비파괴 판독형 메모리 소자를 위한 저유전율 강유전체 YMnO₃ 박막의 특성 연구

국문 초록 (Abstract)

YMnO₃ 박막은 고주파 스퍼터를 사용하여 Si(100)과 Y₂O₃/Si(100) 기판에 증착하였다. 증착 시에 산소 분압의 조건과 열처리 온도는 YMnO₃ 박막의 결정성과 그 메모리 윈도우의 특성에 매우 중요한 영향을 주었다. XRD 측정 결과 산소 분압 0%에서 증착후 870℃에서 1시간 동안 후열처리한 YMnO₃ 박막은 c-축을 따라 매우 잘 배향 되었음을 확인하였다. 반면 산소분압 20%에서 Si(l00)과 Y₂O₃/Si(100) 기판위에 증착된 YMnO₃ 박막의 결정화는 XRD 측정 결과 Y₂O₃ peak가 보이는 것으로 보아 YMnO₃ 박막내에 과잉의 Y₂O₃가 c-축으로의 배향을 억제하는 것을 알 수 있다. 특히 산소분압 0% 에서 증착한 Pt/YMnO₃/Y₂O₃/Si 구조에서의 메모리 윈도우 특성은 c-축으로 잘 배향된 결과로 인해 인가전압 2~12V에서 0.67~3.65V이었으며 이는 Y₂O₃/Si 기판위에 산소분압 20% 에서 증착한 박막 (0.19~1.21V)보다 동일한 인가전압에서 3배 정도의 큰 메모리 윈도우 특성을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

YMnO₃ thin films are deposited on Si(100) and Y₂O₃/Si(100) substrate by radio frequency sputtering. The deposition condition of oxygen partial pressure and annealing temperature have significant influences on the preferred orientation of YMnO₃ film and the size of memory window. The results of x-ray diffraction show that the film deposited in the oxygen partial pressure of 0% is highly oriented along c-axis after annealing at 870℃ for 1hr in oxygen ambient. However, the films deposited on Si and Y₂O₃/Si in the oxygen partial pressures of 20% show Y₂O₃ peak, the excess Y₂O₃ in the YMnO₃ film suppresses the c-axis oriented crystallization. Especially memory windows of the Pt/YMnO₃/Y₂O₃/Si capacitor are 0.67~3.65 V at applied voltage of 2~12 V, which is 3 times higher than that of the film deposited on ₃/Si in 20% oxygen (0.19~1.21 V) at the same gate voltage because the film deposited in 0% oxygen is well crystallized along c-axis.

목차 (Table of Contents)

• 요약
  
• Abstract
  
• 1. 서론
  
• 2. 실험 방법
  
• 3. 결과 및 고찰
  
• 4. 결론
  
• 참고문헌