Journal of the Korean Ceramic Society (한국세라믹학회지)

The Korean Ceramic Society (한국세라믹학회)
권호 표지

Effects of ${Y_2}{O_3}$Buffer Layer on Ferroelectric Properties of $YMnO_3$Thin Films Fabricated on Pt/$TiO_2$/$SiO_2$/Si Substrate

Pt/$TiO_2$/$SiO_2$/Si 기판 위에 제조된 $YMnO_3$박막의 강유전 특성에 미치는 ${Y_2}{O_3}$버퍼층의 영향

  • Published : 2000.11.01
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Abstract

MOD(Metal-Organic-Decomposition)법에 의해 $Y_2$O$_3$버퍼층에 Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판 위에 제조한 후, 그 표면 위에 졸-겔 방법으로 YMnO$_3$박막을 형성하였다. 기판의 종류와 수화조건 변화가 YMnO$_3$박막의 결정화 거동에 미치는 영향을 고찰하였으며, 또한 $Y_2$O$_3$버퍼층 유.무에 따른 Mn의 산화상태를 확인하고 이에 따른 유전특성 변화를 연구하였다. $Y_2$O$_3$버퍼층을 삽입하지 않고 직접 기판 위에 형성한 YMnO$_3$박막의 결정상은 기판의 종류 및 Rw 변화에 관계없이 orthorhombic 구조임이 확인되었다. 반면, $Y_2$O$_3$버퍼층 위에 형성된 YMnO$_3$박막의 경우에는 Rw($H_2O$/alkoxide mole ratio)가 0~6 범위 내에서 낮아질술고 hexagonal 결정상 성장에 유리하였으며, 또한 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판이 Ptd(200)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si에 비하여 결정상 형성에 용이하였다. $Y_2$O$_3$버퍼층은 YMnO$_3$결정상 내에서 $Mn^{4+}$ 이온형성을 억제함으로써 누설전류밀도가 크게 감소되는 효과를 주었으며, 동시에 강유전 특성을 지닌 hexagonal 결정상 형성에 유리하게 작용하였다. 결론적으로, $Y_2$O$_3$는 Pt가 코팅된 Si 기판 위에 YMnO$_3$박막 제조시 그 강유전 특성을 향상시켜주는 우수한 버퍼층 재료임을 확인하였다.

