• 제목/요약/키워드: ZrO$_2$ and TiO$_2$ thin films

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Seed Layer를 통한 PZT 박막의 결정립 크기 조절 (Control of Grain Size of PZT Thin Film through Seed Layers)

  • 김태호;김지영;이인섭
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.273-278
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    • 2000
  • In order to study effects of interface layers between PZT films and electrodes for MFM(Metal-Ferroelectric-Metal) structure capacitors, we have fabricated the capacitors with the Pt/PZT/interface-layer/Pt/$TiO_2/SiO_2/Si$ structure. $PT(PbTiO_3)$ interface layers were formed by sol-gel deposition and PbO, $ZrO_2$ and $TiO_2$ thin layers were deposited by reactive sputtering. $TiO_2$ interface layers result in the finest grains of PZT films compared to $PbO_2$ and $ZrO_2$ layers. On the other hand, PT interface layers result in improved morphology of PZT films and do not significantly change ferroelectric properties. It is also observed that seed layers at the middle and top of PZT films do not give significant effects on grain size but the PT seed layer at the interface between the bottom electrode and the PZT films results in the small grain size.

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열처리에 따른 $Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO_3$ 박막의 강유전 특성 (Ferroelectric properties of $Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO_3$ Thin Films by Annealing)

  • 최우창;최혁환;이명교;권태하
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.24-27
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    • 2000
  • Ferroelectric P $b_{0.99}$〔(Z $r_{0.6}$S $n_{0.4}$)$_{0.9}$ $Ti_{0.1}$$_{0.98}$N $b_{0.02}$ $O_3$(PNZST) thin films were deposited by a RF magnetron sputtering on (L $a_{0.5}$S $r_{0.5}$)Co $O_3$(LSCO)/Pt/Ti/ $SiO_2$/Si substrate using a PNZST target with excess PbO of 10 mole%. The thin films deposited at the substrate temperature of 500 $^{\circ}C$ were crystallized to a perovskite phase after rapid thermal annealing(RTA) The thin films annealed at 650 $^{\circ}C$ for 10 seconds in air exhibited the good crystal structures and ferroelectric properties. The remanent polarization and coercive field of the PNZST capacitor were about 20 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ and 50 kV/cm, respectively. The reduction of the polarization after 2.2$\times$10$^{9}$ switching cycles was less than 10 %.0 %.%.0 %.0 %.

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Chemical Solution Deposition 방법을 이용한 BiFeO3/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 다층박막의 전기적 특성에 대한 연구 (Ferroelectric, Leakage Current Properties of BiFeO3/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 Multilayer Thin Films Prepared by Chemical Solution Deposition)

  • 차정옥;안정선;이광배
    • 한국진공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.52-57
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    • 2010
  • $BiFeO_3(BFO)/Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$(PZT) bilayer와 multilayer의 다층구조를 만들어 전기적 특성을 측정하여 같은 두께의 BFO 단층박막과 비교해 보았다. BFO와 PZT 용액을 이용하였으며 chemical solution deposition 방법으로 Pt/Ti/$SiO_2$/Si(100) 기판위에 각 박막을 증착하였다. X-ray diffraction 분석을 통해 모든 박막이 다배향(multi-orientation) 페로브스카이트 (perovskite) 구조를 가졌음을 확인하였다. BFO/PZT Bilayer와 multilayer 박막들은 BFO 단층박막의 비해 누설전류 값이 500 kV/cm에서 약 4, 5차수 정도 감소했으며, 이로 인해 BFO/PZT 다층박막의 강유전체 특성이 크게 향상되었다. BFO/PZT multilayer 다층구조 박막의 경우 안정된 이력곡선(hysteresis loop)을 나타냈으며, 잔류 분극(remanent polarization)의 값은 $44.3{\mu}C/cm^2$이었으며, 항전계($2E_c$) 값은 681.4 kV/cm였다.

