Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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5.3 Elektrische Eigenschaften 115<br />
Für jedes Material wurde auch die Gr.-II/Ti Zusammensetzung leicht variiert. Dabei fällt auf,<br />
dass die beiden Ausgleichsgeraden in Abbildung 5.42a fast übereinander liegen. Als ein erstes<br />
wesentliches Ergebnis kann daher festgestellt werden, dass die Änderungen der Stöchiometrie<br />
in STO Filmen fast keine Wirkung auf Änderungen der Kapazität haben, wohingegen BST<br />
Filme eine leichte Abhängigkeit im Bulk und im Interface zeigen. Die Ergebnisse aus den<br />
Abbildungen 5.34 und 5.42 sind in der nachfolgenden Tabelle zum Vergleich von STO und<br />
BST nochmals zusammengefasst.<br />
Gr.-II / Ti εB εi / ti (nm -1 )<br />
STO, Ti reich 0,95 – 0,99 216 ± 10 28 ± 3<br />
STO ~ stöch 0,95 – 1,05 214 ± 10 30 ± 3<br />
STO, Gr.-II reich 1,00 – 1,05 212 ± 10 33 ± 3<br />
BST, Ti reich 0,93 – 0,99 750 ± 30 13 ± 4<br />
BST ~ stöch 0,97 – 1,03 830 ± 50 14 ± 4<br />
BST, Gr.-II reich 1,00 – 1,10 500 ± 50 22 ± 6<br />
Tabelle 5.2: Übersicht der nach dem dead layer model separierten Bulk- und Interface<br />
Kapazität für STO und BST (70/30) Filme aus Abbildung 5.42.<br />
Für das STO erhalten wir wie erwartet eine deutlich niedrigere Dielektrizitätszahl im Bulkbereich.<br />
Zusätzlich ergibt sich eine schwächere Abhängigkeit in dem Gr.-II/Ti Verhältnis. Der<br />
wesentliche Vorteil von STO liegt in der Interfacekapazität. Dies wurde zum Anlass genommen,<br />
Schichten mit unterschiedlichem Ba/Sr Verhältnis zwischen Bulk und Interface zu<br />
wachsen, um die positiven Eigenschaften der verschiedenen Materialien zu kombinieren (siehe<br />
Kapitel 5.3.3).<br />
b) Leckstromverhalten<br />
Die Leckstromkurven aus Abbildung 5.43 zeigen das bereits oben diskutierte bessere Leckstromverhalten<br />
für dünnere Schichten. Die wesentliche Beobachtung in diesem Zusammenhang<br />
ist, dass bariumfreie Filme deutlich besseres Leckstromverhalten zeigen. Trotz der<br />
Schwankungen in den Leckstromdaten gilt dies unabhängig von der Filmdicke und auch unabhängig<br />
vom Gr.-II/Ti Verhältnis.<br />
J [A/cm²]<br />
1,0E-02<br />
1,0E-04<br />
1,0E-06<br />
1,0E-08<br />
1,0E-10<br />
1,0E-12<br />
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500<br />
E [kV/cm]<br />
STO-18nm<br />
BST-30nm<br />
STO-27nm<br />
BST-60nm<br />
STO-78nm<br />
Abbildung 5.43: Abhängigkeit<br />
des Leckstroms<br />
von der Dicke und der<br />
Ba-Sr Zusammensetzung<br />
für etwa stöchiometrische<br />
Proben (Gr-<br />
II/Ti= 0,97 – 1,03)
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