 구조에서의 수소 열처리 전후 및 회복 열처리를 통해 SBT 박막의 전기적 특성을 연구하였다. P-V측정을 통해 SBT박막을 이용한 MFM구조에서 Ir이 열화 방지용 전극 물질로의 활용 가능성을 확인하였다.

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플라즈마를 이용한 유기금속 화학증착법에 의한 강 유전체 $\textrm{SrBi}_{2}\textrm{Ta}_{2}\textrm{O}_{9}$ 박막의 제조 (Preparation of Ferroelectric $\textrm{SrBi}_{2}\textrm{Ta}_{2}\textrm{O}_{9}$ Thin Films Deposited by Plasma-enhanced Metalorganic Chemical Vapor Deposition)

  • 성낙진;김남경;윤순길
    • 한국재료학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.107-113
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    • 1997
  • 플라즈마를 이용한 유기금속 화학증착법에 의해 $Pt/Ti/SiO_{2}/Si$기판위에 $SrBi_{2}Ta_{2}O_{9}(SBT)$박막이 제조되었다. X-ray회절패턴, 미세구조 및 조성분석으로부터 Sr과 Ta bubbling 온도는 $120^{\circ}C$로 고정되었으며 Bi bubbling온도가 변화되었다. Bi bubbling 온도 $130^{\circ}C$에서 얻어진 SBT 박막의 유전상수 및 유전손실은 100kHz에서 각각 150과 0.02이며 누설전류 밀도는 20kV/cm 에서 약 $1.0{\times}10^{-8}A/cm^2$이었다. 이 조건에서 얻어진 SBT박막의 누설전류 특성은 poole-Frenkel기구에 의해서 지배된다. $550^{\circ}C$에서 annealing된 SBT박막의 잔류분극($_{2}P_{r}$)은 $9{\mu}C/cm^2$이며 항전계는 70kV/cm이었다.

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SBT 커패시터의 열처리 조건에 따른 강유전 특성 (Ferroelectric Properties of SBT Capacitors with Annealing Conditions)

  • 이성일
    • 한국안전학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.72-76
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    • 2004
  • The $Sr_{0.7}Bi_{2.6}Ta_2O_9$(SBT)thin films are deposited on pt-coated electrode(Pt/$TiO_2/SiO_2/Si$) using a RF magnetron sputtering method. The electrical properties of SBT capacitors with annealing conditions were studied. In the XRD pattern, the SBT thin films in all annealing temperatures had (105) orientation. In the SEM images, Bi-layered perovskite phase was crystallized at $750^{\circ}C$,/TEX> and grains largely grew in oxygen annealing atmosphere. The maximum renanent polarization and the coercive electric field with annealing conditions are 12.40C/$cm^2$ and 30kV/cm, respectively. The dielectric constant and leakage current density with Pt electrode is 340 and 2.13${\times}10^{-10}A/cm^2$, respectively.

Effect of DyFeO3 Addition on Crystal Structure and Ferrcelectricity of the BiFeO3-PbTiO3 System

  • Kim, Seong-Seog;Kwon, Jong-Uk;Cheon, Chae Il
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.299-303
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    • 2005
  • The crystal structure and ferroelectricity of the $(1-x)BiFeO_3\;(BF)-xPbTiO_3$ (PT) ceramic system with the addition of $DyFeO_3$ (DF) have been investigated for attaining a high temperature piezoelectric material. This study is focused on the relation between crystal structure and ferroelectric property with the addition of DF over the phase boundary in the (1-x)BF-xPT system. Hysteresis curves of polarization-electric field at room temperature have been measured. The X-ray and neutron diffraction data were analyzed by the rietveld refinement method. The addition of 0.1 mole DF into BF-PT system greatly increases the ferroelectric remanant polarization Pr values, e.g. 17 ${\mu}C/cm^2$ in 0.6BF-yDF-(0.4-y)PT and 31${\mu}C/cm^2$ in 0.5BF-yDF-(0.5.y)PT, respectively. The improved Pr value has been discussed in relation with crystal structure and electrical property.

