• 제목/요약/키워드: $Nb_2O_5/SiO_2$ buffer layer

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정전용량식 터치스크린 패널을 위한 SiO2 버퍼층 두께에 따른 ITO 박막의 전기적 및 광학적 특성 (Electrical and Optical Properties of ITO Thin Films with Various Thicknesses of SiO2 Buffer Layer for Capacitive Touch Screen Panel)

  • 정윤근;정양희;강성준
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.1069-1074
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    • 2022
  • 본 연구에서는 Nb2O5/SiO2 이중 버퍼층위에 ITO박막을 증착하여, SiO2버퍼층 두께 변화 (40~50 nm)에 따른 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. Nb2O5/SiO2 이중 버퍼층을 도입한 ITO박막의 표면 거칠기는 0.815에서 1.181 nm 범위의 작은 값을 가지는 매끄러운 형상을 보였고, 면저항은 99.3~134.0 Ω/sq. 범위로 정전용량식 터치스크린 패널에 적용하는데 문제가 없는 것으로 나타났다. 특히 Nb2O5 (10 nm) / SiO2 (40 nm) 이중 버퍼층을 삽입한 ITO박막의 단파장(400~500 nm) 영역에서의 평균 투과도와 색도(b*)는 83.58 % 와 0.05로 이중버퍼층이 삽입되지 않은 ITO박막의 74.46 % 와 4.28에 비해 상당히 향상된 결과를 나타내었다. 이를 통해 Nb2O5/SiO2 이중 버퍼층을 도입한 ITO박막에서 인덱스 매칭 효과로 인해 단파장 영역의 투과도 및 색도와 같은 광학적 특성이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있었다.

Effect of SiO2 and Nb2O5 Buffer Layer on Optical Characteristics of ITO Thin Film

  • Kwon, Yong-Han;Jang, Gun-Eik
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제16권1호
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    • pp.29-33
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    • 2015
  • This paper presents the results of the optical characteristics of ITO thin film with different buffer layer thicknesses of $SiO_2$ and $Nb_2O_5$ for touch sensor application. $SiO_2$ and $Nb_2O_5$ buffer layers were deposited using RF magnetron sputtering equipment. The buffer layers were inserted between glass and ITO layers. In order to compare with the experimental results, the Essential Macleod Program (EMP) was adopted. Based on EMP simulation, the [$Nb_2O_5{\mid}SiO_2{\mid}ITO$] multi-layered thin film exhibited high transmittance of more than 85% in the visible region. The actual experimental results also showed transmittance of more than 85% in the visible region, indicating that the simulated results were well matched with the experimental results. The sheet resistance of ITO based film was about $340{\Omega}/sq$. The surface roughness maintained a relatively small value within the range of 0.1~0.4 nm when using the $Nb_2O_5$ and $SiO_2$ buffer layers.

기판온도가 Nb2O5/SiO2 버퍼층위에 증착한 ITO 박막의 광학적 및 전기적 특성에 미치는 영향 (Effect of Substrate Temperature on the Optical and Electrical Properties of ITO Thin Films deposited on Nb2O5/SiO2 Buffer Layer)

  • 정양희;강성준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.986-991
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    • 2016
  • 본 연구에서는 $Nb_2O_5/SiO_2$ 두개의 버퍼층위에 기판온도 (상온~$400^{\circ}C$) 에 따른 ITO 박막을 DC 마그네트론 스퍼터링 법으로 증착하여 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 기판온도가 상승함에 따라 그레인 크기 증가에 기인한 결정성 향상 때문에 비저항이 낮아지는 경향을 나타내었다. 기판온도 $400^{\circ}C$ 에서 증착한 ITO 박막이 $3.03{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ 의 비저항과 $86.6{\Omega}/sq.$의 면저항으로 가장 우수한 값을 나타내었다. 광학적 특성을 측정한 결과, 기판온도가 상승함에 따라 가시광 영역 (400~800nm) 에서의 평균 투과도는 증가하였으며 색도 ($b^*$) 값은 감소하였다. $400^{\circ}C$에서 증착한 ITO 박막의 평균 투과도와 색도 ($b^*$) 는 85.8% 와 2.13 으로 버퍼층이 삽입되지 않은 ITO 박막의 82.8% 와 4.56 에 비해 상당히 향상된 결과를 나타내었다. 이를 통해 $Nb_2O_5/SiO_2$ 두개의 버퍼층을 도입한 ITO 박막은 인덱스 매칭 효과로 인해 투과도 및 색도 ($b^*$) 등의 광학적 특성이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있었다.

