RF 마크네트론 스퍼터링에 의해 저온 증착한 SrTiO₃ 박막의 전기적 특성

국문 초록 (Abstract)

Pt/Ti/SiO₂/Si 기판 위에 r.f. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 300℃이하의 저온에서 SrTiO₃ 박막을 증착하였다. XRD, RBS, TEM, EPMA로 증착된 박막의 재료적 특성을 분석하였고, Al/SrTiO₃/Pt의 구조로 커패시터를 제작하여 전기적 특성을 분석하였다. 기판온도가 증가함에 따라 박막의 결정성과 유전율이 향상되었으나, 200℃이하의 기판온도에서는 Sr이 결핍된 조성을 갖게 되어 증착된 박막이 반도성을 나타내었다. 증착 중에 기판에 양의 d.c. 전압을 10~30V 인가함으로써 박막의 결정성이 크게 향상되었고, 유전특성도 개선되었다. 300℃의 기판온도에서 20V의 d.c. bias를 인가하여 증착한 400㎚두께의 SrTiO₃ 박막은 <211> 우선방향성을 갖는 주상정 구조와 화학양론적인 조성을 나타내었고, 본 연구에서 가장 우수한 전기적 특성을 보였다. 100㎑에서 유전율이 98, 유전손실이 34% 였으며, 3V에서 누설전류는 10^(-5)A/㎠ 였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

SrTiO₃ thin films were deposited on Pt/Ti/SiO₂/Si substrates at low temperatures below 300℃ by r.f. magnetron sputtering. The materials and the electrical properties of the deposited films were investigated with controlling deposition parameters such as substrate temperature(T_s) and positive substrate d.c. bias voltage. Stoichiometric SrTiO₃ films were obtained at T_s of 300℃, but Sr content in the film was less than that of a target when T_s was lower than 300℃, resulting in poor electrical properties. By introducing a positive substrate d.c. bias during deposition, the crystallinity and the dielectric properties of the films were markedly improved. 400㎚ thick SrTiO₃, films deposited at 300℃ with a positive substrate d.c. bias of 20V showed a columnar structure with <211> crystallographic direction and a dielectric constant of 98.

목차 (Table of Contents)

• 요약
  
• Abstract
  
• 1. 서론
  
• 2. 실험방법
  
• 3. 결과 및 고찰
  
• 4. 결론
  
• 참고문헌