Effects of W-N/Pt Bottom Electrode on the Ferroelectric Degradation of $Sr_{0.8}Bi_{2.4}Ta_2O_9/Pt/Si$ Structure due to the Hydrogen Annealing

$Sr_{0.8}Bi_{2.4}Ta_2O_9/Pt/Si$ 구조의 수소열처리에 의한 강유전특성 열화에 미치는 W-N/Pt 전극효과

We have investigated the effects of W-N/Pt bottom electrode on the ferroelectric degradation of $Sr_{0.8}Bi_{2.4}Ta_2O_9(SBT)/Pt$ due to hydrogen annealing at $350^{\circ}C$ in $N_2$ gas atmosphere containing $5{\%}\;H_2$ gas for 1hr. As a result, inserting the W-N thin films between SBT and Pt, this W-N thin film prevents hydrogen molecules to be chemisorbed at the Pt electrode surface of at the electrode/ferroelectric interface during hydrogen annealing. These hydrogen atoms can diffuse into the SBT and react with the oxide causing the oxygen deficiency in the SBT film, which will result in the ferroelectric degradation. Experimental results show that W-N thin film is a good diffusion barrier during the hydrogen annealing.

[ $Sr_{0.8}Bi_{2.4}Ta_2O_9(SBT)/Pt$ ] 구조에서 $350^{\circ}C$ 온도로 수소열처리에 의한 강유전특성 열화를 방지하기 위한 W-N/Pt 하부전극의 효과를 살펴보았다. 그 결과 Pt와 SBT 박막사이에 증착된 W-N박막에 의해 수소의 확산을 차단할 수 있었다. Pt 표면에서 수소원자가 화학적인 흡착이 일어나지 않음으로써 흡착된 수소가 SBT 박막내의 산소와 결합하게 됨으로써 oxygen deficiency가 발생하는 것을 막을 수 있었다. W-N 박막이 양호한 확산방지막으로 작용하여 강유전특성의 열화현상을 방지 할 수 있었다.