단일층 PtRhOy 전극-장벽 위에 성막한 강유전성 Pb(Zr1-xTix)O3 박막 캐패시터 특성의 성분 의존성

Abstract

버퍼 층 없이 직접 실리콘 기판 위에 증착한 PtRhO$_y$ 단일층 전극-장벽의 특성 및 그 위에 성막한 Pb(Zr$_{1-x}$Ti$_x$)O$_3$(PZT: x = 0.2 $\sim$ 0.8) 박막 캐패시터의 특성에 대한 성분 의존성을 조사하였다. 전극-장벽 제작 시 기판 온도(50 $^\circ$C에서 650 $^\circ$C)는 PtRhO$_y$ 박막의 결정성 및 화학적 결합 상태에 영향을 미치며, 대부분의 PZT 박막 캐패시터는 잘 포화된 분극-전기장(P-E) 이력 특성을 나타내었다. 그러나 잔류 분극과 항전기장 및 스위칭 반복에 의한 분극 손실 특성은 Zr/Ti의 성분 함량비에 의존함을 나타내었다. 특히 PZT(x = 0.6) 박막은 10$^{11}$번의 스위칭 반복에 의한 분극 손실이 5 \% 이하인 매우 우수한 특성을 나타내었다. 이러한 우수한 특성은 Auger electron spectroscopy 조사에 의하여 이 성분에서 단일층의 PtRhO$_y$ 박막이 적절한 전극-장벽 역할을 함에 기인한다고 확신되었다.