Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5.3 Elektrische Eigenschaften 117
(a) εr (b) 250 εr (c) 300 εr
180
160
140
Dicke: 15nm
120
100
80
60
40 BST-STO
20
0
STO-BST
-1500 -500 500 1500
E [kV/cm]
Abbildung 5.45: Verlauf der Dielektritätszahl εr mit der Feldstärke für drei verschiedene Dicken
der in Abbildung 5.44 beschriebenen Schichtabfolgen.
In Abbildung 5.46 sind die Messwerte als Funktion der Dicke aufgetragen. Ein wesentlicher
Unterschied scheint zwischen den Proben mit der STO-Schicht an der Grundelektrode und
dem BST an der Grundelektrode zu bestehen. Die STO-BST und die STO-BST-STO Proben
dagegen zeigen praktisch gleiche Bulk- und Interfacekapazität. Etwas überraschend liegen die
Werte der BST-STO Proben deutlich darüber. Aufgrund der wenigen Messwerte sind die
Fittgeraden jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet. Die Ausgleichsgerade führt je nach
Berücksichtigung des Wertes für die dickste Schicht zu verminderter Bulk- oder Interfacekapazität
(siehe Tabelle 5.3). Da nicht anzunehmen ist, dass sich der Bulk-Bereich verändert hat,
gehen wir von einer fehlerhaften Kapazitätsbestimmung, möglicherweise aufgrund von veränderter
Elektrodenpräparation, bei der 60nm dicken Probe aus. Die Ausgleichsgerade, die
nur durch die unteren beiden Punkte verläuft, liegt fast parallel zu den anderen Geraden und
führt auf diese Art zu der erwarteten verminderten Interfacekapazität. Dieses Verhalten muss
noch genauer untersucht werden.
A/C [m²/F]
40
35
30
25
20
15
10
5
STO
200
Dicke: 30nm
0
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0
Dicke [nm]
BST
BST-STO
STO-BST
STO-BST-STO
Abbildung 5.46: Vergleich
der mit dem STO Interface
modifizierten Proben. Zusätzlich
sind gestrichelt die
Ausgleichsgeraden aus 5.42
für reines STO bzw. BST mit
in das Diagramm eingefügt.
Gr.-II / Ti ε (bulk) εi / ti (nm -1 )
BST-STO 0,92 - 0,96 470 ± 100 17 ± 3
STO-BST 0,92 - 0,96 510 ± 50 22 ± 3
STO-BST-STO 0,99 - 1,00 580 ± 50 22 ± 3
Tabelle 5.3: Einfluss der Grenzschicht auf die dielektrischen Eigenschaften
150
100
50
0
BST-STO
STO-BST
STO-BST-STO
-1500 -500 500 1500
E [kV/cm]
250
Dicke: 60nm
200
150
100
50
0
BST-STO
STO-BST
STO-BST-STO
-1500 -500 500 1500
E [kV/cm]