Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Feb 2010)
Effects of the crystallization parameters on the fabrication of ultrathin capacitors of PbTiO<sub>3</sub>
Abstract
Ultrathin ferroelectric films have interesting potential applications, for example, as transducer elements of nanoelectromechanical systems (NEMS). However, to be integrated in devices, several problems related to their preparation must be solved. In this work we focus on the fabrication of functional capacitors, i.e., without electrical shorts, from PbTiO3 ultrathin films obtained by chemical solution deposition. It has been shown that above a certain grain size to thickness ratio the films break up into isolated structures. Therefore, the control of grain growth by a reduction of the crystallization temperature must be analyzed and the effects on the properties of the ferroelectric films described. With the optimized processing conditions, functional PbTiO3 capacitors of around 40 nm thick with less contribution of leakage currents are obtained.Las láminas ultradelgadas ferroeléctricas tienen aplicaciones potenciales de gran interés, por ejemplo, como elementos transductores de los sistemas nanoelectromecánicos (NEMS). Pero para que puedan ser integradas de manera efectiva en dispositivos reales, varios problemas relacionados con su preparación deben ser resueltos primero. En este trabajo nos centramos en la fabricación de condensadores funcionales, es decir, sin cortos eléctricos, a partir de láminas ultadelgadas de PbTiO3 obtenidas por depósito de disoluciones. Se ha demostrado que por encima de un cierto valor del cociente entre el tamaño de grano y el espesor de la lámina, ésta se separa en estructuras aisladas, perdiendo su continuidad. Por tanto, el control del crecimiento de grano a través de la reducción de la temperatura de cristalización debe ser estudiada, así como sus efectos en las propiedades de las láminas ferroeléctricas. Usando condiciones de procesado óptimas se consiguen preparar condensadores funcionales de PbTiO3 de aproximadamente 40 nm de espesor con una baja contribución de las corrientes de pérdidas.
