R. Aam Hamdani Mumu Komaro - Web UPI Official
of 23
/23
Embed Size (px)
Transcript of R. Aam Hamdani Mumu Komaro - Web UPI Official
OLEH
R. Aam Hamdani
Mumu Komaro
SINTESA FILM TIPI BaxSr1-xTiO3
dan KARAKTERISASI SIFAT FERROELEKTRIK
DAN KRISTALNYA
TUJUAN UMUM
• SINTESIS FILM TIPIS BAHAN
FERROELEKTRIK BaxSr1-xTiO3 (BST)
DENGAN METODE CHEMICAL
SOLUTION DEPOSITION (CSD) DAN
PENERAPANNYA PADA DYNAMIC
RANDOM ACCES MEMORY (DRAM)
TUJUAN KHUSUS
• MENGOPTIMALISASI PARAMETER
PENUMBUHAN FILM TIPIS BST DI ATAS
SUBTRAT Pt(200)/SiO2/Si(100) DAN Si (100)
tipe-p DENGAN METODE SPIN COATING
• MEMPELAJARI KARAKTERISASI FILM TIPIS
BST MELALUI PENGUJIAN STRUKTUR
PERMUKAAN TIPIS DENGAN DIFRAKSI SINAR
X (XRD) DAN SEM/EDS
• MENGANALISIS UJI SIFAT FERROELEKTRIK
• Wang, F., A. Uusimaki and S. Leppavuori. J. Mater. Res.,
13 (5), 1243 – 1248 (1998) :
Film tipis bahan oksida (Ba1-xSrxTiO3) sangat atraktif
sebagai kandidat material untuk kapasitor pada memori dinamik
1-4 Gbit Ultra Large Scale Integrated (ULSI), karena mempunyai
konstanta dielektrikum tinggi, kehilangan dielektrik dan
kebocoran arus rendah serta kapasitas penyimpan muatan tinggi.
• Lim, S.S. M.S. Han, S.R. Hahn and S.G. Lee. Jpn. J. Appl. Phys. 39 (8),
page 4835 – 4838 (2000) : Penerapan film tipis bahan ferroelektrik BaxSr1-
xTiO3 dan turunannya sangat banyak di antaranya sebagai sensor infra
merah gas karbon monoksida dan DRAM.
TAHAP PENELITIAN
• TAHAP I : Pembuatan larutan BST yang siap diteteskan ke atas subtrat Pt(200)/SiO2/Si(100) dan Si(100).
• TAHAP II : Melakukan eksperimen pembuatan lapisan film tipis dengan metode chemical solution deposition (CSD) menggunakan spin coating
• TAHAP III : Karakterisasi struktur mikro (XRD dan SEM), uji sifat ferroelektrik dan penerapannya pada DRAM
• Tempat Penelitian dilakukan :Laboratorium Fisika Material Jurusan Pendidikan Teknik Mesin FPTK UPI Bandung dan Laboratorium Terpadu IPB serta Laboratorium Fisika Material Departemen Fisika FMIPA IPB Bogor,
• Alat dan bahan yang digunakan :
+ Seperangkat peralatan sistem reaktor spin coating,
+ pelarut 2-metoksi etanol, barium asetat, stronsium asetat
+ titanium isopropoksida,
+ BaSrTiO3, Gn2O3, Nb2O5
+ substrat Pt (200)/Si (100), Si (100), gelas corning
+ seperangkat alat XRD,
+ seperangkat alat Multifrequency LCZ meter Model NF 2343, + seperangkat alat ferroelektrik model RT66A.
2-metoksi
etanol
[99.9 %]
Proses penumbuhan film tipis
dengan spin coating pada 3000 rpm
(30 detik) di atas substrat Si (100)
tipe-p, Pt (200)/Si (100)
Proses annealing pada suhu 900,
950, 10000C
(15 jam) dalam Furnace Model
Nabertherm Type 27 dalam
suasana oksigen untuk
menghasilkan kristal film
Larutan
BST
Diaduk dengan
ultrasonic Model
Branson 2210
(1 jam)
Tahapan pembuatan
MOS dari film tipis
BST untuk DRAM
Tahapan
karakterisasi dengan
XRD, ferroelektrik
Selesai
Titanium
isopropoksida
[99.9 %]
Barium asetat
[99.99 %]
Stronsium
asetat
[99.99 %]
Nama Sampel Substrat Suhu Annealing (oC)
BST
Pt(200)/SiO2/
Si(100)
900
950
1000
Si (100)
tipe-p
900
950
1000
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
2 Theta
Inte
ns
ita
s
BFST-900
BFST-950
BFST-1000
BST-900
BST-1000BS
T (
11
1)
Pt
BS
T (
22
0)
Nama
sample
Parameter kisi (Å) Bentuk
kristal
a c c/a
BST-Pt-900 3,8469 4,1174 1,0703 tetragonal
BST-Pt-1000 3,8472 4,1137 1,0693 tetragonal
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Po
lari
sasi
( mC
.cm
-2)
9 V
10 V
11 V
12 V
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Pol
aris
asi (m
C.c
m-2
)
9 V
10 V
11 V
12 V
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Po
lari
sasi
( mC
.cm
-2)
9 V
10 V
11 V
12 V
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Po
lari
sasi
(m
C.c
m-2
)
900
950
1000
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Pola
risa
si (m
C.c
m-2
)
9 V
10 V
11 V
12 V
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Po
lari
sasi
( mC
.cm
-2)
9 V
10 V
11 V
12 V
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Po
lari
sasi
( mC
.cm
-2)
9 V
10 V
11 V
12 V
-300
-200
-100
0
100
200
300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
Kuat Medan Listrik (kV.cm-1
)
Pola
risa
si (m
C.c
m-2
)
900
950
1000
HASIL SEM/EDAX BST DIATAS SUBSTRAT Si(100) , ANNEALING 10000C
HASIL SEM/EDAX BST DIATAS SUBSTRAT Pt(200) , ANNEALING 9000C
HASIL SEM/EDAX BST DIATAS SUBSTRAT Pt(200) , ANNEALING 10000C
KESIMPULAN
• Berdasarkan Uji Sifat Feroelektrik, didapat
temperatur anil yang optimum untuk BST yaitu
900oC
TERIMA KASIH
