Preview

Российский технологический журнал

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ НАРУШЕННЫХ СЛОЕВ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНДЕНСАТОРНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК

https://doi.org/10.32362/2500-316X-2016-4-3-18-26

Полный текст:

Аннотация

Конденсаторные сегнетоэлектрические структуры являются основой многих современных устройств микроэлектроники, в том числе энергонезависимой памяти, пьезоэлектрических микроактюаторов, датчиков и пр. Тенденция миниатюризации подобных устройств, требует уменьшения толщины сегнетоэлектрического слоя, что приводит к снижению важнейших характеристик сегнетоэлектрических структур, таких как диэлектрическая проницаемость, остаточная поляризация, температура Кюри и др. Подобные толщинные зависимости, как правило, интерпретируют в рамках модели «нарушенного слоя», предполагающей существование несегнетоэлектрических нарушенных, «мертвых» слоев постоянной толщины на границе сегнетоэлектрик-металл. В данной работе исследованы диэлектрические характеристики конденсаторных структур на основе плотных и пористых пленок цирконата-титаната свинца (ЦТС) различной толщины. Проведено моделирование зависимостей диэлектрической проницаемости от толщины с учетом нарушенных слоев, определена оптимальная методика моделирования.

Об авторе

П. П. Лавров
Московский технологический университет (МИРЭА)
Россия


Список литературы

1. Sakashita Y., Segawa H. Dependence of electrical properties on film thickness in Pb(ZrxTi1-x)O3 thin films produced by metalorganic chemical vapor deposition // J. Appl. Physics. 1993. V. 73. № 11. P. 7857-7863.

2. Tagantsev A.K., Landivar M., Colla E., Setter N. Identification of passive layer in ferroelectric thin films from their switching parameters // J. Appl. Physics. 1995. V. 78. № 4. P. 2623-2630.

3. Amanuma K., Mori T., Hase T., Sakuma T., Ochi A., Miyasaka, Y. Ferroelectric properties of sol-gel derived Pb(Zr, Ti)O3 thin films // Jpn. J. Appl. Physics. 1993. V. 32. № 1. P. 4150-4153.

4. Catalan G., Sinnamon L.J., Gregg J.M. The effect of flexoelectricity on the dielectric properties of inhomogeneously strained ferroelectric thin films // J. Physics: Condensed Matter. 2004. V. 16. № 13. P. 2253-2264.

5. Chen B., Yang H., Zhao L., Duan X.F. Thickness and dielectric constant of dead layer in Pt/ (Ba0.7Sr0.3)TiO3/YBa2Cu3O7-x capacitor // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84. № 4. P. 583-585.

6. Vendik O.G., Zubko S.P., Ter-Martirosayn L.T. Experimental evidence of the size effect in thin ferroelectric films // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73. № 1. P. 37-39.

7. Tyunina M., Levoska J. Application of the interface capacitance model to thin-film relaxors and ferroelectrics // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. № 26. P. 262904-262904-3.

8. Gerra G., Tagantsev A.K., Setter N. Ionic polarizability of conductive metal oxides and critical thickness for ferroelectricity in BaTiO3 // Phys. Review Lett. 2006. V. 96. № 10. P. 1076031-10760313.

9. Hwang C.S., Lee B.T. Depletion layer thickness and Schottky type carrier injection at the interface between Pt electrodes and (Ba, Sr)TiO3 thin films // J. Appl. Physics. 1999. V. 85. № 1. P. 287-295.

10. Kaleli B., Nguyen M.D., Schmitz J., Wolters R.A.M., Hueting R.J.E. Analysis of thin- film PZT/LNO stacks on an encapsulated TiN electrode // Microelectronic Engineering. 2014. V. 119. P. 16-19.

11. Majdoub M.S., Maranganti R., Sharma P. Understanding the origins of the intrinsic dead layer effect in nanocapacitors // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. №. 11. P. 115412.

12. Chang L.W., McMillen M., Morrison F.D., Scott J.F., Gregg, J.M. Size effects on thin film ferroelectrics: Experiments on isolated single crystal sheets // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 93. № 13. P. 132904-3.

13. Котова Н.М., Подгорный Ю.В., Серегин Д.С., Воротилов К.А., Сигов А.С. Влия- ние методики приготовления пленкообразующих растворов на электрофизические свой- ства сегнетоэлектрических пленок ЦТС // Нано- и микросистемная техника. 2010. № 10. C. 11-16.

14. Серегин Д.С., Воротилов К.А., Сигов А.С., Зубкова Е.Н., Абдуллаев Д.А., Котова Н.М., Вишневский А.С. Формирование и свойства пористых пленок цирконата-титаната свинца // Физика твердого тела. 2015. Т. 57. № 3. С. 487-490.

15. Подгорный Ю.В., Акыев С.А., Воротилов К.А. Формализация петель гистерезиса сегнетоэлектрических материалов // «INTERMATIC-2010»: Материалы VII Междунар. науч.-техн. конф., 23-27 ноября 2010 г., Москва. М.: МИРЭА, 2010. C. 60-68.

16. Tagantsev A.K., Gerra G. Interface-induced phenomena in polarization response of ferroelectric thin films // J. Appl. Physics. 2006. V. 100. № 5. P. 051607-1-28.

17. Подгорный Ю.В., Воротилов К.А., Лавров П.П., Сигов А.С. Вольт-амперные ха- рактеристики пористых пленок ЦТС // Нано- и микросистемная техника. 2014. № 9. C. 3-12.

18. Dawber M., Scott J.F. Negative differential resistivity and positive temperature coefficient of resistivity effect in the diffusion-limited current of ferroelectric thin-film capacitors // J. Physics: Condensed Matter. 2004. V. 16. № 49. P. L515-L521.


Для цитирования:


Лавров П.П. ВЛИЯНИЕ НАРУШЕННЫХ СЛОЕВ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНДЕНСАТОРНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК. Российский технологический журнал. 2016;4(3):18-26. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2016-4-3-18-26

For citation:


Lavrov P.P. INFLUENCE OF DISTURBED LAYERS ON THE DIELECTRIC PROPERTIES OF FERROELECTRIC THIN FILM CAPACITORS. Russian Technological Journal. 2016;4(3):18-26. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2500-316X-2016-4-3-18-26

Просмотров: 100


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-316X (Online)