RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 제작된 $Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO_3$ 박막의 결정구조와 전기적 특성

Crystalline structures and electrical properties of $Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO_3$ Thin Films deposited using RF Magnetron Sputtering Method

10 mole%의 과잉 PbO가 첨가된 타겟을 이용하여 $(La_{0.5}Sr_{0.5})CoO_3(LSCO)/Pt/Ti/SiO_2/Si$ 위에 RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 $Pb_{0.99}[(Zr_{0.6}Sn_{0.4})_{0.9}Ti_{0.1}]_{0.98}Nb_{0.02}O_3(PNZST)$ 박막을 증착시켰다. $500^{\circ}C$의 기판온도, 80W의 RF power에서 증착된 박막은 급속열처리(RTA)후에 페로브스카이트 상으로 결정화되었다. $650^{\circ}C$, 공기중에서 10초 동안 열처리된 박막이 가장 우수한 결정성과 전기적 특성을 나타내었다. 이러한 박막으로 제작된 PNZST 커패시터는 약 $20\;{\mu}C/cm^2$ 정도의 잔류분극과 약 50 kV/cm 정도의 항전계를 나타내었다. 또한, $2.2{\times}10^9$의 스위칭 후에도 잔류분극의 감소는 10% 미만이었다.

$Pb_{0.99}[(Zr_{0.6}Sn_{0.4})_{0.9}Ti_{0.1}]_{0.98}Nb_{0.02}O_3(PNZST)$ thin films were deposited by RF magnetron sputtering on $(La_{0.5}Sr_{0.5})CoO_3(LSCO)/Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate using a PNZST target with excess PbO of 10 mole%. The thin films deposited at substrate temperature of $500^{\circ}C$, and at RF power of 80W 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 structures and electrical properties. The fabricated PNZST capacitor had a remanent polarization value of about $20\;{\mu}C/cm^2$ and coercive field of about 50 kV/cm. The reduction of the polarization after $2.2{\times}10^9$ switching cycles was less than 10%.