SiON buffer layer를 이용한 MFIS Capacitor의 제작 및 특성 (Fabrications and properties of MFIS capacitor using SiON buffer layer)

  • 정상현;정순원;인용일;김광호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.70-73
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    • 2001
  • MFIS(Metal-ferroelectric-insulator- semiconductor) structures using silicon oxynitride(SiON) buffer layers were fabricatied and demonstrated nonvolatile memory operations. Oxynitride(SiON) films have been formed on p-Si(100) by RTP(rapid thermal process) in O$_2$+N$_2$ ambient at 1100$^{\circ}C$. The gate leakage current density of Al/SiON/Si(100) capacitor was about the order of 10$\^$-8/ A/cm$^2$ at the range of ${\pm}$ 2.5 MV/cm. The C-V characteristics of Al/LiNbO$_3$/SiON/Si(100) capacitor showed a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ thin films. Typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film of MFIS device was about 24. The memory window width was about 1.2V at the electric field of ${\pm}$300 kV/cm ranges.

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$LiNbO_3/Si_3N_4$ 구조를 이용한 MFIS 구조의 형성 및 특성 (Formations and properties of MFIS structure using $LiNbO_3/Si_3N_4$ structure)

  • 김용성;정상현;정순원;이남열;김진규;김광호;유병곤;이원재;유인규
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.221-224
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    • 2000
  • We have successfully demonstrated metal-ferroel-ectric-insulator-semiconductor (MFIS) devices using Al/LiNbO$_{3}$/SiN/Si structure. The SiN thin films were made into metal -insulator- semiconductor (MIS) devices by thermal evaporation of aluminum source in a dot away on the surface. The interface property of MFIS from 1MHz & quasistatic C-V is good and the memory window width is about 1.5V at 0.2V/s signal voltage sweep rate. The gate leakage current density of MFIS capacitors using a aluminum electrode showed the least value of 1x10$^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$ order at the electric field of 300㎸/cm. And the XRD patterns shows the probability of applications of LN for MFIS devices for FeRAMs on amorphous SiN buffer layer.

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Pt/$LiNbO_3$/AIN/Si(100) 구조의 전기적 특성 (Electrical Properties of Pt/$LiNbO_3$/AIN/Si(100) structures)

  • 정순원;정상현;인용일;김광호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.58-61
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    • 2001
  • Metal-insulator-semiconductor (MIS) C-V properties with high dielectric AIN thin films showed no hysteresis and good interface properties. The dielectric constant of the AIN film calculated from the capacitance at the accumulation region in the capacitance-voltage(C-V) characteristics was about 8. The C-V characteristics of MFIS capacitor showed a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ thin films. Typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film of MFIS device was about 23. The memory window width was about 1.2V at the gate voltage of $\pm$5 V ranges. Typical gate leakage current density of the MFIS structure was the order of 10$^{-9}$ A/cm$^2$ at the range of within $\pm$500 kV/cm. The ferroelectric capacitors showed no polarization degradation up to about 10$^{11}$ switching cycles when subjected to symmetric bipolar voltage pulse(peak-to-peak 8V, 50% duty cycle) in the 500kHz.

