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ITO 기판에 제작된 PLZT 박막의 후열처리 온도에 따른 전기적 특성평가
차원효,윤지언,황동현,이철수,이인석,손영국,Cha, Won-Hyo,Youn, Ji-Eon,Hwang, Dong-Hyun,Lee, Chul-Su,Lee, In-Seok,Sona, Young-Guk 한국진공학회 2008 Applied Science and Convergence Technology Vol.17 No.1
R.F 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 Indium tin oxide(ITO)가 증착된 유리기판 위에 PLZT ($Pb_{1.1}La_{0.08}Zr_{0.65}Ti_{0.35}O_3$) 박막을 제작하였다. 기판온도를 $500^{\circ}C$로 고정하여 증착한 후 급속열처리 방법으로 다양한 온도 ($550-750^{\circ}C$)에서 후열처리 하였다. 후열처리온도의 변화에 따른 PLZT 박막의 결정학적 특성을 X선 회절법을 통하여 분석하였고 원자간력 현미경을 이용하여 박막의 표면 상태를 관찰하였다. 또한 precision material analyzer 을 이용하여 분극이력곡선과 피로특성을 측정하였다. 후 열처리 온도가 증가함에 따라 잔류분극 값(Pr)은 $10.6{\mu}C/cm^2$ 에서 $31.4{\mu}C/cm^2$로 증가하였으며 항전계(Ec)는 79.9 kV/cm에서 60.9 kV/cm로 감소하는 경향을 보였다. 또한 피로특성의 경우 1MHz 주파수에서 ${\pm}5V$의 square wave를 인가하여 측정한 결과 $700^{\circ}C$에서 후열처리한 시편의 경우 $10^9$회 이상의 분극반전을 거듭하였을 때 분극값이 15% 감소하는 결과를 나타내었다. Lanthanum modified lead zirconate titanate ($Pb_{1.1}La_{0.08}Zr_{0.65}Ti_{0.35}O_3$) thin films were fabricated on indium doped tin oxide (ITO)-coated glass substrate by R.F magnetron sputtering method. The thin films were deposited at $500^{\circ}C$ and post-annealed with various temperature ($550-750^{\circ}C$) by rapid thermal annealing technique. The structure and morphology of the films were characterized with X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM) respectively. The hysteresis loops and fatigue properties of thin films were measured by precision material analyzer. As the annealing temperature was increased, the remnant polarization value was increased from $10.6{\mu}C/cm^2$ to $31.4{\mu}C/cm^2$, and coercive field was reduced from 79.9 kV/cm to 60.9 kV/cm. As a result of polarization endurance analysis, the remnant polarization of PLZT thin films annealed at $700^{\circ}C$ was decreased 15% after $10^9$ switching cycles using 1MHz square wave form at ${\pm}5V$.
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TiO₂Interlayer의 상변화에 따른 PLZT 박막의 구조 및 전기적 특성
손영국,윤지언,황동현,차원효,이철수 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.6
(Pb1.1,La0.08)(Zr0.65.Ti0.35)O3 thin films on the Pt/Ti/SiO2/Si, TiO2(interlayer)/Pt/Ti/SiO2/Si substrate were fabricated by the R.F. magnetron-sputtering method and considered their characteristics depending on TiO2 interlayer. Changing the deposition conditions of TiO2 interlayer, we obtained TiO2 anatase single phase and rutile single phase. PLZT was deposited on these substrates and analyzed by x-ray diffraction(XRD) for there crystallinity and orientation. To investigate PLZT-TiO2, TiO2-Pt interface, glow discharge spectrometer(GDS) analysis was carried out and we performed electrical measurements for dielectric properties of PLZT thin films. The PLZT thin film on TiO2 anatase interlayer was found to have (110)-preferred orientation and 12.6 μC/cm2 remaining polarization value. KeyWords:PLZT, RF magnetron sputtering, TiO2 interlayer R.F. magnetron-sputtering 방법에 의해 (Pb1.1,La0.08)(Zr0.65.Ti0.35)O3 박막을 Pt/Ti/SiO2/Si, TiO2(interlayer)/Pt/Ti/SiO2/Si 기판에 증착하고, TiO2 interlayer에 의한 PLZT 박막의 특성을 고찰 하였다. TiO2 interlayer의 증착조건을 변화시켜가며 단일상의 anatase 상과 rutile 상을 증착하였고, 그 위에 증착시킨 PLZT 박막의 결정성을 x-ray diffraction(XRD)을 통해 분석하였다. 또한 TiO2 interlayer에 의한 PLZT-TiO2, TiO2-Pt 박막의 계면상태를 고찰하기 위해 glow discharge spectrometer(GDS) 분석을 행하였고, PLZT의 강유전 특성을 고찰하기 위해 전기적 측정을 행하였다. TiO2 anatase 단일 상에 증착한 PLZT의 경우 (110) 방향으로 우선 배향됨을 알 수 있었고, 12.6 μC/cm2의 잔류분극 값을 나타내었다.
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TiO<sub>2</sub> Interlayer의 상변화에 따른 PLZT 박막의 구조 및 전기적 특성
이철수,윤지언,황동현,차원효,손영국,Lee, Chul-Su,Yoon, Ji-Eon,Hwang, Dong-Hyun,Cha, Won-Hyo,Sona, Young-Gook 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.6
R.F. magnetron-sputtering 방법에 의해 $(Pb_{1.1},La_{0.08})(Zr_{0.65}.Ti_{0.35})O_3$ 박막을 $Pt/Ti/SiO_2/Si$, $TiO_2(interlayer)/Pt/Ti/SiO_2/Si$ 기판에 증착하고, $TiO_2$ interlayer에 의한 PLZT 박막의 특성을 고찰 하였다. $TiO_2$ interlayer의 증착조건을 변화시켜가며 단일상의 anatase 상과 rutile 상을 증착하였고, 그 위에 증착시킨 PLZT 박막의결정성을 x-ray diffraction(XRD)을 통해 분석하였다. 또한 $TiO_2$ interlayer에 의한 $PLZT-TiO_2$, $TiO_2-Pt$ 박막의 계면상태를 고찰하기 위해 glow discharge spectrometer(GDS) 분석을 행하였고, PLZT의 강유전 특성을 고찰하기 위해 전기적 측정을 행하였다. $TiO_2$ anatase 단일 상에 증착한 PLZT의 경우 (110) 방향으로 우선 배향됨을 알 수 있었고, 12.6 ${\mu}C/cm^2$의 잔류분극 값을 나타내었다. [ $(Pb_{1.1},La_{0.08})(Zr_{0.65}.Ti_{0.35})O_3$ ] thin films on the $Pt/Ti/SiO_2/Si$, $TiO_2(interlayer)/Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate were fabricated by the R.F. magnetron-sputtering method and considered their characteristics depending on $TiO_2$ interlayer. Changing the deposition conditions of $TiO_2$ interlayer, we obtained $TiO_2$ anatase single phase and rutile single phase. PLZT was deposited on these substrates and analyzed by x-ray diffraction(XRD) for there crystallinity and orientation. To investigate $PLZT-TiO_2$, $TiO_2-Pt$ interface, glow discharge spectrometer(GDS) analysis was carried out and we performed electrical measurements for dielectric properties of PLZT thin films. The PLZT thin film on $TiO_2$ anatase interlayer was found to have (110)-preferred orientation and 12.6 ${\mu}C/cm^2$ remaining polarization value.
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