조성비에 따른 Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO3 박막의 강유전 특성
Ferroelectric Properties of Pb[(Zr,Sn)Ti]NbO3 Thin Films with Various Composition Ratio
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초록
강유전 물질인 Pb0.99[(Zr0.6Sn0.4)1-xTix]0.98Nb0.02O3(PNZST) 박막을 10 mole%의 과잉 PbO가 첨가된 타겟을 이용하여 La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)/Pt/Ti/SiO2/Si 기판상에 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하였다. Ti의 조성비를 변화시키면서 증착된 박막에 대하여 그 결정성과 전기적 특성을 조사하였다. 80 W의 RF 전력, 500 의 기판온도에서 증착한 후, 650 , 공기중에서 10초동안 급속 열처리된 박막이 가장 우수한 페로브스카이트상으로 결정화되었다. 또한, Ti의 조성비가 10 mole%를 가지는 PNZST이 가장 우수한 결정성과 강유전 특성을 나타내었다. 이러한 박막으로 제작된 PNZST 커패시터는 약 20 C/cm2정도의 잔류분극과 약 50 kV/cm 정도의 항전계를 나타내었으며, 2.2 109의 스위칭 후에도 잔류분극의 감소는 10 % 미만이었다.
Abstract
Ferroelectric Pb0.99[(Zr0.6Sn0.4)1-xTix]0.98Nb0.02O3(PNZST) thin films were deposited by a RF magnetron sputtering on (La0.5Sr0.5)CoO3(LSCO)/Pt/Ti/SiO2/Si substrate using a PNZST target with excess PbO of 10 mole%. The crystallinity and electrical properties of the thin films with various composition ratio were investigated. The thin films deposited at the substrate temperature of 500 and the power of 80 W were crystallized to a perovskite phase after rapid thermal annealing(RTA) at 650 for 10 seconds in air. A PNZST thin films with Ti of 10 mole% showed the good crystallinity and ferroelectric properties. The remanent polarization and coercive field of the PNZST capacitor were about 20 C/cm2 and 50 kV/cm, respectively. The reduction of the polarization after 2.2 109 switching cycles was less than 10 %.