PbO 완충층을 이용한 Pt/Pb1.1Zr0.53Ti0.47O3/PbO/Si(MFIS)의 미세구조와 전기적 특성

서지정보

· 발행기관 : 한국세라믹학회
· 수록지 정보 : 한국세라믹학회지 / 42권 / 2호 / 57 ~ 69페이지
· 저자명 : 박철호, 손영국, 송경환

초록

PbO 완충층의 역할을 확인하기 위해, r.f. magnetron sputtering법을 이용하여 p-type (100) Si 기판 위에 Pb1.1Zr0.53Ti0.47O3와 PbO target으로 Pt/PZT/PbO/Si의 MFIS 구조를 제조하였다. MFS 구조에 완충층으로 PbO를 삽입함으로써 PZT박막의 결정성이 크게 향상 되었고, 박막의 공정온도도 상당히 낮출 수 있었다. 그리고 XPS depth profile 분석 결과, PbO 증착시 기판온도가 PbO와 Si의 계면에서 Pb의 확산에 미치는 영향을 확인하였다. PbO 완충층을 삽입한MFIS는 높은 메모리 윈도우와 낮은 누설전류 밀도를 가지는 우수한 전기적 특성을 나타내었다. 특히, 기판온도 300℃에서 증착된 PbO를 삽입한 Pt/PZT(200nm, 400℃)/PbO(80nm)/Si는 9V의 인가전압에서 2.0V의 가장 높은 메모리 윈도우 값을 나타내었다.

영어초록

To study the role of PbO as the buffer layer, Pt/PZT/PbO/Si with the MFIS structure was deposited on the p-type (100) Si substrate by the r.f. magnetron sputtering with Pb1.1Zr0.53Ti0.47O3 and PbO targets. When PbO buffer layer was inserted between the PZT thin film and the Si substrate, the crystallization of the PZT thin films was considerably improved and the processing temperature was lowered. From the result of an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) depth profile result, we could confirm that the substrate temperature for the layer of PbO affects the chemical states of the interface between the PbO buffer layer and the Si substrate, which results in the inter-diffusion of Pb. The MFIS with the PbO buffer layer show the improved electric properties including the high memory window and low leakage current density. In particular, the maximum value of the memory window is 2.0V under the applied voltage of 9V for the Pt/PZT(200nm, 400℃)/PbO(80nm)/Si structures with the PbO buffer layer deposited at the substrate temperature of 300℃.

참고자료

· 없음