Keywords

References

  1. ibid. Ferroelectric RAM Memory Family for Critical Data Storage D. Bondurant
  2. J. Crystal Growth v.174 Formation of YMnO₃ Films directly on Si Substrate A. Nobuaki;F. Norifumi;Y. Takeshi;I. Taichiro
  3. Jpn. J. Appl. Phys. v.36 Fabrication of YMnO₃Thin Films on Si Substrates by a Pulsed Laser Deposition Method Y. Takeshi;F. Norifumi;A. Nobuaki;H. Kouzo;T. Shigeki;K. Keisuke;I. Taichiro
  4. J. Appl. Phys. v.80 no.12 Growth mechanism of YMnO₃ Film as a New Candidate for Nonvolatile Memory Devices F. Norifumi;A. Shu-ichiro;A. Nobuki;Y. Takeshi
  5. Jpn. J. Appl. Phys. v.37 Effects of Stoichiometry and A-site Substitution on the Electrical Properties of Ferroelectric YMnO₃ S. Tamaki;F. Norifumi;Y. Shigeki;Y. Takeshi;I. Taichiro
  6. J. Appl. Phys. v.37 Epitaxial Growth of Ferroelectric YMnO₃ Thin Films on Si(111) Substrates by Molecular Beam Epitaxy I. Shogo;S. Shigeto;T. Eisuke;I. Hiroshi
  7. Compt. Rend. v.256 E. F. Bertaut;F. Forrat;P. H. Fang
  8. Appl. Phys. Lett. v.69 no.7 Epitaxially Grown YMnO₃ Film: New Candidate for Nonvolatile Memory Devices F. Norifumi;I. Tadashi;Y. Takeshi;I. Taichiro
  9. Appl. Phys. Lett. v.74 no.25 Memory Window of C-axis Oriented Ferroelectric YMnO₃ Thin Films H. N. Lee;Y. T. Kim;Y. K. Park
  10. Appl. Phys. Lett. v.76 no.8 Comparison of Memory Effect between YMnO₃ and SrBi₂Ti₂$O_9$ Ferroelectric Thin Films Deposited on Si Substrates H. N. Lee;Y. T. Kim;S. H. Choh
  11. Appl. Phys. Lett v.73 no.3 Ferroelectric Properties of C-oriented YMnO₃ Films Deposited on Si Substrates Y. Takeshi;F. Norifumi;I. Taichiro
  12. Appl. Phys. Lett. v.73 no.7 Ferroelectric Characterization of Highly (0001) oriented YMnO₃ Thin Films Grown by Chemical Solution Deposition W. C. Yi;J. S. Choc;C. R. Moon;S. I. Kwun;J. G. Yoon
  13. Jpn. J. Appl. Phys. v.36 YMnO₃ Thin Films Prepared from Solution for Non Volatile Memory Devices F. Norifumi;T. Ilirofumi;K. Hiroya;T. Kiyoharu
  14. J. Am. Soc. v.81 no.5 Microstructure and Dielectric Properties of YMnO₃ Thin Films Prepared by Dip-Coating H. Kitahata;K. Tadanaga;T. Minami;N. Fujimura;T. Ito
  15. Jpn. J. Appl. Phys. v.38 Lowering the Crystallzation Temperature of YMnO₃ Thin Films by the Sol-Gel Method Using an Yttrium Alkoxide H. Kitahata;K. Tadanaga;T. Minami;N. Fujimura;T. Ito
  16. 한국세라믹학회지 v.37 no.7 Metal-Organic Decomposition법에 의한 강 유전성 YMnO₃ 박막의 제조 및 특성 김제헌;강승구;김응수;김유택;심광보
  17. Ceramic Films and Coating J. B. Wachtmn;R. A. Haber(eds.)
  18. J. Mater. Res. v.11 no.2 Metal-organic Deposition of Thin Film Yttria-stabilized Zirconia-titania K. E. Swider;W. L. Worrell
  19. 한국요업학회지 v.35 no.4 MOD법에 의한 ITO 투광성 도전박막의 제조 및 물성 이병우
  20. 한국요업학회지 v.35 no.9 솔-젤법을 이용한 Bismuth Layered Structure를 가진 강유 전성 박막의 제조 및 특성평가에 관한 연구 주진경;송석표;김병호
  21. J. Mater. Res. v.6 no.10 Microstructural Development and Dielectrical Properties of Sol-Gel Prepared Lead Ziconate-Titanate Thin Films C. C. Hsueh;M. L. Meacartney
  22. J. Mat. Sci. v.25 Sol-gel Processing and Properties of Lead Magnesium Niobate Powders and Thin Layers L. F. Fransis;Y. J. Oh;D. A. Payne
  23. Phys. Rev. v.56 no.5 Raman-and Infrared-active Phonons in Hexagonal YMnO₃: Experiment and Lattice-dynamical Calculations M. N. Iliev;H. G. Lee;V. N. Popov;M. V. Abrashev;A. Hamed;R. L. Meng;C. W. Chu
  24. Phys. Rev. v.57 no.5 Ramar Spectroscopy of Orthorhombic Perovskitelike YMnO₃ and LaMnO₃ M. N. Iliev;M. V. Abrashev;H. G. Lee;V. N. Popov;Y. Y. Sun;C. Thomsen;R. L. Meng;C. W. Chu
  25. Appl. Phys. Lett. v.75 no.5 Ferroelectricity of YMnO₃ Thin Films Prepared via Solution H. Kitahata;K. Tadanaga;T. Minami;N. Fujimura;T. Ito