• 제목/요약/키워드: $IrO_2$: SBT

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SBT 박막의 저온화 공정을 위한 솔-젤법과 $IrO_2$하부전극의 효과 (Effects of Sol-Gel Process and $IrO_2$Bottom Electrode for Lowering Process Temperature of SBT Thin Films)

  • 선봉균;송석표;김병호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.39-44
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    • 2001
  • 솔-젤법으로 S $r_{0.9}$B $i_{2.1}$T $a_2$$O_{9}$ stock solution을 합성하고, Ir $O_2$/ $SiO_2$/Si 및 기판 위에 스핀코팅법으로 약 2000$\AA$ 정도의 두께를 가지고 SBT 박막을 제조하였다. Pt/Ti $O_{x}$ 전극을 사용한 SBT 박막과 비교하였을 때 Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막의 경우 더 낮은 급속 열처리 온도 즉, 72$0^{\circ}C$에서 형석상에서 층상 페롭스카이트 상으로의 상전이가 관찰되었다. 그리고, Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 낮은 열처리에서 결정성장이 이루어졌다. Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 $650^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 포화된 이력곡선을 얻었지만, Pt/Ti $O_{x}$ 전극을 사용한 SBT 박막은 $700^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 이력곡선이 관찰되었다. Ir $O_2$전극을 사용한 SBT 박막은 $700^{\circ}C$의 열처리에서 8.79 $\mu$C/$ extrm{cm}^2$ (3V)의 2Pr 값을 나타내었다.나타내었다.다.

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Pt/SBT/Si, Pt/SBT/Pt 강유전체 게이트 구조에서 수소 열화 현상 및 Ir 게이트 전극에 의한 열화 방지 방법 (Hydrogen Degradation of Pt/SBT/Si, Pt/SBT/Pt Ferroelectric Gate Structures and Degradation Resistance of Ir Gate Electrode)

  • 박전웅;김익수;김성일;김용태;성만영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.49-54
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    • 2003
  • 본 연구에서는 Pt/SrBi$_2$Ta$_2$O$_{9}$(SBT)/Si (MFS)와 Pt/SBT/Pt (MFM) 각각의 구조에서 수소 열처리에 의한 SBT박막의 물리, 전기적 영향에 대해 연구하였다. SBT 박막의 미세구조 및 전기적 특성은 수소 열처리 후에 SBT 박막의 손상으로 열화된다. 특히, Pt 전극에 의한 SBT 박막의 열화 현상을 연구하기 위해 각각 Si 와 Pt 위에 SBT 를 증착하여 같은 조건으로 열처리를 하였다. XRD, XPS, P-V, C-V 측정을 통해 Pt 전극 없이 SBT자체로도 수소 열처리 후에 열화 됨을 확인 할 수 있었다. 또한, 수소 열화현상이라고 하는 촉매 반응으로 SBT 열화 현상이 Pt로 가속화되었다. 이러한 현상을 방지하기 위해서 새로운 Ir 전극을 제안하여 $Ir/IrO_2/SBT/IrO_2$ 구조에서의 수소 열처리 전후 및 회복 열처리를 통해 SBT 박막의 전기적 특성을 연구하였다. P-V측정을 통해 SBT박막을 이용한 MFM구조에서 Ir이 열화 방지용 전극 물질로의 활용 가능성을 확인하였다.

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$IrO_2$를 하부전극으로 사용한 $Sr_{0.9}Bi_{2+x}Ta_2O_9$ 박막의 유전 및 전기적 특성 (Dielectric and Electrical Properties of $Sr_{0.9}Bi_{2+x}Ta_2O_9$ Thin Films on $IrO_2$ Electrode)

  • 박보민;송석표;정병직;김병호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.233-239
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    • 2000
  • Sr0.9Bi2+xTa2O9(x=0, 0.1, 0.2, 0.3) thin films on IrO2/SiO2/Si or Pt/Ti/SiO2/Si substrate were prepared by spin coating method using SBT stock solutions synthesized by MOD process. SBT thin films on IrO2 transformed to layered perovskite phase at $700^{\circ}C$, but showed low breakdown voltage due to their porous microstructure. The smaple of Sr0.9Bi2+xTa2O9 composition showed the best dielectric and electrical properties. When the sample of the same composition was annealed at 80$0^{\circ}C$, the dielectric and electric properties were improved due to the grian growth and dense surface. the remanent polarization values(2Pr) at $\pm$3 V for IrO2 and Pt electrodes were 10.5, 7.15$\mu$C/$\textrm{cm}^2$, respectively. The SBT thin film with IrO2 electrode showed the lower coercive field. The leakage current density and breakdown voltage of SBT thin films on IrO2 were higher than those on Pt.

