Electronic properties of thin niobium doped barium titanate films

• Autorzy: Firek P. , Ćwil M. , Werbowy A. , Szmidt J.

Warianty tytułu

PL

Właściwości elektryczne cienkich warstw tytanianu baru domieszkowanego niobem

• Konferencja: International Conference of IMAPS - CPMP IEEE (32 ; 2008 ; Pułtusk, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work presents results of investigations of barium titanate thin films with Nb2O5 admixture, deposited on Si substrates by means of Radio Frequency Plasma Sputtering (RF PS) of sintered BaTiO3 + Nb2O5 target. Round, aluminum (Al) electrodes were evaporated on the top of deposited layers. Thus, metal-insulator-semiconductor (MIS) structures were created with BaTiO3 thin films playing the role of the insulator. They enabled subsequent electrical characterization (current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements) of studied material. This allowed extraction of several electronic parameters (e.g. εn, ρ, VFB ΔVH). Films composition were additionally studied using secondary ion mass spectroscopy (SIMS) techniques.

PL

W pracy prezentowane są wyniki badań dotyczące cienkich warstw tytanianu baru (BaTiO3) z domieszką Nb2O5. Powłoki zostały osadzone metodą rozpylania targetu w plazmie o częstotliwości radiowej (Radio Freąuency Plasma Sputtering - RF PS), a następnie poprzez próżniowe naparowanie elektrod aluminiowych na powierzchnie BaTiO3, zostały wytworzone struktury metal-dielektryk-półprzewodnik (MIS). Pozwoliło to na charakteryzacje elektryczną (pomiary prądowo-napięciowe (I-V) i pojemnościowo-napięciowe (C-V)) kondensatorów, gdzie warstwa tytanianu baru występowała jako dielektryk. Wyznaczone zostały parametry takie jak: εn, ρ, VFB, ΔVH, . Ponadto zmierzono profil warstwy przy użyciu spektroskopii mas jonów wtórnych (secondary ion mass spectroscopy - SIMS).

Słowa kluczowe

EN

BaTiO3; thin films

PL

BaTiO3; cienka warstwa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 36, nr 3
• Strony: 110--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Firek P.

autor

Ćwil M.

autor

Werbowy A.

autor

Szmidt J.

• Institute of Microelectronics and Optoelectronics, Warsaw University of Technology, Koszykowa 75, 00-662 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• [1] Lines M.E., Glass A.M.: Principles and applications of ferroelectrics and related materials, Oxford, Oxford University Press, (1977)
• [2] Pingsheng Tang, D.J. Towner, T. Hamano, A.L. Meier, B.W. Wessels: Elecrooptic modulation up to 40 GHz in a barium titanate thin film waveguide modulator, Optics Express, 12, 24, (2004), 5962-5967
• [3] Klee M., Mackens U, Kiewitt R., Greuel G., Metzmacher C.: “Ferroelectric thin films for integrated passive components”, Philips J. Res., 51, (1998), 363-387
• [4] Ji Zhen, Zhang Yue, Gu Yousong, Wang Sen, Li Lingfeng, Xiao Zhigang, Wang Yanbin, Non-reducible BaTiO3-based dielectric ceramics for Ni-MLCC synthesized by soft chemical method, Ceramics International, 32, (2006), 447-450
• [5] De-Gui Sun, Zhifu Liu, Yingyan Huang, Seng-Tiong Ho, David J. Towner, Bruce W. Wessels: Performance simulation for ferroelectric thin-film based waveguide electrooptic modulators, Optics Communications, 255, (2005), 319-330
• [6] Rae A., Chu M., Ganine V.: Barium titanate - past, present and future, Dielectric Ceramic Materials, Ceramic Transaction, 100, (1999), 1-12
• [7] Shih W-C, Wu M-S: Propagation characteristics of surface acoustic waves in perovskite-type ferroelectric films/MgO/GaAs structures, Journal of Physics D: Applied Physics, 30, 2, (1997), 151-160
• [8] Bondurant D., Gnadinger F: Ferroelectrics for nonvolatile RAMs, IEEE Spectrum, 26 (1989), 30-33
• [9] Hoffmann T., Gültzow M., Sotomayor Torres C.M., Th. Doll, V.M. Fuenzalida: Microstructures in BaTiO3 thin films by hydrothermal growth and lift-off technique, Materials Science in Semiconductor Processing, 2, (1999), 335-340
• [10] Dawber M., Rabe K., Scott J. F.: Physics of thin-film ferroelectric oxides, Rev. Mod. Phys., 77, (2005), 1083-1131
• [11] Quan Xue-jun: The R&D trends of electronic ceramics, Electronic Components & Materials, 20, 3 (2001), 25-27
• [12] Werbowy A., Olszyna A., Firek P., Kwietniewski N., Szmidt J.: Reactive pulse plasma ablation deposited barium titanate thin films on silicon, J. Superhard Mat., in press.
• [13] Snow E.H., Deal B.E.: Polarization effects in insulating films on silico, A Review, Transactions of the Metallurgical Society of AIME, 242, (1968), 512
• [14] Dazzi A., Gueldry A., Maglionea M., Sibillot P., Mathey P., Jullien P.: Selective growth and optical properties of sputtered BaTiO3 films, Eur. Phys. J. AP, 9 (2000), 181-185
• [15] Zhu W., Akbar S.A., Asiaie R., Dutta P.K.: Synthesis, microstructure and electrical properties of hydrothermally prepared ferroelectric BaTiO3 thin films, J. Electroceramics, 2, (1998), 21-31