Thickness-dependent the Optical and Electrical Properties of Amorphous Transparent Conductive SrRuO3 Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering on Glass Substrate

Abstract

The SrRuO3 electrode can improve the dielectric properties of the perovskite structure. Thus, it is the most suitable electrode material for Dynamic Random-Access Memory (DRAM). This study was conducted to investigate the possibility of the SrRuO3 thin film as a transparent conductive oxide (TCO). In this study, an SrRuO3 thin film was deposited on the glass substrates by the RF magnetron sputtering method at room temperature. To observe the difference in optical and electrical properties as per the thin film thickness, the deposition times were set to 5 and 50 min. As the deposition time increased, the film thickness increased from 5 to 68 nm, the optical transmittance decreased from 80% to 40%, and the resistivity (an electrical property) increased from 1.99 to 26.3 mΩ·cm. Consequently, when the SrRuO3 thin films were deposited on the glass substrates for 5 min, a transmittance of about 80% or more, a band gap of 4.57 eV, and a resistivity of 1.99 mΩ·cm were observed, thus verifying that an SrRuO3 electrode can improve the dielectric properties of perovskite.

스트론튬 루세네이트 (SrRuO3)의 전극은 페로브스케이트 구조 유전체의 유전 특성을 향상시킬 수 있어 DRAM (Dynamic Random-Access Memory)에 가장 적합한 전극 재료로 사용되고 있다. 이러한 장점들을 가지고 있는 스트론튬 루세네이트 (SrRuO3) 박막이 투명 전극 (Transparent Conductive Oxide; TCO)으로의 사용 가능성을 확인해 보기 위해 연구하였다. 본 연구에서, 스트론튬 루세네이트 (SrRuO3) 박막을 유리 기판 위에 RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 상온에서 증착 하였다. 박막의 두께에 따른 광학적 특성과 전기적 특성을 관찰하기 위하여 증착 시간을 5 분과 50 분으로 설정하여 실험을 진행하였다. 증착 시간이 증가할수록 박막 두께가 5 nm에서 68 nm로 증가하였고 광 투과율이 80%에서 40%로 감소 하였다. 전기적 특성인 비저항은 박막 두께가 증가 하면서 1.99 mΩ·cm 에서 26.3 mΩ·cm 로 증가하였다. 결과적으로, 스트론튬 루세네이트 (SrRuO3) 박막을 유리 기판 위에 5 분 증착 하였을 때, 약 80% 이상의 투과율과 4.57 eV의 밴드 갭, 그리고 1.99 mΩ·cm의 비저항을 보여주었다.