(Ba,Sr)TiO3(BST)박막은 MFIS (Metal-Ferroelectric-Insulator- Semi conductor) 구조를 위해 버퍼 층으로서 MgO를 사용고 Sol-Gel 방법에 의해 증착하였다. 페로브스카이트 구조를 갖는 BST 막을 형성하기 위하여, 저온에서 공정을 수행하였고 버퍼층으로 MgO 막을 사용하였다. 450℃에서 어닐링한 박막을 O2분위기에서 2 시간동안 어닐링하면 (110) 방향의 배향성을 가짐을 밝혔다. 그리고 MgO 버퍼층에 BST를 입히면 표면 상태가 좋아 개선되었다. 따라서 버퍼층은 효과적으로 ...
(Ba,Sr)TiO3(BST)박막은 MFIS (Metal-Ferroelectric-Insulator- Semi conductor) 구조를 위해 버퍼 층으로서 MgO를 사용고 Sol-Gel 방법에 의해 증착하였다. 페로브스카이트 구조를 갖는 BST 막을 형성하기 위하여, 저온에서 공정을 수행하였고 버퍼층으로 MgO 막을 사용하였다. 450℃에서 어닐링한 박막을 O2분위기에서 2 시간동안 어닐링하면 (110) 방향의 배향성을 가짐을 밝혔다. 그리고 MgO 버퍼층에 BST를 입히면 표면 상태가 좋아 개선되었다. 따라서 버퍼층은 효과적으로 강유전성을 활성화 시키고 Si 기판으로의 내부확산은 일어나지 않았다. C-V 특성은 MFIS구조에서 측정하였다. 그리고 BST와 MgO의 메모리 기억 창은 3[V]의 결과를 얻었다. 이것은 강유전체 특성이 Si 표면 퍼텐셜을 조절하고 MFIS-FET 형태의 기억 장치에 적용될 수 있음을 의미한다. I-V 특성에서 MgO 버퍼층을 사용한 MFIS 구조의 누설 전류 밀도는 15[V] (500[kV] / cm)에서 약 7x10-7 [A] / cm2이었다, MgO만 사용하였을 때는 같은 조건에서 약 8x10-6A/cm2이었다. 분극특성(PE) 의 히스테리시스 곡선결과에서 Pr과 Ec 가 26μC/cm2, 60kV / cm로 좋은 특성을 보였다. 더욱이, BST와 MgO 박막이 MFIS 구조를 위한 버퍼층으로서 좋은 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다. MgO에 형성된 BST는 우수한 강유전성 특성을 가지고 있다. 한편, MgO 완충층의 경우에, 박막이 높은 유전율을 가지고 있기 때문에 버퍼층의 전압 분포는 Si내에서 감소된다.
(Ba,Sr)TiO3(BST)박막은 MFIS (Metal-Ferroelectric-Insulator- Semi conductor) 구조를 위해 버퍼 층으로서 MgO를 사용고 Sol-Gel 방법에 의해 증착하였다. 페로브스카이트 구조를 갖는 BST 막을 형성하기 위하여, 저온에서 공정을 수행하였고 버퍼층으로 MgO 막을 사용하였다. 450℃에서 어닐링한 박막을 O2분위기에서 2 시간동안 어닐링하면 (110) 방향의 배향성을 가짐을 밝혔다. 그리고 MgO 버퍼층에 BST를 입히면 표면 상태가 좋아 개선되었다. 따라서 버퍼층은 효과적으로 강유전성을 활성화 시키고 Si 기판으로의 내부확산은 일어나지 않았다. C-V 특성은 MFIS구조에서 측정하였다. 그리고 BST와 MgO의 메모리 기억 창은 3[V]의 결과를 얻었다. 이것은 강유전체 특성이 Si 표면 퍼텐셜을 조절하고 MFIS-FET 형태의 기억 장치에 적용될 수 있음을 의미한다. I-V 특성에서 MgO 버퍼층을 사용한 MFIS 구조의 누설 전류 밀도는 15[V] (500[kV] / cm)에서 약 7x10-7 [A] / cm2이었다, MgO만 사용하였을 때는 같은 조건에서 약 8x10-6A/cm2이었다. 분극특성(PE) 의 히스테리시스 곡선결과에서 Pr과 Ec 가 26μC/cm2, 60kV / cm로 좋은 특성을 보였다. 더욱이, BST와 MgO 박막이 MFIS 구조를 위한 버퍼층으로서 좋은 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다. MgO에 형성된 BST는 우수한 강유전성 특성을 가지고 있다. 한편, MgO 완충층의 경우에, 박막이 높은 유전율을 가지고 있기 때문에 버퍼층의 전압 분포는 Si내에서 감소된다.