Polypropanediol을 이용한 sol-gel법에 의한$Pb_{1-x}La_x(Zr_{1/2}Ti_{1/2})_{1-{x/4}}O_3$박막의 제조 (Preparation of $Pb_{1-x}La_x(Zr_{1/2}Ti_{1/2})_{1-{x/4}}O_3$ thin films by a sol-gel method using a polypropanediol)

  • 김태희;박경봉;김찬규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.178-183
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    • 2002
  • 용매제로서 polypropanediol을 사용한 sol-gel법으로, La의 함량을 1, 2, 5, 7 ㏖%로 변화시킨 PLZT(x/50/50) 박막을 제조하고 La 함량에 따른 유전특성의 변화를 연구하였다. 제조한 sol을 사용하여 $Pt/Ti/SiO_2$/Si 위에 10회 코팅한 후, 560~$600^{\circ}C$까지 10분간 열처리하여 600nm 두께의 박막을 얻을 수 있었다 $560^{\circ}C$ 이상에서는 조성에 관계없이 perovskite 단일 상만이 나타났고, La 함량이 증가함에 따라 입자 크기가 증가하였다. 모든 조성의 박막에서 열처리 온도가 증가함에 따라 유전상수 및 잔류분극 값이 증가되었으며 $600^{\circ}C$에서 열처리한 박막이 가장 우수한 유전 특성을 나타내었다. $600^{\circ}C$에서 열처리한 박막에서 La함량이 증가함에 따라 잔류분극, 항전계, 유전상수 모두 감소하였다.

RF Magnetron 스퍼터링법으로 성장시킨 Ba($Zr_{0.2}Ti_{0.8}$)$O_3$ 박막의 특성 (Preparation and Properties of Ba($Zr_{0.2}Ti_{0.8}$)$O_3$ Thin Films Grown by RF Magnetron Sputtering Method)

  • 최원석;장범식;김진철;박태석;이준신;홍병유
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.567-571
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    • 2001
  • We investigated the structural and electrical properties of Ba(Zr$_{x}$Ti$_{1-x}$ )O$_3$(BZT) thin films with a mole fraction of x=0.2 and a thickness of 150 nm. BZT films were prepared on Pt/SiO$_2$/Si substrate with the various substrate temperature by a RF magnetron sputtering system. When the substrate temperature was above 50$0^{\circ}C$, we obtained multi-crystalline BZT films oriented to (110), (111), and (200) directions. As the substrate temperature increases, the films are crystallized and their dielectric constants become high. C-V characteristic curve of the film deposited at high temperature is more sensitive than that of the film deposited at low temperature. The parameters of the BZT film are as follows; the dielectric constants(dissipation factors) at 1 MHz are 95(0.021), 140(0.024), and 240(0.033) deposited at 400, 500, $600^{\circ}C$, respectively; the leakage currents at 666.7 kV/cm are 5.73, 23.5, and 72.8x10$^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$ fo the films deposited at 400, 500, and 600 $^{\circ}C$, respectively; the leakage currents at 666.7kV/cm are 5.73, 23.5, and 72.8x10$^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$ for the films deposited at 400, 500, $600^{\circ}C$, respectively. The BZT film deposited at 40$0^{\circ}C$ shows stable electrical properties, but dielectric constant for application is a little small.ll.

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초음파분무를 이용한 MOCVD법에 의한 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막의 제조 (Preparation of $Pb(Zr,\;Ti)O_3$ thin films by MOCVD using ultrasonic spraying)

  • 김동영;이춘호;박순자
    • 한국재료학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.43-51
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    • 1992
  • 초음파분무를 이웅한 MOCVD법으로 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막을 제조하였다. $300-450^{\circ}C$의 낮은 중착온도에서 페롭스카이트 구조를 가지는 결정화된 박막을 만들 수 있었으며, 출발용액의 조성과 증착온도의 조절에 의해 능면정상 또는 정방정상구조를 가지는 박막의 제조가 가능하였다. p형 실리콘 기판 위에 증착시킨 $Pb(Zr,\;Ti)O_3$박막으로 제조한 MOS소자에 대한 1MHz C-V곡선의 퇴적영역에서 구한 유전율은 187이었다. Sawyer-Tower회로를 이용한 P-E 이력특성 조사결과 박막이 강유전특성을 가짐을 확인하였으며, 잔류분극은 $5.5{\mu}C/cm^2$이고 항전력은 65kV/cm이였다. 박막의 비저항은$10^{11}{\Omega}cm$ 정도이며 35kV/cm에서 절연파괴가 일어났다

