• 제목/요약/키워드: $Ta_2O_5$ 박막

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MoN 하지층을 이용한 스핀밸브의 자기저항 특성 (Magnetoresistance Properties of Spin Valves Using MoN Underlayer)

  • 김지원;조순철;김상윤;고훈;이창우
    • 한국자기학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.240-244
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    • 2006
  • 본 연구에서는 하지층으로 사용한 Mo(MoN)의 두께 변화에 따른 스핀밸브 구조의 자기적 특성과 열처리 결과를 비교 검토하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(MoN)(t{\AA})/NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(65\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. 또한 본 연구에서는 MoN 하지층을 Si기판에 증착하여 열처리후 특성을 분석하였다. MoN 박막의 질소량이 증가(5 sccm까지)할수록 비저항은 증가하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리 후 측정한 XRD 결과를 보면 Si/Mo(MoN) 박막에서 규소화합물을 발견할 수 없었다. MoN을 하지층으로 사용할 경우 $300^{\circ}C$에서 열처리 후 측정한 XPS 결과를 보면 질소 유입량이 5 sccm인 경우가 질소 유입량이 1 sccm인 경우보다 안정적임을 알았다. Mo(MoN) 하지층을 사용한 경우 하지층 두께 변화($45{\AA}$)에 따라 자기저항비와 교환결합력의 변화는 소폭이었다. Mo 하지층의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 7.0%이었고, $220^{\circ}C$ 열처리 때 7.5%로 증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가 시키면 자기저항비는 7.5%에서 3.5%로 감소하였고, 질소유입량이 변화(5 sccm까지)하여도 유사한 경향을 보였다.

자연산화 $Al_2O_3$장벽층을 갖는 스핀의존 터널링 접합에서 자기저항특성의 접합면적 의존성 (Junction Area Dependence of Tunneling Magnetoresistance in Spin-dependent Tunneling Junction with Natural $Al_2O_3$Barrier)

  • 이긍원;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.202-210
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    • 2001
  • 자연산화 $Al_2$O$_3$층이 형성된 하부형태 터널링 자기저항 다층박막이 기본진공도 $10^{-9}$ Torr을 유지하는 UHV 챔버내에서 이온빔 스퍼터링과 dc 마그네트론 스퍼터링 법으로 증착되었다. 제작된 스핀의존터널링 (SDT) 접합소자의 최대 터널링자기저항(TMR)와 최소 접합저항과 면적곱(R$_{j}$ A) 각각 16~17%와 50-60$\Omega$$\mu\textrm{m}$$^2$이었다. 자기장하에서 열처리한 SDT접합에 대한 TMR향상과 (R$_{j}$ A) 감소의 변화는 미미하였다. 접합면적이 81$\mu\textrm{m}$$^2$에서 47$\mu\textrm{m}$$^2$까지 접합크기가 작이짐에 따라 TMR이 증가하고 (R$_{j}$ A)이 감소하는 의존성이 관찰되었다. 이러한 현상을 하부층 단자의 판흐름 저항값 의존효과와 스핀채널효과로 설명하였다.

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Cu 두께에 따른 Cu-Cu 열 압착 웨이퍼 접합부의 접합 특성 평가 (Cu Thickness Effects on Bonding Characteristics in Cu-Cu Direct Bonds)

  • 김재원;정명혁;;;;이학주;현승민;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.61-66
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    • 2010
  • 3차원 TSV 접합 시접합 두께 및 전, 후 추가 공정 처리가 Cu-Cu 열 압착 접합에 미치는 영향을 알아보기 위해 0.25, 0.5, 1.5, 3.0 um 두께로 Cu 박막을 제작한 후 접합 전 $300^{\circ}C$에서 15분간 $Ar+H_2$, 분위기에서 열처리 후 $300^{\circ}C$에서 30분 접합 후 후속 열처리 효과를 실시하여 계면접착에너지를 4점굽힘 시험법을 통해 평가하였다. FIB 이미지 확인 결과 Cu 두께에 상관없이 열 압착 접합이 잘 이루어져 있었다. 계면접착에너지 역시 두께에 상관없이 $4.34{\pm}0.17J/m^2$ 값을 얻었으며, 파괴된 계면을 분석 한 결과 $Ta/SiO_2$의 약한 계면에서 파괴가 일어났음을 확인하였다.