(Ba,Sr)TiO₃thin films were prepared by Sol-Gel method on MgO film as the buffer layer for Metal-Ferroelectric-Insulator-Semiconductor (MFIS) structure. In order to form BST films with perovskite phase, we performed the process at low temperature and inserted MgO layer as buffer layer. These prepared...
(Ba,Sr)TiO₃thin films were prepared by Sol-Gel method on MgO film as the buffer layer for Metal-Ferroelectric-Insulator-Semiconductor (MFIS) structure. In order to form BST films with perovskite phase, we performed the process at low temperature and inserted MgO layer as buffer layer. These prepared films annealed at 450℃ for 2 hours in O2 were highly orientated in the (110) direction, and BST layers on MgO buffer layer had smooth surface morphology attributed to planarization property of MgO. The AES depth profile was examined for the evaluation of BST and MgO as the buffer layer. Most of oxygen atoms were not diffused into Si substrate. Therefore respective buffer layer suppresses effectively the inter-diffusion of ferroelectric constituent atom. The memory effects of capacitance-voltage (C-V) curves were measured at MFIS structure and the memory windows of BST and MgO were about 2.5V and 3V, respectively. It means that ferroelectric hysteresis controls the Si surface potential and this can be applied to MFIS-FET type memory device. In I-V characteristics, the leakage current density of MFIS structure with MgO buffer layer was about 7 ×10-6 A/cm2 at 15V(500kV/cm) , that of MgO was about 8 ×10-6A/cm2 at 20V(400kV/cm). In the Polarization-Electric field (P-E) curves, hysteresis loops of MFIS structure with MgO buffer layer showed very good characteristics as Pr and Ec were 26μC/㎠and 60㎸/㎝, respectively. Furthermore, it is found that BST and MgO film have good advantages as the buffer layer for MFIS structure. BST formed on MgO has a good ferroelectric characteristic. The other hand, in the case of MgO buffer layer, voltage distribution to buffer layer has been reduced in the Si because film has a high dielectric constant.
(Ba,Sr)TiO₃thin films were prepared by Sol-Gel method on MgO film as the buffer layer for Metal-Ferroelectric-Insulator-Semiconductor (MFIS) structure. In order to form BST films with perovskite phase, we performed the process at low temperature and inserted MgO layer as buffer layer. These prepared films annealed at 450℃ for 2 hours in O2 were highly orientated in the (110) direction, and BST layers on MgO buffer layer had smooth surface morphology attributed to planarization property of MgO. The AES depth profile was examined for the evaluation of BST and MgO as the buffer layer. Most of oxygen atoms were not diffused into Si substrate. Therefore respective buffer layer suppresses effectively the inter-diffusion of ferroelectric constituent atom. The memory effects of capacitance-voltage (C-V) curves were measured at MFIS structure and the memory windows of BST and MgO were about 2.5V and 3V, respectively. It means that ferroelectric hysteresis controls the Si surface potential and this can be applied to MFIS-FET type memory device. In I-V characteristics, the leakage current density of MFIS structure with MgO buffer layer was about 7 ×10-6 A/cm2 at 15V(500kV/cm) , that of MgO was about 8 ×10-6A/cm2 at 20V(400kV/cm). In the Polarization-Electric field (P-E) curves, hysteresis loops of MFIS structure with MgO buffer layer showed very good characteristics as Pr and Ec were 26μC/㎠and 60㎸/㎝, respectively. Furthermore, it is found that BST and MgO film have good advantages as the buffer layer for MFIS structure. BST formed on MgO has a good ferroelectric characteristic. The other hand, in the case of MgO buffer layer, voltage distribution to buffer layer has been reduced in the Si because film has a high dielectric constant.
주제어
#Barium strontium titanium sol-gel Metal ferroelectric insulator semiconductor Buffer layer
학위논문 정보
저자
Khurelbaatar Bolormaa
학위수여기관
University of seoul
학위구분
국내석사
학과
전자전기컴퓨터공학부
발행연도
2009
총페이지
vi, 32 p.
키워드
Barium strontium titanium sol-gel Metal ferroelectric insulator semiconductor Buffer layer
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