Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.14, No.3, 287-290, May, 2003
강유전체 Bi3.25La0.75Ti3O12 박막의 증착에 대한 결정화 공정의 영향
Effect of Crystallization Process on the Deposition of Ferroelectric Bi3.25La0.75Ti3O12 Thin Films
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초록
강유전 물질인 Bi3.25La0.75Ti3O12 (BLT) 박막이 Pt/SiO2/Si 기판 위에 화학 용액 증착법에 의하여 증착되었다. Bismuth, lanthanum 그리고 titanium의 전구체로서 bismuth acetate, lanthanum acetate 그리고 titanium isopropoxide가 각각 사용되었다. BLT 박막은 furnace 또는 rapid thermal annealing (RTA)을 이용하여 여러 가지 annealing 온도에서 결정화 되었다. 결정의 구조와 표면의 형태는 x-ray diffraction (XRD)과 field emission scanning electron microscopy (FESEM)를 사용하여 관찰되었고 BLT 박막의 전기적 특성은 RT 66A를 이용하여 측정되었다. Furnace에 의하여 650 ℃에서 1 h동안 결정화된 BLT 박막의 잔류분극(remanent polarization, Pr)과 항전압(coercive voltage, Vc)은 각각 10.5 μC/cm2와 1.4 V를 나타내었다. RTA를 사용하였을 때에는 700 ℃에서 3 min동안 결정화된 BLT 박막이 11 μC/cm2로서 유사한 잔류분극 값을 보이지만 항전압 값은 1.7 V로 증가하였다. 따라서 BLT 박막의 결정화 공정에 있어서, RTA와 Furnace를 이용하는 방법은 서로 비슷한 물리적, 전기적 특성을 보여주지만 낮은 결정화 온도가 요구되는 경우에는 RTA보다는 furnace를 이용한 공정이 더 유리한 것으로 밝혀졌다.
Ferroelectric Bi3.25La0.75Ti3O12 (BLT) thin films have been prepared on Pt/Ti/SiO2/Si substrate by a chemical solution deposition method. Bismuth acetate, lanthanum acetate, and titanium isopropoxide were used as the precursors of bismuth, lanthanum, and titanium, respectively. The BLT thin films were annealed at various annealing temperatures using either furnace or rapid thermal annealing (RTA). The crystal structure and the surface morphology of the thin films were observed by x-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM), respectively, and the electrical property was measured using a RT 66A. In the case of BLT film annealed by furnace at 650 ℃ for 1 h, the residual polarization (Pr) and coercive voltage (Vc) were 10.5 μC/cm2 and 1.4 V, respectively. BLT film annealed by RTA at 700 ℃ for 3 min showed similar Pr value of 11 μC/cm2 but higher Vc of 1.7 V than that annealed by the furnace. Therefore, the furnace annealing and RTA for the crystallization of BLT films gave similar physical and electrical properties. When low crystallization temperature was required, however, the furnace annealing method was better than RTA.
Keywords:ferroelectric;bismuth lanthanum titanate;chemical solution deposition;ferroelectric random access memory
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