Electrical properties of sputtered PZT films on stabilized platinum electrode

PZT (54/46) thin films were deposited by r.f. magnetron sputtering followed by a post-annealing treatment on silicon substrates. The crucial role of a Ti adhesion layer on the Ti/Pt bottom electrode is presented. The deposition conditions and the thickness of Ti have dominant effects on the interactions between Ti and Pt during the annealing treatment. The Pt layer, whatever its thickness, did not act as a barrier against Ti-out diffusion. The stability of the bottom electrode was achieved by using a TiOx layer instead of a pure metallic Ti adhesion layer. The electrical properties of PZT films in terms of dielectric and ferroelectric performance were evaluated, particularly as a function of the PZT film thickness.

RésuméDes films minces de PZT (54/46) ont été déposés sur des substrats de silicium par pulvérisation cathodique r.f. magnétron. Le rôle de la couche d'accrochage de titane au niveau de l'électrode inférieure Ti/Pt est présenté. Les conditions de dépôt et l'épaisseur de la couche de Ti ont des effets importants sur les interactions entre le titane et le platine durant le traitement thermique du PZT. Le film de platine, quelle que soit son épaisseur ne joue pas le rôle de couche barrière à la diffusion du titane. La stabilité de l'électrode inférieure est obtenue en remplacant le Ti par TiOx. Les propriétés électriques des films de PZT en termes de performances diélectriques et ferroélectriques sont évaluées. En particulier, nous avons étudié leur dépendence avec l'épaisseur des films de PZT.