Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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118 5 Schichteigenschaften - 1: (Ba,Sr)TiO3 (BST) auf Platin<br />
Abbildung 5.47 zeigt die Leckstromkurven der hier betrachteten Proben mit veränderter Interface<br />
im Vergleich mit den reinen BST und STO Proben aus Abbildung 5.43. Generell zeigen<br />
die Mehrlagenschichten sehr gutes Leckstromverhalten. Die Werte liegen im Allgemeinen<br />
zwischen denen, die für die BST und STO Proben gefunden wurden und zeigen damit generell<br />
eine Verbesserung gegenüber den BST Schichten. Auffallend ist, dass die Asymmetrie<br />
der Kurven sich nicht systematisch mit der STO Grenzschicht ändert: Die Äste auf der rechten<br />
Seite in der obigen Abbildung, die der Injektion aus der Grundelektrode entsprechen, liegen<br />
praktisch übereinander und auf dem Ast der STO Kurve. Auf der linken Seite, was der<br />
Injektion aus der Topelektrode entspricht, liegen die Werte näher am BST. Hier zeigt die<br />
BST-STO Schicht, mit dem STO Interface an der Topelektrode die niedrigsten Werte. Ähnlich<br />
wie im dielektrischen Verhalten zeigen die BST-STO Schichten auch hier ein nicht erwartetes<br />
Verhalten.<br />
(a) (b)<br />
(c)<br />
STO<br />
BST-STO<br />
STO-BST<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 />
1,0E-02<br />
1,0E-04<br />
1,0E-06<br />
J [A/cm²]<br />
J [A/cm²]<br />
BST<br />
STO<br />
1,0E-08<br />
BST-STO<br />
STO-BST<br />
1,0E-10<br />
60nm<br />
STO-BST-STO<br />
1,0E-12<br />
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500<br />
E [kV/cm]<br />
15nm<br />
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500<br />
E [kV/cm]<br />
1,0E-02<br />
1,0E-04<br />
1,0E-06<br />
BST<br />
1,0E-08<br />
STO<br />
BST-STO<br />
STO-BST<br />
1,0E-10<br />
STO-BST-STO<br />
1,0E-12<br />
J [A/cm²]<br />
30nm<br />
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500<br />
E [kV/cm]<br />
Abbildung 5.47: Leckstromkurven<br />
nach Filmdicke sortiert: (a) 15nm,<br />
(b) 30nm und (c) 60nm. Die hier vorgestellten<br />
Schichten werden mit den<br />
BST bzw. STO Leckstromkurven aus<br />
Abbildung 5.43 verglichen. Die Werte<br />
mit modifizierter Grenzfläche liegen<br />
generell zwischen den Leckstromkurven<br />
von BST und STO.<br />
Damit ergibt sich für die STO Grenzschicht an der unteren Elektrode ein konsistentes Verhalten:<br />
Wir beobachten zum einen eine signifikante Verbesserung der Grenzschichtkapazität, die<br />
sich natürlich für verschiedene Schichtdicken verschieden stark in der effektiven DK bemerkbar<br />
macht und darüber hinaus eine deutliche Verbesserung im Leckstromverhalten. Obwohl<br />
einige Details der Beeinflussung durch die obere Elektrode noch nicht verstanden sind, werden<br />
hier Möglichkeiten für eine weitere Optimierung der Schichteigenschaften aufzeigt.
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