Películas Delgadas de SBT Para Aplicaciones en Memorias Ferroeléctricas no Volátiles

M STACHIOTTI,; R MACHADO,; L SANTIAGO, M; N PELLEGRI,; A FRATTINI,; RAUL EDUARDO BOLMARO; O DE SANCTIS,

Mar del Plata

Congreso; Jornadas SAM/CONAMET 2005 - MEMAT 2005; 2005

Películas delgadas de perovskitas laminares con composición SrBi2Ta2O9 (SBT) como elementos activos en memorias ferroeléctricas no-volátiles (NVFRAMs), es actualmente una de las tecnologías utilizadas en las “Smart Card”. Sin embargo su potencial aplicación en dispositivos de mayor capacidad de memoria, lo que implica una necesaria miniaturización de los dispositivos, encuentra dos serios inconvenientes: 1) la alta temperatura de cristalización (~700ºC) de la estructura de SBT, lo que activa la interdifusión entre capas con la consecuente degradación de las estructuras “layer-on-layer” del dispositivo microelectrónico y 2) la baja polarización remanente (~10mC/cm2), que ante el aumento del ruido de fondo debido a la miniaturización, genera una baja relación señal-ruido y potencia  el “cross-talking” entre celdas próximas. Uno de los caminos para solucionar total o parcialmente dichos inconvenientes es el de operar sobre los parámetros del proceso de síntesis de las películas de SBT buscando trayectorias en el proceso de formación de las mismas que reduzcan la energía de activación de cristalización de la fase de perovsquita y favorezcan simultáneamente el desarrollo de texturas que incrementen la polarización remanente. En este trabajo se presenta la síntesis de películas SrBi2Ta2O9, por la técnica Chemical Solution Deposition usando alakaloaminas y a-Hidroxicetonas como agentes “chelating” de los organo-metálicos precursores. Mediante técnicas de DTA-TG, HT-XRD y GI-XRD se estudió el efecto de dichos modificadores sobre la evolución térmica, la transformación amorfo-fase intermedia-perovsquita, temperatura mínima de cristalización y presencia de fases espurias en polvos y  películas de SBT depositadas sobre substratos de Pt/Ti/SiO2/Silicio. Usando Microscopia de Fuerzas Atómicas (AFM) y análisis de textura mediante Rayos X se analizó la morfología y la textura de las películas crecidas. Sobre capacitores Pt/SBT/Pt/Ti/SiO2/Silicio se midió el ciclo de histéresis, polarización remanente, constante y pérdida dieléctrica y los valores de corriente de fuga.