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Nb2O5/SiO2 버퍼층위에 증착한 ITO 박막의 전기적 및 광학적 특성에 DC 파워가 미치는 영향 (Influence of the DC Power on the Electrical and Optical Properties of ITO Thin Films Deposited on Nb2O5/SiO2 Buffer Layer)

  • 정양희;강성준
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.297-302
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    • 2019
  • 본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링 법으로 ITO 박막을 $Nb_2O_5(8nm)/SiO_2(45nm)$ 버퍼층위에 증착하여, DC 파워(100~400 W) 변화에 따른 박막의 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. ITO 박막의 표면을 AFM으로 관찰한 결과, 모든 박막이 핀홀이나 크랙 같은 결함이 없는 표면을 가지며, DC 파워 200 W에서 증착한 박막이 1.431 nm의 가장 작은 표면 거칠기를 나타내었다. 전기적 및 광학적 특성 측정 결과, DC 파워 200 W에서 증착한 ITO 박막이 $3.03{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$의 가장 낮은 비저항 값을 보였고 가시광 영역(400~800 nm) 에서의 평균 투과도와 파장 550 nm에서의 투과도는 각각 85.8% 와 87.1%로 조사되었고 색도(b*) 값도 2.13 으로 비교적 우수한 값을 나타내었다. ITO 박막의 면저항과 가시광 영역에서의 평균 투과도 및 파장 550 nm 에서의 투과도를 이용하여 구한 재료평가지수는 DC 파워 200 W일 때 각각 $2.50{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$$2.90{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$의 가장 우수한 값을 나타내었다.

A Materials Approach to Resistive Switching Memory Oxides

  • Hasan, M.;Dong, R.;Lee, D.S.;Seong, D.J.;Choi, H.J.;Pyun, M.B.;Hwang, H.
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권1호
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    • pp.66-79
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    • 2008
  • Several oxides have recently been reported to have resistance-switching characteristics for nonvolatile memory (NVM) applications. Both binary and ternary oxides demonstrated great potential as resistive-switching memory elements. However, the switching mechanisms have not yet been clearly understood, and the uniformity and reproducibility of devices have not been sufficient for gigabit-NVM applications. The primary requirements for oxides in memory applications are scalability, fast switching speed, good memory retention, a reasonable resistive window, and constant working voltage. In this paper, we discuss several materials that are resistive-switching elements and also focus on their switching mechanisms. We evaluated non-stoichiometric polycrystalline oxides ($Nb_2O_5$, and $ZrO_x$) and subsequently the resistive switching of $Cu_xO$ and heavily Cu-doped $MoO_x$ film for their compatibility with modem transistor-process cycles. Single-crystalline Nb-doped $SrTiO_3$ (NbSTO) was also investigated, and we found a Pt/single-crystal NbSTO Schottky junction had excellent memory characteristics. Epitaxial NbSTO film was grown on an Si substrate using conducting TiN as a buffer layer to introduce single-crystal NbSTO into the CMOS process and preserve its excellent electrical characteristics.

AIN 버퍼층을 사용한 MFIS 구조의 제작 및 특성 (Fabrications and properties of MFIS structure using AIN buffer layer)

  • 정순원;김용성;이남열;김진규;정상현;김광호;유병곤;이원재;유인규
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.29-32
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    • 2000
  • Meta1-ferroelectric-insulator-semiconductor(MFIS) devices using Pt/LiNbO$_{3}$/AIN/Si structure were successfully fabricated. AIN thin films were made into metal-insulator-semiconductor(MIS) devices by evaporating aluminum in a dot array on the film surface. The dielectric constant of the AIN film calculated from the capacitance in the accumulation region in the capacitance-voltage(C-V ) characteristic is 8. The gate leakage current density of MIS devices using a aluminum electrode showed the least value of 1$\times$10$^{-8A}$ $\textrm{cm}^2$ order at the electric field of 500㎸/cm. A typica] value of the dielectric constant of MFIS device was about 23 derived from 1MHz capacitance-voltage (C-V) measurement and the resistivity of the film at the field of 500㎸/cm was about 5.6$\times$ 10$^{13}$ $\Omega$.cmcm

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