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MOD 법으로 제조한 강유전성 SBT 박막에서 하부전극이 유전 및 전기적 특성에 미치는 영향 (Effects of Bottom Electrode to Dielectric and Electrical Properties of MOD Derived Ferroelectric SBT Thin Films)

  • 김태훈;송석표;김병호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권8호
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    • pp.694-699
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    • 2000
  • S $r_{0.9}$/B $i_{2.1}$/T $a_{2}$/ $O_{9}$ solutions was synthesized by MOD (metalorganic decomposition) method. SBT thin films with 2000$\AA$ thickness were prepared on Ir $O_2$/ $SiO_2$/Si and Pt/Ti/ $SiO_2$/Si substrates using the spin coating process and then investigated the dielectric and electrical properties of them. In the case of using Ir $O_2$bottom electrode the hysteresis loop was saturated at lower temperature than Pt/Ti electrode but the breakdown phenomenon was occurred at low voltage because of the rough surface morphology and porous microstructure of SBT thin films. As the results of the fatigue and imprint characteristics related to the lifetime and reliability of devices after 10$^{10}$ cycles the fatigue rates were about 10% at the Ir $O_2$and Pt/Ti bottom electrodes. Both SBT thin films with Ir $O_2$ and with Pt/Ti bottom electrodes show a slight tendency to imprint after 10$^{9}$ cycles but do not lead to a failure.e.e.

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Ferroelectric 캐패시터의 하부전극에의 응용을 위한 IrO2 박막 증착 및 특성분석 (Growth and Characteristics of IrO2 Thin Films for Application as Bottom Electrodes of Ferroelectric Capacitors)

  • 허재성;최훈상;김도영;장유민;이장혁;최인훈
    • 한국재료학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.69-73
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    • 2003
  • In this work, $IrO_2$thin films as bottom electrode of ferroelectric capacitors were deposited and characterized. The $IrO_2$films deposited in the conditions of 25, 40 and 50% oxygen ambient by sputtering method were annealed at 600, 700 and $800^{\circ}C$, respectively. It was found that the crystallinity and the surface morphology of $IrO_2$films affected the surface properties and electrical properties of SBT thin films prepared by the MOD method. With increasing temperature, the crystallinity and the roughness of $IrO_2$films were also increasing. This increasing of roughness degraded the surface properties and electrical properties of SBT films. We found an optimum condition of $IrO_2$films as bottom electrode for ferroelectric capacitor at 50% oxygen ambient and $600^{\circ}C$ annealing temperature. Electrical characterizations were performed by using$ IrO_2$bottom electrodes grown at an optimum conditions. The remanent polarization ($P_{r}$) of the Pt/SBT/$IrO_2$/$SiO_2$/Si structure was 2.75 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 3 V. The leakage current density was $1.06${\times}$10^{-3}$ A/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 3 V.

UV노광 공정 도입이 Sol-gel 법으로 제조된 Sr0.9Bi2.1Ta2O9박막의 결정화에 미치는 영향 (Effect of the Introduction of UV Irradiation on Crystallization of Sr0.9Bi2.1Ta2O9 Thin Films by Sol-gel Method)

  • 최병옥;김병호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.184-190
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    • 2003
  • 광감응성 sol-gel 용액을 사용하여 spin coating법으로 $IrO_2$전극 위에 $Sr_{0.9}$$Bi_{2.1}$$Ta_2$$O_{9}$ 박막을 성막하였다. UV 노광이 SBT 박막에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 UV 노광을 한 시편과 하지 않은 시편을 XRD 및 SEM로 분석한 결과 UV 노광이 SBT 결정성장을 촉진함을 확인할 수 있었다. UV 노광을 하고 $740^{\circ}C$ 산소분위기에서 1시간 로열처리 한 SBT 박막의 경우 2Pr 값은 5V 인가전압하에서 11.48$\mu$C/$ extrm{cm}^2$, Pr/Ps 값은 0.53이었고 660-$740^{\circ}C$에서 UV 노광을 하지 않은 시편에 비해 UV 노광을 한 시편들에서 약 12% 높은 2Pr 값을 얻었다.