A study on the fabrication and characterization of PZT/MgO/Si film

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 재료공학과, 1998.2, [ vii, 74 p. ; ]강유전체는 강유전성과 압전성, 초전성, 전광특성등의 여러 유용한 특성을 가지고 있다. 이러한 우수한 특성 때문에 강유전체는 여러 가지 전자 및 광학소자에 사용되어진다. 최근에는 이러한 연구가 다기능소자의 제조와 특성분석에 관해 이루어지고 있는 실정이다. 그러나 SIi 기판과 강유전체간의 반응과 둘간의 큰 격자불일치 때문에 강유전체를 Si 기판위에 직접적으로 증착하는 것은 어렵다고 알려져 있다. 따라서 완충층을 사용하는 연구가 많이 이루어지고 있다. e-beam evaporation법에 의해 500℃와 800℃ 사이의 온도에서 e-beam power를 25W에서 50W로 변화시키면서 MgO 박막을 Si 기판위에 증착하였다. 박막의 배향성은 기판온도와 e-beam power, 박막두께를 변화시킴에 따라 변화하였다. 이 배향성의 변화에 대한 이유로는 격자불일치와 표면에너지의 영향이라고 생각된다. PZT 박막을 sol-gel법에 의해 190℃에서 310℃로 건조온도를 변화시키며 MgO/Si(100) 기판위에 증착하였다. 완충층이 없는 경우는 PZT 페로브스카이트상이 발현되지 않았고, 완충층이 존재하는 경우는 PZT 페로브스카이트상이 형성되었다. Pb의 확산에 대한 MgO 박막의 barrier 효과를 AES를 이용하여 고찰하였다. 전체박막이 P-E 이력곡선을 나타내는 최적의 MgO 두께를 계산하였고 여러 가지 MgO 두께에 대해 P-E 이력곡선을 측정하였다.한국과학기술원 : 재료공학과

MANUFACTURING METHOD OF THE PZT THICK FILM USING THE PARTIAL MELTING MATERIALS

본 발명은 부분용융물질을 이용하여 저온에서 PZT 후막을 제조하는 방법에 관한 것이다. PZT는 Pb1+x(ZryTi1-x)O3의 조성식을 가지며 전기적으로 우수한 압전 및 유전특성을 갖는 물질로써 PZT는 엑추에이터, 트랜스듀서, 캐퍼시터, 센서 등의 소자로 널리 이용되고 있다. PZT 후막 제조에 있어서는 소결온도가 1,000℃ 이상이면 소결시 및 집적시 실리콘 등의 반도체와 상호 확산반응이나 납성분의 휘발이 일어나 제조에 어려움이 있고, 소결조제를 첨가하여 소결온도를 낮추면 불순물 영향으로 PZT 특성이 저하되는 문제점이 있다. 본 발명은 PZT를 구성하는 원료물질 중에서 용융점이 낮은 물질(PbO, CH3COOPbㆍ3H2O, Pb(NO3)2 등)과 용융점이 높은 물질(ZrO2, TiO2, PbZrO3, PbTiO3등)을 함께 사용하여 1,000℃ 이하의 온도에서 열처리하므로 PZT가 균일하고 미세한 입자들로 형성되며, 소결밀도가 높고 불순물이 함유되지 않아 압전 및 유전 특성이 우수할 뿐만 아니라 반응시간이 짧기 때문에 경제적으로 PZT를 제조할 수 있다