• 제목/요약/키워드: Ferroelectric hysteresis

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펄스 레이저 증착법에 의해 제작된 Laser pulse repetition rate의 변화에 따른 $Pb(Zr_{0.48}Ti_{0.52})O_3$ (PZT) 박막의 전기적 특성 (Effect of Laser Pulse Repetition Rate on the Electrical Properties of $Pb(Zr_{0.48}Ti_{0.52})O_3$ (PZT) Thin Films grown by Pulsed Laser Deposition)

  • 이동화;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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    • pp.11-12
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    • 2005
  • [ $Pb(Zr_{0.48}Ti_{0.52})O_3$ ] (PZT) thin films were deposited on Pt(111)/Ti/$SiO_2$/Si substrates by pulsed laser deposition. In order to study the effect of different laser pulse repetition rate on the dielectric and ferroelectric properties of PZT thin films,2 Hz and 5 Hz of laser pulse repetition rate were selected. We compared the results of XRD pattern, dielectric constant and hysteresis characteristics. From the experimental data, we found that the electrical properties of PZT thin films which grown ar 2 Hz of laser pulse repetition rate were better than those which grown at 5 Hz of laser pulse repetition rate.

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X-ray and Plasma Process Induced Damages to PLZT Capacitor Characteristics for DRAM Applications

  • Kim, Jiyoung
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제3권3호
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    • pp.213-217
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    • 1997
  • In this paper, the imparct of X-ray and plasma process-induced-damages to La doped Lead Zirconate Titanate (PLZT, (Pb1-xLa)(Zr0.5Ti0.5)O3) capacitor characteristics have been investigated from the viewpoint of gigabit scale dynamic random access memory (DRAM) applications. Plamsa damage causes asymmetric degradation on hysteresis characteristics of PLZT films. On the other hand, X-ray damage results in a symmetrical reduction of charge storage densities (Qc's) for both polarities. As La concentration increases in the films, the radiation hardness of PLZT films on X-ray and plasma exposures is improved. It is observed that the damaged devices are fully recovered by thermal annealing under oxygen ambient.

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$Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbZrO_3$계 요업체의 전계 유기변위와 분극특성 (Field-induced Strains and Polarization Switching Mechanisms in $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-PbZrO_3$ Ceramics)

  • 김명철
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.569-576
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    • 1997
  • Electrically-induced strain and polarization studies of the (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbZrO3 crystalline solutions have been done. Dielectric constants with temperature were investigated for 0$\leq$x$\leq$0.95. With increasing PbZrO3 content the transition maxima were found to move to higher temperature region and DPT (Diffused Phase Transition) properties were decreased for x$\leq$0.60. Phase transition between ferroelectric states and antiferroelectric states was confirmed for 0.93$\times$10-3 for 0.4

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고집적 DRAM소자용 14/50/50 PLZT 박막의 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristic of the 14/50/50 PLZT Thin Film for DRAM Capacitor)

  • 박용범;장낙원;백동수;마석범;최형욱;박창엽
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.118-121
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    • 1999
  • PLZT thin films were fabricated with different energy density by pulsed laser deposition. PLZT films deposited on Pt/Ti/SiO$_2$/Sr substrate. This PLZT thin films of 5000$\AA$ thickness were crystallized at $600^{\circ}C$, 200mTorr $O_2$ pressure for 2 J/$\textrm{cm}^2$ laser energy density. 14/50/50 PLZT thin film showed a maximum dielectric constant value of $\varepsilon$$_{r}$=1289.9 P-E hysteresis loop of 14/ 50/50 PLZT thin film was slim ferroelectric. Leakage current density of 14/50/50 PLZT thin film was 10/ sup -7/=A/$\textrm{cm}^2$.>.

