• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.245-248
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• 2003

Randomly oriented ferroelectric cerium-substituted $Bi_4Ti_3O_{12}$ thin films have been prepared by using metal-organic decomposition method. The layered perovskite structure was investigated using annealing for 1 h in the temperature range from $550\;{\sim}\;750\;^{\circ}C$. The structure and morphology of the films were characterized using X-ray diffraction and scanning electron microscopy The $Bi_{3.4}Ce_{0.6}Ti_3O_{12}$ (BCeT) thin films showed a perovskite phase and dense microstructure. The grain size of the BCeT films increasedwith increasing annealing temperature. The hysteresis loops of the films were well defined at temperatures above $600\;^{\circ}C$. The 200-nm-thick BCeT thin films annealed at $650\;^{\circ}C$ showed a large remanent polarization (2Pr) of 59.3 ${\mu}C/cm^2$ at an applied voltage of 10 V. The BCeT thin films showed good fatigue endurance up to $5\;{\times}\;10^9$ bipolar cycling at 5 V and 100 kHz.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2006년도 춘계학술발표대회 및 제10회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.21.2-21.2
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• 2006

• 한국전자현미경학회:학술대회논문집
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• 한국현미경학회 2003년도 제34차 추계학술대회
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• pp.49-51
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• 2003

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권1호
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• pp.21-26
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• 2005

The field effect transistors (FETs) were fabricated ell $Y_2O_3/Si(100)$ substrates by the conventional memory processes and sol-gel process using $(Bi,La)Ti_3O_{12}(BLT)$ ferroelectric gate materials. The remnant polarization ($2Pr = Pr^+-Pr^-$) int Pt/BLT/Pt/Si capacitors increased from $22 {\mu}C/cm^2$ to $30{\mu}C/ cm^2$ at 5V as the annealing temperature increased from $700^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$. There was no drastic degradation in the polarization values after applying the retention read pulse for $10^{5.5}$ seconds. The capacitance-voltage data of $Pt/BLT/Y_2O_3/Si$ capacitors at 5V input voltage showed that the memory window voltage decreased from 1.4V to 0.6V as the annealing temperature increased from $700^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$. The leakage current of the $Pt/BLT/Y_2O_3/Si$ capacitors annealed at $750^{\circ}C$ was about $510^{-8}A/cm^2$ at 5V. From the drain currents versus gate voltages ($V_G$) for $Pt/BLT/Y_2O_3/Si(100)$ FET devices, the memory window voltages increased from 0.3V to 0.8V with increasing tile $V_G$ from 3V to 5V.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.221-225
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• 2003

The MFIS-FET(Field Effect Transistor) devices using $BLT/Y_2O_3$ buffer layer on p-Si(100) substrates were fabricated by the Sol-Gel method and conventional memory processes. The crystal structure, morphologies and electrical properties of prepared devices were investigated by using various measuring techniques. From the C-V(capacitance-voltage) data at 5V, the memory window voltage of the $Pt/BLT/Y_2O_3/si$ structure decreased from 1.4V to 0.6V with increasing the annealing temperature from $700^{\circ}C\;to\;750^{\circ}C$. The drain current (Ic) as a function of gate voltages $(V_G)$ for the $MFIS(Pt/BLT/Y_2O_3/Si(100))-FET$ devices at gate voltages $(V_G)$ of 3V, 4V and 5V, the memory window voltages increased from 0.3V to 0.8V as $V_G$ increased from 3V to 5V.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.537-544
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• 2011

본 연구에서는 탄화수소가스 중에서 가장 발화온도가 높은 메탄을 대상으로 전이금속 촉매의 산화반응 특성을 수행하였다. 망간의 경우 MnO, $MnO_2$, $Mn_2O_3$, $Mn_3O_4$, $Mn_4O_5$와 같이 다양한 산화가를 나타내므로 산화망간을 선택하여 메탄산화반응실험을 실시하였다. 메탄의 산화를 위한 전이금속 촉매중 망간을 산화물형태로 $Al_2O_3$, $TiO_2$에 담지하였으며, 조촉매로는 Ni, Co 등을 이용하여 활성능과 수명의 향상을 연구하였다. 본 연구에서 촉매 제조는 과잉용액 함침법을 사용하였다. 촉매의 활성화에너지, $T_{50}$, $T_{90}$을 계산하기 위하여 온도와 공간속도에 대한 전환율을 측정하였다. Mn-Co, Mn-Ni의 두성분의 전이금속촉매의 수명이 망간촉매에 비하여 10%이상 증가하고 활성은 약간 감소함을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.257-257
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• 2007

