Abstract
A PLT(10) thin film has been deposited on $Pt/TiO_2/SiO_2/Si$ substrate by sol-gel method, and its switching characteristics have been investigated with various top electrode areas, input pulse voltages and loan resistances. As the external input pulse voltage increases from 2V to 5V, the switching time decreases from $0.49{\mu}s$ to $0.12{\mu}s$. The activation energy ($E_a$) obtained from the relations between the switching time and the applied pulse voltage is evaluated as 209kV/cm. The switched charge densities at 5V obtained from the hysteresis loop and the polarization switching are $11.69{\mu}C/cm^2$ and $13.02{\mu}C/cm^2$, respectively, which agree relatively well with each other and show the difference of 10%. When the top electrode area increases from TEX>$3.14{\times}10^{-4}cm^2$ to $5.03{\times}10^{-3}cm^2$ and the load resistance increases from 50${\Omega}$ to 3.3$k{\Omega}$, the switching time increases from $0.12{\mu}s$ to $1.88{\mu}s$ and from $0.12{\mu}s$ to $9.7{\mu}s$, respectively. These switching characteristics indicate that PLT(10) thin film can be well applied in nonvolatile memory devices.
PLT(10) 박막을 $Pt/TiO_2/SiO_2/Si$ 기판 위에 sol-gel법으로 제작하여, 상부전극의 면적과 외부인가 펄스전압 및 부하저항을 변화시켜 가며 비휘발성 메모리 소자에 응용하기 위해 필수적인 switching 특성을 조사하였다. 외부인가 펄스전압이 2V에서 5V 까지 증가함에 따라, switching time은 $0.49{\mu}s$에서 $0.12{\mu}s$로 감소하였으며, 인가된 펄스전압에 대한 switching time의 관계로부터 구한 활성화 에너지 ($E_a$)는 209 kV/cm이었다. 상부전극 면적이 $3.14{\times}10^{-4}cm^2$인 박막에서 이력곡선과 polarization switching 실험으로부터 구한 switched charge density는 5V에서 각각 $11.69{\mu}C/cm^2$과 $13.02{\mu}C/cm^2$으로 양쪽 값 사이의 오차는 약 10%로 비교적 잘 일치하는 경향을 나타내었다. 상부전극의 면적이 $3.14{\times}10^{-4}cm^2$에서 $5.03{\times}10^{-3}cm^2$으로 증가함에 따라, switching time이 $0.12{\mu}s$에서 $1.88{\mu}s$로 증가하였으며, 부하저항을 50${\Omega}$에서 3.3$k{\Omega}$으로 증가시킴에 따라 switching time은 $0.12{\mu}s$에서 $9.7{\mu}s$로 증가로 증가하였다. 이와 같은 switching 특성에 관한 연구를 통해 PLT(10) 박막이 비휘발성 메모리 소자에 응용될 수 있는 매우 유망한 재료임을 알 수 있다.
(Dept. of Electronic Materials & Device Engineering, Inha Univ.)