상부전극에 따른 SBT 커패시터의 전기적 특성 (Electrical Properties of SBT Capacitor with top electrodes)

  • 조춘남;오용철;김진사;신철기;최운식;김충혁;박용필;홍진웅;이준웅
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1499-1501
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    • 2003
  • The A $Sr_{0.7}Bi_{2.6}Ta_2O_9$(SBT)thin films are deposited on Pt-coated electrode(Pt/$TiO_2/SiO_2$/Si) using RF magnetron sputtering method. The electrical properties of SBT capacitors with top electrodes were studied. In the XRD pattern, the SBT thin films in all annealing temperatures had (105) orientation. In the SEM images, Bi-layered perovskite phase was crystallized at $750^{\circ}C$ and grains largely grew in oxygen annealing atmosphere. The electrical properties of SBT capacitor with top electrodes represents a favorable properties in Pt electrode. The maxim urn remanent polarization and the coercive electric field with Pt electrode are $12.40C/cm^2$and 30kV/cm respectively. The dielectric constant and leakage current density with Pt electrode is 340 and $6.8110^{-10}A/cm^2$ respectively.

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RF magnetron sputtering으로 제조된 강 유전체 $SrBi_2Ta_2O_9$ 박막의 열처리 온도에 따른 특성 연구 (Characterization of Ferroelectric $SrBi_2Ta_2O_9$ Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering With Various Annealing Temperatures)

  • 박상식;양철훈;윤순길;안준형;김호기
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.202-208
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    • 1997
  • Bi층 SrBi2Ta2O9(SBT)박막을 상온에서 rf magnetron sputtering에 의해 Pt/Ti/SiO2/Si기판위에 증착한 다음 산소 분위기 하에서 1시간동안 75$0^{\circ}C$, 80$0^{\circ}C$, 85$0^{\circ}C$로 열처리하였다. 타겟은 박막내의 Bi와 Sr의 부족을 보상하기 위해 20mole%의 Bi2O3와 30mole%의 SrCO3를 과잉으로 넣어 사용하였으며, 80$0^{\circ}C$로 열처리한 박막의 조성은 Sr0.7Bi2.0Ta2.0O9.0이었다. 200nm의 두께를 갖는 이 SBT박막은 치밀한 미세구조와, 1MHz의 주파수에서 210의 유전상수, 0.05의 유전손실을 나타내었고, 또한 100 kMz에서 32$0^{\circ}C$의 큐리온도를 나타냈으며 그 온도에서의 유전상수는 314이었다. 이 SBT박막의 잔류분극(2Pr)과 항전계(2Ec)값은 각각 인가전압 3V에서 9.1$\mu$C/$\textrm{cm}^2$과 85kV/cm이었고, 5V의 bipolar pulse 하에서 1010 cycle까지 피로현상이 나타나지 않았으며, 누설전류 밀도는 150kV/cm에서 7$\times$10-7A/$\textrm{cm}^2$의 값을 보였다. rf magnetron sputtering 으로 제조된 SBT박막은 비휘발성 메모리 소자에의 응용이 가능하다.

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후속 열처리 온도에 따른 SBT 커패시터의 전기적 특성 (Electrical Properties SBT capacitor with post-annealing)

  • 조춘남;김진사;신철기;최운식;박용필;김충혁;이준웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.672-675
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    • 2001
  • The Sr$\sub$0.8/Bi$\sub$2.4/Ta$_2$O$\sub$9/(SBT) thin films are deposited on Pt-coated electrode(Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si) using RF magnetron sputtering method. With increasing annealing tempera ture from 600[$^{\circ}C$] to 850[$^{\circ}C$], Bi-layered perovskite phase was crystallized above 650[$^{\circ}C$]. The maximum remanent polarization and the coercive electric field is 11.60[${\mu}$C/$\textrm{cm}^2$], 48[kV/cm] respectively. The dielectric constant and leakage current density is 213, 1.01${\times}$10$\^$-8/ A/$\textrm{cm}^2$ respectively at annealing temperature of 750[$^{\circ}C$].

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MOD법으로 제작된 SrBi2Ta2O9 박막의 구조 및 유전특성에 관한 연구 (A Study on Structural and Dielectric Properties of the $SrBi_2Ta_2O_9$ Tin Films Prepared by MOD method)

  • 김한종;마석범;김성구;장낙원;박창엽
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.113-117
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    • 1999
  • SrBi$_2$Ta$_2$$O_{9}$ (SBT) thin films were fabricatcd with different Sr/Bi ratios by MOD. SBT thin films of thickness 2500$\AA$ deposited on Pt/Ti/SiO$_2$/Si were crystallized at $700^{\circ}C$ ~85$0^{\circ}C$ using RTA method. As the Sr/Bi ratio was decreased, dielectric constant and remanent polarization were increased. SrBi$_2$Ta$_2$$O_{9}$ showed a maximum dielectric constant value of $\varepsilon$$_{r}$= 268, and maximum remanent polarization (2Pr) of ~9.86 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ when annealed at 8$0^{\circ}C$ for 8 min.min.n.

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