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PZT/MgO/Si 박막의 제조와 특성평가 = A study on the fabrication and characterization of PZT/MgO/Si film
서명 / 저자 PZT/MgO/Si 박막의 제조와 특성평가 = A study on the fabrication and characterization of PZT/MgO/Si film / 송한욱.
저자명 송한욱 ; Song, Han-Wook
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 1998].
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초록정보

Ferroelectric materials have many useful properties such as ferroelectricity, piezoelectricity, pyroelectricity and electro-optical property. These properties make ferroelectric materials to be attractive in the applications of electronic and optical devices. Recently, studies have been carried about the fabrication, the characterization and the application of ferroelectric thin films in the multi-functional devices. But it is difficult to fabricate ferroelectric thin films directly on Si substrate because of the reaction and the large lattice mismatch between the ferroelectrics and the Si substrate. Therefore, the introduction of buffer layers has been studied. MgO thin films were deposited on Si(100) substrate with different temperatures from 500℃ to 800℃ and different e-beam powers from 25W to 100W using e-beam evaporation method. The preferred orientation of the film was changed as the substrate temperature, the e-beam power and the film thickness were changed. Possible reasons of the preferred orientation formation were speculated with the lattice match and the surface energy. $Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ (PZT) thin films were deposited on MgO/Si(100) substrates with different drying temperatures from 190℃ to 310℃ using sol-gel technique. If there were no buffer layer between the PZT thin film and Si substrate, the peaks corresponding to perovskite PZT phase were not observed. However the buffer layer were inserted between the PZT thin film and Si substrate, it was possible to fabricate perovskite PZT phase. The barrier effects of MgO thin film to the interdiffusion of Pb were investigated by AES study. Optimum thickness of MgO at which PZT/MgO/Si structure shows P-E hysteresis was calculated, and the hysteresis was tested for PZT/MgO/Si structures with different MgO thicknesses.

강유전체는 강유전성과 압전성, 초전성, 전광특성등의 여러 유용한 특성을 가지고 있다. 이러한 우수한 특성 때문에 강유전체는 여러 가지 전자 및 광학소자에 사용되어진다. 최근에는 이러한 연구가 다기능소자의 제조와 특성분석에 관해 이루어지고 있는 실정이다. 그러나 SIi 기판과 강유전체간의 반응과 둘간의 큰 격자불일치 때문에 강유전체를 Si 기판위에 직접적으로 증착하는 것은 어렵다고 알려져 있다. 따라서 완충층을 사용하는 연구가 많이 이루어지고 있다. e-beam evaporation법에 의해 500℃와 800℃ 사이의 온도에서 e-beam power를 25W에서 50W로 변화시키면서 MgO 박막을 Si 기판위에 증착하였다. 박막의 배향성은 기판온도와 e-beam power, 박막두께를 변화시킴에 따라 변화하였다. 이 배향성의 변화에 대한 이유로는 격자불일치와 표면에너지의 영향이라고 생각된다. PZT 박막을 sol-gel법에 의해 190℃에서 310℃로 건조온도를 변화시키며 MgO/Si(100) 기판위에 증착하였다. 완충층이 없는 경우는 PZT 페로브스카이트상이 발현되지 않았고, 완충층이 존재하는 경우는 PZT 페로브스카이트상이 형성되었다. Pb의 확산에 대한 MgO 박막의 barrier 효과를 AES를 이용하여 고찰하였다. 전체박막이 P-E 이력곡선을 나타내는 최적의 MgO 두께를 계산하였고 여러 가지 MgO 두께에 대해 P-E 이력곡선을 측정하였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MMS 98040
형태사항 vii, 74 p. ; 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Han-Wook Song
지도교수의 한글표기 : 노광수
지도교수의 영문표기 : Kwang-Soo No
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 재료공학과,
서지주기 참고문헌 수록
주제 MgO 완충층
표면에너지
격자상수불일치
PZT 박막
P-E 이력곡선
MgO buffer layer
Surface energy
Lattice mismatch
PZT thin film
P-E hysteresis
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