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SoI-Gel법에 의한 Pb(Zr, Ti)$\textrm{O}_3$박막의 강유전체 특성 (Ferroelectric Properties of Sol-Gel Derived pb(Zr,Ti)$\textrm{O}_3$Thin Films)

  • 고가연;이은구;박진성;이종국;이우선;이재갑
    • 한국재료학회지
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    • 제7권6호
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    • pp.479-483
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    • 1997
  • Sol-gel법으로 제작한 여러 종류의 Zr/Ti비율을 갖고 있는 PZT박막의 전지적 특성과 신뢰성 특성을 상부 백금 전극을 sputtering으로 증착하고 Ar 기체로 반응성 이온 식각(RIE)방법으로 패턴을 형성한 후 열처리온도의 변화에 따라 조사하였다. Hysteresis loop특성을 되찾게 하였다. Zr/Ti 비율이 감소함에 따라 voltage shift가 증가하였으며 internal field가 없어지는 열처리 온도가 증가하였다. Zr/Ti비율이 감소함에 따라 초기 잔류 분극은 증가하였으나 switching 횟수가 증가됨에 따라 잔류 분극이 급속히 감소하였다.

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RF Magnetron Sputtering법으로 제작된 (Pb0.92La0.08)(Zr0.65Ti0.35)O3 박막의 Ar/O2 분압비에 따른 강유전 특성연구 (The Effect of Ar/O2 Partial Pressure Ratio on the Ferroelectric Properties of (Pb0.92La0.08)(Zr0.65Ti0.35)O3 Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering Method)

  • 김상지;윤지언;황동현;이인석;안정훈;손영국
    • 한국진공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.141-146
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    • 2009
  • rf magnetron sputtering 법을 이용하여 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 buffer layer인 $TiO_2$ 층을 증착한 후 PLZT 강유전체 박막을 증착하였다. PLZT 박막 증착 시 가스 분압비가 박막의 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 Ar/$O_2$ 분압비를 각각 27/1.5 sccm, 23/5.5 sccm, 21/7.5 sccm, 19/9.5 sccm로 변화시키면서 박막을 증착하였다. 이들 박막의 구조적인 특성을 분석하기 위해 X-선 회절법을 사용하였으며 FE-SEM을 이용하여 입자상을 관찰하였다. 또한 박막의 유전특성을 분석하기 위해 Precision LC를 이용하여 이력곡선, 잔류분극, 누설전류를 측정하였다. 산소 분압이 높아질수록 박막의 결정성 및 치밀성이 저하되었으며, (110) 방향에서 (111) 방향으로 우선배향성이 변화하는 것을 확인하였다. 산소 분압비의 변화는 박막 표면 및 강유전 특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

Sol-gel법에 의해 제조된 강유전체 $Bi_{3.15}La_{0.85}Ti_3O_{12}$ 박막의 결정 배향성 조절 (Crystallographic orientation modulation of ferroelectric $Bi_{3.15}La_{0.85}Ti_3O_{12}$ thin films prepared by sol-gel method)

  • 이남열;윤성민;이원재;신웅철;류상욱;유인규;조성목;김귀동;유병곤
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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    • pp.851-856
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    • 2003
  • We have investigated the material and electrical properties of $Bi_{4-x}La_xTi_3O_{12}$ (BLT) ferroelectric thin film for ferroelectric nonvolatile memory applications of capacitor type and single transistor type. The 120nm thick BLT films were deposited on $Pt/Ti/SiO_2/Si$ and $SiO_2/Nitride/SiO_2$ (ONO) substrates by the sol-gel spin coating method and were annealed at $700^{\circ}C$. It was observed that the crystallographic orientation of BLT thin films were strongly affected by the excess Bi content and the intermediate rapid thermal annealing (RTA) treatment conditions regardeless of two type substrates. However, the surface microstructure and roughness of BLT films showed dependence of two different type substrates with orientation of (111) plane and amorphous phase. As increase excess Bi content, the crystallographic orientation of the BLT films varied drastically in BLT films and exhibited well-crystallized phase. Also, the conversion of crystallographic orientation at intermediate RTA temperature of above $450^{\circ}C$ started to be observed in BLT thin films with above excess 6.5% Bi content and the rms roughness of films is decreased. We found that the electrical properties of BLT films such as the P-V hysteresis loop and leakage current were effectively modulated by the crystallographic orientations change of thin films.

