Heat treatment effects of $SrTiO_3$ thin films grown on ITO glasses by RE-magnetron sputtering method

RF-Magnetron Sputtering에 의하여 ITO 유리 위에 성장된 $SrTiO_3$박막의 열처리 특성

  • 김화민 (대구가톨릭대학교 물리.반도체과학 전공) ;
  • 이병로 (대구가톨릭대학교 물리.반도체과학 전공)
  • Published : 2001.12.01

Abstract

Microstructural, optical and dielectric properties of $SrTiO_3$ thin films were investigated. These films were deposited on the ITO glasses by rf-magnetron sputtering at room temperature and subequently heat treated in $O_2$ atmosphere at various temperatures. It has been found from X-ray diffraction patterns that as-deposited films prepared at room temperature are amorphous, while the films heat treated at temperature range of 400~$600^{\circ}C$ reveal the structure of pyrochlore. On the other hand, the structure of perovskite is dominantly observed in the films heat treated at temperatures over $650^{\circ}C$ in which the drastic changes of optical band gap and dielectric constant are observed. In addition, the phase transition peak is observed at $272^{\circ}C$ in the films heat treated at $600^{\circ}C$, while the dielectric dispersion is observed at near $310^{\circ}C$ in the films heat treated at $650^{\circ}C$.

$SrTiO_3$ 박막의 미세구조와 광학적 및 유전적 특성에 대한 열처리 효과들이 조사되었다. $SrTiO_3$ 박막은 RF-마그네트론 스퍼터링 방법에 의하여 상온의 ITO유리 위에 성장되었으며, 성장된 박막들은 산소 분위기의 여러 온도에서 열처리되었다. X선 회절 패턴을 분석한 결과 상온에서 제작된 as-deposited박막은 비정질 상태로 나타났으며, 450-$600^{\circ}C$에서 열처리한 시료에서는 pyrochlore 구조의 결정 피크들이 우세하게 관측되었다. 그리고 $650^{\circ}C$에서 열처리한 시료에서는 perovskite 구조가 우세하게 나타나는 것이 관측되었다. 특히 $650^{\circ}C$에서 열처리한 시료의 경우는 박막의 미세 결정구조 변화와 더불어 광학적 띠간격이 크게 변하는 것이 광투과도 측정으로부터 관측되었다. 그리고 $600^{\circ}C$에서 열처리된 시료의 경우는 $272^{\circ}C$에서 상전이 피크가 관측되는 반면, $650^{\circ}C$에서 열처리된 시료에서는 $310^{\circ}C$ 부근에서 유전 분산이 관측되었다.

Keywords

References

  1. J. Appl. Phys. v.74 no.1 M. M. Kamalasanan;N. Deepak kumar;Subhas Chandra
  2. Appl. Phys. Lett. v.60 no.20 D. Roy;C. J. Peng;S. B. Krupanidhi
  3. J. Appl. Phys. v.84 E. B. McDaniel;J. W. P. Hsu
  4. Journal of Korean Association of Crystal Growth v.5 no.2
  5. J. Appl. Phys. v.84 no.6 Peter Kr. Petrov;Erik. F. Carisson
  6. Inorganic Crystal Structures B. G. Hyde;S. Andersson
  7. J. Appl. Phys. v.66 Shogo Matsubara;Sadahiko Miura;Yoichi Miyasaka;Nobuaki Shohata
  8. J. Appl. Phys. v.84 no.6 A. B. Kozyrev;T. B. Samoilova;A. A. Golovkov;E. K. Hollmann;D. A. Kalinikos;V. E. Longinov;A. M. Prudan;O. I. Soldatenkov
  9. Journal of Crystal Growth v.91 K. Nassau;A. E. Miller
  10. Journal of Korean Association of Crystal Growth v.5 no.3
  11. Appl. Phys. Lett. v.57 no.23 Toshiyuki Sakuma;Shintaro Yamamichi;Shogo Matsubara;Hiromu Yamaguchi;Yoichi Miyasaka
  12. Appl. Phys. Lett. v.73 no.4 Hong-Cheng Li
  13. 한국진공학회지 v.9 no.1 Hwa-Min Kim
  14. J. Appl. Phys. v.74 U. Pal. D. Smanta;S. Ghorai;A. Chaudhuri
  15. J. Phys. v.E9 J. C. Manifacier;J. Gassiot