• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.7
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• pp.759-766
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• 1994

Our investigation aimed to reduce the leakage current of $Ta_2O_5$ thin film capacitor by layering SnOz thin film layer under Ta thin film, thereby supplying extra oxygen ions from the $SnO_{2}$ underlayer to enhance the stoichiometry of $Ta_2O_5$ during the oxidation of Ta thin film. Tantalum was evaporated by e-beam or sputtered on p-Si wafers with various deposition temperatures and was oxidized by dry--oxygen at the temperatures between $500^{\circ}C$ and $900^{\circ}C$. Aluminum top and bottom electrodes were formed to make Al/$Ta_2O_5$/p-Si/Al or $Al/Ta_2O_5/SnO_2$p-Si/AI MIS type capacitors. LCR meter and pico-ammeter were used to measure the dielectric constants and leakage currents of the prepared thm film capacitors. XRD, AES and ESCA were employed to confirm the crystallization of the thin f~lm and the compositions of the films. Dielectric constant of $Ta_2O_5$ thin film capacitor with $SnO_{2}$ underlayer was found to be about 200, which is about 10 times higher than that of $Ta_2O_5$ thin film capacitor without $SnO_{2}$ underlayer. In addition, higher oxidation temperatures increased the dielectric constants and reduced the leakage current. Higher deposition temperature generally gave lower leakage current. $Ta_2O_5/SnO_2$ capacitor deposited at $200^{\circ}C$ and oxidized at $800^{\circ}C$ showed significantly lower leakage current, $10^{-7}A/\textrm{cm}^2$ at $4 \times 10^{5}$V/cm, compared to the one without $SnO_{2}$ underlayer. XRD showed that $Ta_2O_5$ thin film was crystallized above $700^{\circ}C$. AES and ESCA showed that initially the $SnO_{2}$, underlayer supplied oxygen ions to oxidize the Ta layer, however, Sn also diffused into the Ta thin film layer to form a new $Ta_xSn_YO_Z$ , ternary oxide layer after all.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1502-1504
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• 2003

최근 전자기기의 경박단소화 추세는 전자기기의 크기와 가격의 감소를 이끌었으며 이러한 추세는 앞으로 지속될 것이다. 이와 같은 현상으로 전자기기를 구성하는 요소의 절반이상을 차지하는 단위수동소자의 경우 소형화를 넘어 박막화 및 집적화가 절실히 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 현재 GHz 대역의 휴대용 무선통신 송 수신부 등에 사용되고 있는 기판이 $Al_2O_3$ 기판인 점을 고려하여 기판의 공통화를 위해 $Al_2O_3$ 기판 위에 Ta/$Ta_2O_5$/Ta 구조를 갖는 MIM 박막커패시터를 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 모든 박막의 증착은 RF-magnetron reactive sputtering법에 의해 이루어졌으며, 유전체 열처리는 $700^{\circ}C$ 진공상태에서 60 sec 동안 수행하였다. XRD 분석결과, as-deposited $Ta_2O_5$ 박막은 열처리 후에 비정질상에서 결정질상으로 변환되었다. Ta/$Ta_2O_5$/Ta/Ti/$Al_2O_3$ 커패시터의 전기적 특성으로는 C-F, C-V, I-V 를 측정하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.1 no.4
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• pp.229-235
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• 1991

A new electrode material for $Ta_2O_5$ capacitor was developed to obtain both high dielectric constant and improved electrical properties for use in DRAM. High leakage current and low breakdown field of as-deposited $Ta_2O_5$ film on Si is due to the reduction of $Ta_2O_5$ by silicon at $Ta_2O_5$/electrode interface. $Dry-O_2$ anneal improves the electrical properties of $Ta_2O_5$ capacitor with Si electrode, but it thickens the interfacial oxide and lowers the dielectric constant, subsequently. $Ta_2O_5$ capacitor with TiN exectrode shows better electrical properties and higher dielectric constant than post heat treated $Ta_2O_5$ film on Si. No interfacial oxide layer at $Ta_2O_5$/TiN interface suggests that there\`s no Interaction between $Ta_2O_5$ and electrode. TiN is a adequate electrode material for $Ta_2O_5$ capacitor.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.8 no.4
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• pp.283-290
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• 1997