고밀도 FeRAM (Ferroe!ectric Random Access Memory) 소자를 개발하기 위해서는 강유전체 물질을 이용한 안정적인 스텍형의 커패시터 개발이 필수적이다. 특히 $(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 강유전체 물질을 이용하는 경우에는 낮은 열처리 온도에서도 균질하고 높은 값의 잔류 분극 값을 확보하는 것이 가장 중요한 과제 중의 하나이다. 불행히도, BLT 물질은 a-축으로는 약 $50\;{\mu}C/cm^2$ 정도의 높은 잔류 분극 값을 갖지만, c-축 방향으로는 $4\;{\mu}C/cm^2$ 정도의 낮은 잔류 분극 값을 나타내는 동의 강한 비등방성 특성을 보인다. 따라서 BLT 박막에서 각각 입자들의 크기 및 결정 방향성을 세밀하게 제어하는 것은 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 16 Mb의 1T/1C (1-transistor/1-capacitor) 형의 FeRAM 소자를 BLT 박막을 적용하여 제작하였다. 솔-젤 (sol-gel) 용액을 이용하여 스핀코팅법으로 BLT 박막을 증착하고, 후속 열처리 공정을 RTP (rapid thermal process) 공정을 이용하여 수행하였다. 커패시터의 하부 전극 및 상부 전극은 각각 Pt/IrOx/lr 및 Pt을 적용하였다. 반응성 이온 에칭 (RIE: reactive ion etching) 공정을 이용하여 커패시터를 형성시킨 후, 32k-array (unit capacitor: $0.68\;{\mu}m$) 패턴에서 측정한 스위칭 분극 (dP=P*-P^) 값은 약 $16\;{\mu}C/cm^2$ 정도이고, 웨이퍼 내에서의 균일도도 2.8% 정도로 매우 우수한 특성을 보였다. 그러나 단위 셀들의 특성을 평가하기 위하여 bit-line의 전압을 측정한 결과, 약 10% 정도의 커패시터에서 불량이 발생하였다. 그리고 이러한 불량 젤들은 매우 불규칙적으로 분포함을 확인할 수 있었다. 이러한 불량 원인을 파악하기 위하여 양호한 젤과 불량이 발생한 셀에서의 BLT 박막의 미세구조를 분석하였다. 양호한 셀의 BLT 박막 입자들은 불량한 셀에 비하여 작고 비교적 균일한 크기를 갖고 있었다. 이에 비하여 불량한 셀에서의 BLT 박막에는 과대 성장한 입자들이 존재하고 이에 따라서 입자 크기가 매우 불균질한 것으로 확인되었다. 또 이러한 과대 성장한 입자들은 거의 모두 c-축 배향성을 나타내었다. 이상의 실험 결과들로부터, BLT 박막을 이용하여 제작한 FeRAM 소자에서 발생하는 불규칙한 셀 불량의 주된 원인은 c-축 배향성을 갖는 과대 성장한 입자의 생성임을 알 수 있었다. 즉 BLT 박막을 이용하여 FeRAM 소자를 제작하는 경우, 균일한 크기의 입자 및 c-축 배향성의 입자 억제가 매우 중요한 기술적 요소임을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.624-627
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• 2003

The BLT thin-films were one of the promising ferroelectric materials with a good leakage current and degradation behavior on Pt electrode. The BLT target was sintered at $1100^{\circ}C$ for 4 hours at the air ambient. $Bi_{3.25}La_{0.75}Ti_3O_{12}$ (BLT) thin-film deposited on $Pt/Ti/SIO_2/Si$ wafer by rf magnetron sputtering method. At annealed $700^{\circ}C$, (117) and (006) peaks appeared the high intensity. The hysteresis loop of the BLT thin films showed that the remanent polarization ($2Pr=Pr^+-Pr^-$) was $16uC/cm^2$ and leakage current density was $1.8{\times}10^{-9}A/cm^2$ at 50 kV/cm with coersive electric field when BLT thin-films were annealed at $700^{\circ}C$. Also, the thin film showed fatigue property at least up to $10^{10}$ switching bipolar pulse cycles under 7 V. Therefore, we induce access to optimum fabrication condition of memory device application by rf-magnetron sputtering method in this report.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제1권1호
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• pp.1-14
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• 2001

Current status and prospects of FET-type FeRAMs (ferroelectric random access memories) are reviewed. First, it is described that the most important issue for realizing FET-type FeRAMs is to improve the data retention characteristics of ferroelectric-gate FETs. Then, necessary conditions to prolong the retention time are discussed from viewpoints of materials, device structure, and circuit configuration. Finally, recent experimental results related to the FET-type memories are introduced, which include optimization of a buffer layer that is inserted between the ferroelectric film and a Si substrate, development of a new ferroelectric film with a small remnant polarization value, proposal and fabrication of a 1T2C-type memory cell with good retention characteristics, and so on.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.173-173
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• 2010

$Bi_4Ti_3O_{12}$ ($B_4T_3$) is a unique ferroelectric material that has a relatively high dielectric constant, high Curie temperature, high breakdown strength, and large spontaneous polarization. As a result this material has been widely studied for many applications, including nonvolatile ferroelectric random memories, microelectronic mechanical systems, and nonlinear-optical devices. Several reports have appeared on the use of Mn dopants to improve the electrical properties of $B_4T_3$ thin films. Mn ions have frequently been used for this purpose in thin films and multilayer capacitors in situations where intrinsic oxygen vacancies are the major defects. However, no systematic study of the optical properties of $B_4T_3$ films has appeared to date. Here, we report optical data for these films, determined by spectroscopic ellipsometry (SE). We also report the effects of thermal annealing and Mn doping on the optical properties. The SE data were analyzed using a multilayer model that is consistent with the original sample structure, specifically surface roughness/$B_4T_3$ film/Pt/Ti/$SiO_2$/c-Si). The data are well described by the Tauc-Lorentz dispersion function, which can therefore be used to model the optical properties of these materials. Parameters for reconstructing the dielectric functions of these films are also reported. The SE data show that thermal annealing crystallizes $B_4T_3$ films, as confirmed by the appearance of $B_4T_3$ peaks in X-ray diffraction patterns. The bandgap of $B_4T_3$ red-shifts with increasing Mn concentration. We interpret this as evidence of the existence deep levels generated by the Mn transition-metal d states. These results will be useful in a number of contexts, including more detailed studies of the optical properties of these materials for engineering high-speed devices.