2단계 증착법으로 제조된 Pb(Zr,Ti)$\textrm{O}_3$ 박막의 특성 = The Properties of Pb(Zr,Ti)$\textrm{O}_3$ Thin Films Fabricated by 2-Step Method

국문 초록 (Abstract)

금속 타겟들을 이용한 반응성 스퍼터링법으로 $460~540^{\circ}C$범위에서 $Pt/Ti/SiO_2$/Si 기판위에 PZT 박막을 증착하였다. Perovskite상의 핵형성을 위해 Pb 휘발이 적은 저온($480^{\circ}C$)에서 짧은 시간 동안 PZT 박막을 증착한 후 Pb가 PBT 박막내에 과잉으로 함유되는 것을 억제하기 위하여 증착 온도를 증가시켜 박막을 증착하는 2단계 증착법을 사용한 결과 54$0^{\circ}C$의 고온에서도 perovskite 단일상과 화학양론비에 가까운 조성을 얻을 수 있었다. 2단계 증착법으로 제조된 PZT 박막은 우수한 전기적 특성을 나타내었으며 후속 RTA 처리로 더욱 특성을 향상시킬 수 있었는데 $17\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 잔류분극, 45kv/cm의 coercive field, 그러고 -500kv/cm의 높은 전기장에서도 $10^{-4}$ A/$\textrm{cm}^2$의 양호한 누설전류 특성을 나타내었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The PZT films were deposited on the Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrates using multi- target DC magnetron reactive sputtering. The perovskite single phase with the composition close to the stoichiometric one, was obtained even at high substrate temperature of $540^{\circ}C$ by 2-step method, which is that PZT film was deposited for a short time at low substrate temperature ($480^{\circ}C$) to promote the nucleation of perovskite phase by reducing the volatility of Pb oxide molecules, followed by the deposition at the elevated temperature to suppress the excess incorporation of Pb component in the PZT film. This two-step method, in combination with the RTA treatment, gives rise to good electrical properties of the deposited PZT films: remanent polarifaion,$18\mu$C/$\textrm{cm}^2$; coercive field, 45kV/cm; leakage current of 10$^{-4}$ A/$\textrm{cm}^2$ at high electric field of -500kV/cm.