Scattering measurement on high reflection dielectric multilayer mirrors deposited on quartz substrate in a vacuum chamber were performed using a total integrated scattering method. Scattering of (Ta$_2$$O_5$/SiO$_2$) multilayer mirrors deposited at 250-30$0^{\circ}C$ was 0.048-0.050% and did not change with an annealing at 30$0^{\circ}C$ for 4 hours. On the other hand, scattering of (TiO$_2$/SiO$_2$) multilayer mirror at 25$0^{\circ}C$ was 0.029% and it showed the heavy tensile stress after an annealing. The rms roughness of (Ta$_2$$O_5$/SiO$_2$) multilayer mirror was almost the same as that of (TiO$_2$/SiO$_2$)multilayer mirror. The column size of Ta$_2$$O_5$ film was smaller than that of TiO$_2$film and the packing density of (Ta$_2$$O_5$/SiO$_2$) multilayer mirrors was higher than that of (TiO$_2$/SiO$_2$) multilayer mirror. It seems that the higher packing density and smaller column size of Ta$_2$$O_5$ films lead to more scattering.

• The Magazine of the IEIE
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• v.19 no.5
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• pp.47-52
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• 1992

Ta₂O/Si 계면에서 SiO₂층이 dry O₂ 및 N₂분위기에서 열처리에 의해 형성되며 열처리 온도가 증가할수록 이층의 두께가 증가한다. Dry O₂ 및 N₂에서 열처리 할 때 얇은 Ta₂O 박막(40nm 이하)의 누설전류는 열처리 온도가 증가함에 따라 감소한다. 유전상수 vs 열처리 온도 관계에서 750℃또는 800℃에서 Ta₂O 박막의 결정화에 따른 최대값을 보여주며, 이러한 결정화에 의한 유전상수 증가 효과는 두꺼운 Ta₂O 박막에서 현저히 나타난다. 그러나 고온에서 열처리하면 계면에서 SiO₂층의 형성과 성장 때문에 유전상수는 감소한다. Al/Ta₂O/Si MIS capacitor의 stress에 따른 flat band voltage와 gate voltage instability는 열처리에 의해서 형성된 계면 SiO₂성장으로 설명할 수 있다. 열처리 조건의 함수로서 Ta₂O박막의 전기적 특성은 Ta₂O박막형성 방법에 관계없이 Ta₂O 박막 두께에 강하게 의존한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.6
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• pp.633-638
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• 1995

Two types of $Ta_2O_{5}$, films, prepared by thermal oxidation and PECVD, on P-type(100) Si wafers were studied to examine the relationship between electrical properties and stresses of the films. For the thermally oxidized films, Ta films were depositied on the Si wafers by dc magnetron sputtering followed by thermal oxidation as functions of oxidation temperature and time. The PECVD films were deposited on the Si wafers as a fuction of RF power density. The relationship between the electrical properties and film stresses were studied. In the case of thermally oxidized $Ta_2O_{5}$ film, the electrical properties and film stress were not found to be dependent on each other, while PECVD $Ta_2O_{5}$ films showed that the electrical properties were depended on the film stress.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.11 no.3
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• pp.147-151
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• 2000

We deposited the ion assisted ${Ta_2}{O_5}$ films and conventional thermal evaporated ${Ta_2}{O_5}$ films by using electron beam gun, and measured the optical properties and mechanical properties of the fabricated films according to the evaporation conditions. In the case of the TazOs films by oxygen ion assisted deposition with the anode voltage of 120 V, and current density of $50~500\muA/cm^2$, the refractive index exhibited 2.15 which was higher than the conventionally deposited film index 1.94 and the tensile stress exhibited $5.0\times10^8 dyne/cm^2$ which was lower than $7.0\times10^8 dyne/cm^2$. This properties coincided with the optical and mechanical properties of the films deposited at the elevated substrate temperature of $230^{\circ}C$. In the case of the argon ion assisted films the tensile stress was decreased but the absorption existed at the short wavelength in the visible spectral region. And all the fabricated films were found to be amorphous by the X-ray diffraction analysis. lysis.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07d
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• pp.1424-1426
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• 1997

