Abstract
We studied the phase formation and the effect of electrical properties of PZT thin films with changing the oxygen partial pressure in cooling after deposition of PZT thin film by reactive sputtering method. The roughness of thin film increased with decreasing the oxygen partial pressure in cooling due to the evaporation on the surface ofthin films and the grain size was not changed very much. The hysteresis property of PZT thin film was improved toward having a good squareness with increasing the cooling oxygen partial pressure. We observed the decrease of remanent polarization, retained polarization and coercive field with decreasing the oxygen partial pressure. Dielectric constant decreased gradually and internal bias field increased in the measurement of dielectric constant-voltage property with decreasing cooling oxygen partial pressure. We observed the increase of nonswitched polarization in the measurement of field accelerated retention and the decrease of nonswitched polarization with increasing the bias time.
본 연구에서는 금속타겟을 이용한 반응성 스퍼터링법을 이용하여 PZT 박막 증착후 냉각시 산소분압에 따른 박막의 상형성 거동 및 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 냉각시 산소분압의 감소에 따라 박막 표면의 휘발에 기인하여 표면거칠기는 증가하였고 입성장은 거의 일어나지 않았다. 산소분압이 증가할수록 각형비가 보다 우수한 hysteresis 특성을 얻을 수 있었고 산소분압이 감소함에 따라 remanent polarization과 retained polarization이 감소하였으며, 항전계의 감소가 관찰되었다. 산소분압에 따른 유전율-전압 특성 측정에서 산소분입이 감소함에 따라 internal bias field의 증가가 관찰되었으며, 유전율도 조금씩 감소하였다. Field accelerated retention 시험결과 냉각시 산소분압이 감소함에 따라 nonswitched polarization의 증가가 관찰되었고 bias time이 증가함에 따라 nonswitched polarization이 감소하였다.