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조성비에 따른 Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO3 박막의 강유전 특성 (Ferroelectric Properties of Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO3 Thin Films with Various Composition Ratio)

  • 최우창;최혁환;이명교;권태하
    • 센서학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.48-53
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    • 2002
  • 강유전 물질인 $Pb_{0.99}[(Zr_{0.6}Sn_{0.4})_{1-x}Ti_x]_{0.98}Nb_{0.02}O_3$(PNZST) 박막을 10 mole%의 과잉 PbO가 첨가된 타겟을 이용하여 $La_{0.5}Sr_{0.5}CoO_3$(LSCO)/Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판상에 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하였다. Ti의 조성비를 변화시키면서 증착된 박막에 대하여 그 결정성과 전기적 특성을 조사하였다. 80 W의 RF 전력, $500^{\circ}C$의 기판온도에서 증착한 후, $650^{\circ}C$, 공기중에서 10초 동안 급속 열처리된 박막이 가장 우수한 페로브스카이트상으로 결정화되었다. 또한. Ti의 조성비가 10 mole%를 가지는 PNZST이 가장 우수한 결정성과 강유전 특성을 나타내었다. 이러한 박막으로 제작된 PNZST 커패시터는 약 $20\;{\mu}C/cm^2$정도의 잔류분극과 약 50 kV/cm 정도의 항전계를 나타내었으며, $2.2{\times}10^9$의 스위칭 후에도 잔류분극의 감소는 10% 미만이었다.

CSD 방법을 이용한 $La_2T_2O_7$ 박막제조 (Fabrication of $La_2T_2O_7$ Thin Film by Chemical Solution Deposition)

  • 장승우;우동찬;이희영;정우식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.339-342
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    • 1998
  • Ferroelectric L $a_2$ $Ti_2$ $O_{7}$(LTO) thin films were prepared by chemical solution deposition processes. Acetylacetone was used as chelating agent and nitric acid was added in the stock solution to control hydrolysis and condensation reaction rate. The LTO thin films were spin-coated on Pt/Ti/ $SiO_2$/(100)Si and Pt/Zr $O_2$/ $SiO_2$/(100)Si substrates. After multiple coating, dried thin films were heat-treated for decomposition of residual organics and crystallization. The role of acetylacetone in Ti iso-propoxide stabilization by possibly substituting $O^{i}$Pr ligand was studied by H-NMR. B site-rich impurity phase, i.e. L $a_4$ $Ti_{9}$ $O_{24}$, was found after annealing, where its appearance was dependent on process temperature indicating the possible reaction with substrate. Dielectric and other relevant electrical properties were measured and the results were compared between modified sol-gel and MOD processes.s.s.

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RF Power에 따른 PZT/BST 이종층 박막의 구조 및 유전 특성 (The Structural and Dielectric Properties of the PZT/BST Heterolayered Thin Films with RF Power)

  • 이상철;남성필;이성갑;이영희
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제54권1호
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    • pp.13-17
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    • 2005
  • The Pb(Zr/sub 0.52/Ti/sub 0.48/)O₃/(Ba/sub 0.6/Sr/sub 0.4/)TiO₃[PZT/BST] heterolayered thin films were deposited on Pt/Ti/SiO₂/Si substrates by using the RF sputtering method with different RF power. The PZT/BST heterolayered thin films had the tetragonal structure of the PZT phase and BST phase. Increasing the RF power. the intensity of the PZT (100), (110) peaks and BST (111) peaks were decreased and the intensity of the BST (100), (110) peaks were increased. The thickness ratio of the top layered BST thin film and the bottom layered PZT thin film was 2 to1. The atomic concentration of the Ba, Sr, Pb. Zr, Ti atoms were constant in the PZT thin films and BST thin films, respectively. The Pt atom was diffused to the PZT region in the PZT/BST heterolayered thin films deposited at condition of 60[W] RF power. Increasing the frequency, dielectric constant and loss of the PZT/BST heterolayered thin films were decreased. The dielectric constant and loss of the PZT/BST heterolayered thin films deposited with RF power of 90[W] were 406 and 3%, respectively.