Abstract
PZT films without lower electrode were deposited on the highly doped Si(100) substrate with MgO buffer layer (Mgo/si) by RF magnetron sputtering method followed by the rapid thermal annealing at $650^{\circ}C$ . We investigated the dependences of the crystalline and electrical properties on the MgO thickness and the RTA post annealing. The PZT films on bare Si (without MgO) showed pyrochlore crystal structure while those on MgO(50 )/Si substrates showed the typical perovskite crystal structures. From SEM and AES analysis, the thickness of PZT films was about 7000 showing relatively smooth interface. The depth profiles indicated that atomic species were distributed homogeneously in the PZT/MgO/Si substrate. The dielectric constant($\varepsilon_{r}$ ) and remanent polarization(2Pr) were about 300 and $14\mu$C/$\textrm{cm}^2$;, respectively. The leakage current was about $3.2\mu$/A$\textrm{cm}^2$.
하부전극 없이 MgO 중간층을 갖는 고농도로 도핑된 Si(100) 기판(MgO/Si)위에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방법으로 as-deposited PZT 박막을 증착한후 $650^{\circ}C$ 온도에서 RTA 후속열처리를 실시하였다. 제작된 PZT 박막시료에 대해 MgO 중간층의 두께 및 후속열처리에 따른 결정학적, 전기적특성을 조사하였다. XRD 분석결과 MgO층이 전혀 증착되지 않은 bare Si 기판위에 증착된 PZT 시료는 pyrochlore 결정상만이 나타났으나 50 두께의 M gO층 위에 증착된 PZT/MgO/Si 박막시료는 전형적인 perovskite 결정구조를 나타내었다. SEM 및 AES 분석결과 PZT 박막두게는 약 7000 이었으며 비교적 매끄러운 계면형상을 보여 주었다. PZT 박막내의 각 성분원소가 깊이에 따라 비교적 균일한 분포를 나타내었다. $650^{\circ}C$의 온도로 후속열처리된 PZT/MgO/Si 박막의 1KHz 주파수에서 유전상수 ($\varepsilon_{r}$ )와 잔류분극 (2Pr)은 약 300 및 $14\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 값을 각각 나타내었으며 누설전류의 크기는 약 $3.2\mu$A/$\textrm{cm}^2$이었다.