저전압 구동이 가능한 교류구동형 박막전기발광소자를 구현하기 위해 높은 유전상수를 가지며 특히 광학적 굴절률이 발광박막과 유사하여 광학적 특성 개선에도 효과적인 것으로 알려져 있는 $Ta_2O_5$를 제조하였다. $Ta_2O_5$박막은 rf-magnetron sputtering방법으로 형성하였으며 기판온도, working pressure, 박막의 두께에 따른 전기적인 특성을 조사하였다. 10mTorr에서 제조된 $Ta_2O_5$박막은 $22{\sim}26$의 비유전율을 보였고, 유전손실은 $0.007{\sim}0.03(1kHz{\sim}10kHz)$의 값을 보였다. $100^{\circ}C$에서 제조된 박막의 전하저장용량은 $7.9{\mu}C/cm^2$이었다. 제조된 박막의 항복전압은 인가 전압의 극성에 의존하며, 전류특성은 기판온도와 200nm와 300nm의 두께에서는 $V^{1.95}{\sim}V^{2.35}$에 비례하는 space charge limited current특성을 보였고, 400nm에서는 Poole Frenkel특성을 보였다. 이상의 결과로 TFEL소자에 응용에 적합한 $Ta_2O_3$ 박막은 $200^{\circ}C$에서 증착되고 200nm와 300nm인 것으로 나타났으며, 제조된 MIS구조(ITO-$Ta_2O_5$-ZnS-Al)의 ACTFEL소자에서의 전도전하는 각각 $13uC/cm^2$, $8.3uC/cm^2$로 조사되었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.10
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• pp.945-949
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• 1998

Ta(OC2H5)5와 NH3를 이용하여 Cycle-CVD법으로 산화탄탈륨 막을 증착하였다. Cycle-CVD법에서는 Ta(OC2H5)5와 NH3사이에 불활성 기체를 주입한다. 하나의 cycle은 Ta(OC2H5)5주입, Ar주입, NH3 주입, Ar 주입의 네 단계로 이루어진다. Cycle-CVD법으로 산화탄탈륨 막을 증착할 때, 온도 $250-280^{\circ}C$에서 박막의 증착 기구는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition:ALD)이었다. $265^{\circ}C$에서 Ta(OC2H5)5:Ar:NH3:Ar:NH3:Ar의 한 cycle에서 각 단계의 주입 시간을 1-60초:5초:5초:5초로 Ta(OC2H5)5 주입 시간을 변화시키면서 산화탄탈륨 막을 Cycle-CVD법으로 증착하였다. Ta(OC2H5)5주입시간이 증가하여도 cycle 당 두께가 $1.5\AA$/cycle로 일정하였다. $265^{\circ}C$에서 증착된 박막의 누설 전류는 2MV/cm에서 2x10-2A/$\textrm{cm}^2$이었고 열처리후의 산화탄탈륨 막의 누설 전류값은 $10-4A\textrm{cm}^2$ 이하고 감소하였다. 증착한 산화탄탈륨 막의 성분을 Auger 전자 분광법으로 분석하였다. 2$65^{\circ}C$에서 증착한 막의 성분은 탄탈륨 33at%, 산소 50at%, 탄소 5at%, 질소 12at% 이었으며 90$0^{\circ}C$, O2300torr에서 10분 동안 열처리한 박막은 탄탈륨 33at%, 산소 60wt%, 탄소 4at%, 질소 3at%이었다. 박막의 열처리 온도가 높을수록 불순물인 탄소와 질소의 박막 내 잔류량이 감소하였다. 열처리 후의 박막은 O/Ta 화학정량비가 증가하였으며 Ta의 4f7/5와 4f 5/2의 결합 강도가 열처리 전 박막보다 증가하였다. 열처리 후 누설 전류가 감소하는 것은 불순물 감소와 화학정량비 개선 및 Ta-O 결합 강도의증가에 의한 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.25 no.2
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• pp.43-46
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• 2015

$Si(100){\backslash}200nm$ $SiO_2{\backslash}5nm$ $Ta{\backslash}5nm$ $MgO{\backslash}35nm$ $Fe_3O_4$ multi-layers were prepared by using RF-sputtering and ultra-high vacuum molecular beam epitaxy (UHV-MBE) techniques. After post-annealing the multi-layers at $500^{\circ}C$ for 1 hour under the high vacuum of ${\sim}1{\times}10^{-6}Torr$, we observed ferromagnetic properties at room temperature as well as the Verwey transition which is the typical features of magnetite crystals formed. We have carried out a comparative study of the effect of Ta buffered layer on the crystallinity and magnetic properties of $Fe_3O_4$ thin films prepared under different growth and annealing conditions.