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1, 3-Propanediol 을 이용해 제작된 PZT(30/70) 후막의 전기적 및 강유전 특성에 관한 연구 (A Study on the Electric and Ferroelectric Properties of PZT(30/70) Thick Film Prepared by Using 1,3-Propanediol)

  • 송금석;장동훈;강성준;윤영섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권9호
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    • pp.631-637
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    • 2003
  • Pt/TiO/sub x/SiO₂/Si 기판 위에 1,3-propanediol 을 이용해 sol-gel 법으로 제작한 PZT(30/70) 후막의 구조적 및 전기적, 강유전 특성에 대하여 조사하였다. 열처리 공정은 열 응력 (thermal stress) 를 줄이기 위해 RTA를 사용하였고, 최종적으로 650℃의 로(furnace)에서 어닐링하였다. SEM 분석 결과 1회 코팅에 330nm 의 두께를 얻었으며, 3회 코팅으로 약 1 μm 정도의 두께를 얻었다. C-D 측정결과, 1 kHz에서 비유전률과 유전손실은 각각 886 과 0.03 이었다. C-V 곡선은 좌우 대칭인 나비모양을 나타내었다. 누설전류밀도는 200kV/cm 에서 1.23×10/sup -5/A/cm²이었으며, 이력곡선으로부터 구한 잔류분극 (P/sub r/) 과 항전계(E/sub c/) 는 각각 33.8μC/cm²과 56.9kV/cm 이었다. 결론적으로 본 연구에서 제작된 PZT(30/70) 후막은 우수한 강유전 및 전기적 특성을 보였다.

$CeO_2$박막의 결정성 및 전기적 특성에 미치는 sputtering시 산소분압비의 영향 (Effects of oxygen partial pressure during sputtering on texture and electrical properties of $CeO_2$ thin films)

    • 한국진공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.51-56
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    • 2001
  • MFISFET(Metal-ferroelectric-insulator-semiconductor-field effect transistor)에의 적용을 위한 절연체로서 CeO$_2$ 박막을 r.f. magnetron sputtering법에 의해 제조하였다. 스퍼터링시 증착개스는 Ar과 $O_2$를 사용하였으며 산소분압비에 따른 $CeO_2$박막의 결정성 및 전기적 특성에 미치는 영향을 평가하였다. p형-Si(100)기판 위에 $600^{\circ}C$에서 증착된 $CeO_2$ 박막들은(200)방향으로 우선방향성을 가지고 성장하였으며 Ar만으로 증착된 박막의 우선방향성은 증가하였으나 상대적으로 많은 하전입자와 표면 거칠기로 인해 C-V특성에서 큰 이력특성을 보였고 산소분압비가 증가함에 따라 양호한 특성을 보였다. 이것은 이동가능한 이온전하의 감소에 기인한다고 할 수 있다. Ce:O의 비는 모든 박막에서 1:2.22~2.42를 보여 산소과잉의 조성을 나타냈으며 산소분압비에 따라 제조된 박막들의 누설전류값은 100 kV/cm의 전계에서 $10^{-7}$~$10^{-8}$A의 차수를 보였다.

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$O_{2}$ re-annealing에 의한 식각된 PZT 박막의 식각 damage 개선 (Recovery of Etching Damage of the etched PZT Thin Films With $O_{2}$ Re-Annealing.)

  • 강명구;김경태;김창일;장의구;이병기
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 반도체재료
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    • pp.8-11
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    • 2001
  • In this study. the recovery of plasma induced damage in the etched PZT thin film with $O_2$ re-annealing have been investigated. The PZT thin films were etched as a function of $Cl_2/Ar$ and additive $CF_4$ into $Cl_{2}(80%)/Ar(20)%$. The etch rates of PZT thin films were $1600\dot{A}/min$ at $Cl_{2}(80%)/Ar(20)%$ gas mixing ratio and $1970\dot{A}/min$ at 30 % additive $CF_4$ into $Cl_{2}(80%)/Ar(20)%$. The etched profile of PZT films was obtained above 70 by SEM. In order to recovery properties of PZT thin films after etching, the etched PZT thin films were re-annealed at various temperatures in $O_2$ atmosphere. From the hysteresis curves, ferroelectrical properties are improved by $O_2$ re-annealing process. The improvement of ferroelectric behavior at annealed sample is consistent with the increase of the (100) and (200) PZT phase revealed by x-ray diffraction (XRD). From XPS analysis, intensity of Pb-O, Zr-O and Ti-O peak are increased and the chemical residue peak is reduced by $O_2$ re-annealing. The ferroelectric behavior consistent with the dielectric nature of TixOy is recovered by $O_2$ recombination during rapid thermal annealing process. From AFM images, it shows that the surface roughness of re-annealed sample after etching is improved.

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