루테늄 산화물-수계 전해액 수퍼캐패시터의 전위 특성 (Potential Characteristics of Supercapacitor Based on Ruthenium Oxide-Aqueous Electrolyte)

  • 도칠훈;최상진;문성인;윤문수;육경창;김상길;이주원
    • 전기화학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.93-97
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    • 2003
  • [ $RuCI_3{\cdot}xH_2O$ ]로부터 제조한 비정질의 $RuO_2{\cdot}nH_2O$을 사용하여 탄탈륨 집전체상의 수퍼캐패시터 전극을 제조하였다. $RuO_2{\cdot}nH_2O$ 전극과 4.8 M 황산 전해액을 사용하여 $RuO_2$ 수퍼캐패시터를 제조하였다. 탄탈륨 박막은 0.0-1.1 V(vs.SCE)에서 안정적임을 AC impedance로 확인하고 수퍼캐패시터에 적용하였다. 루테늄 산화물 수퍼캐패시터는 약 1.0 V(vs. SCE)이상에서 비가역 가수분해 반응이 진행되었다 수퍼캐패시터를 0.5V(vs. SCE)의 protonation leve을 조정하고, 전압범위를 1V로 하여 충방전 시험할 경우 우수한 특성을 나타내었다. 이때 전극전위는 $-0.004\~0.995V(vs.SCE)$의 범위이고 positive 전극 및 negative 전극의 전위범위는 각각 $-0.004\~0.515V(vs.SCE)$$-0.515\~0.995V(vs.SCE)$이었다.

조성변화에 따른 BST 박막의 특성에 관한연구 (A study on the characteristics of BST thin films with various Ba/Sr Ratio)

  • 류정선;강성준;윤영섭
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권6호
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    • pp.120-126
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    • 1996
  • In the present study, we have studied on the characteristics of BST thin films with various Ba/Sr ratios by using sol-gel method. Barium-acetate, strontium-acetate and titanium isopropoxide are used as starting materials to fabricate BST thin films by sol-gel method. The fabrication conditions are estabilished through the TG-dT analyses and XRD measurements. BST thin films with the Ba/Sr ratios of 90/10, 70/30, 50/50 and 30/70 were deposited on the Pt/Ta/SiO$_{2}$Si substrate with the estabilished sol-gel process, and their characteristics were examined. The relative permittivity and the leakage current density at 5V vary from 287 to 395 and from 2.3 to 220${\mu}$A/cm$^{2}$, respectively, with various Ba/Sr ratio. Among the films investigatd in this research, BST (70/30) thin film shows the best relative permittivity and dielectric loss of BST (70/30) thin film are 395 and 0.045, respectively and the leakage current density at 5V is 2.3${\mu}$A/cm$^{2}$.

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LSMCD공정으로 제조한 SBT 박막의 두께에 따른 강유전 특성 (Thickness effect on the ferroelectric properties of SBT thin films fabricated by LSMCD process)

  • 박주동;권용욱;연대중;오태성
    • 한국진공학회지
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    • 제8권3A호
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    • pp.231-237
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    • 1999
  • $SrBi_{22.4}Ta_2O_9$ (SBT) thin films of 70~150 nm thickness were prepared on platinized silicon substrates by Liquid Source Misted Chemical Deposition (LSMCD) process, and their microstructure, feroelectric and leakage current characteristics were investigated. By annealing at $800^{\circ}C$ for 1 hour in oxygen ambient, SBT films were fully crystallized to the Bi layered perovskite structure without preferred orientation. The grain size of the LSMCD- derived SBT films was about 100nm, and was not varied with the film thickness. $2P_r$ and $E_c$ of the SBT films increased with decreasing the film thickness, and the 70nm-thick SBT film exhibited $2P_r$ of 17.8 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ and $E_c$ of 74kV/cm at applied voltage of 5V. Within the film thickness range of 70~150nm, the relative dielectric permittivity of the LSMCD-derived SBT film decreased with decreasing the film thickness. Leakage current densities lower than $10^{-7}\textrm{A/cm}^2$ at 5V were observed in the SBT films thicker than 125nm.

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Top형 스핀밸브구조에서 반강자성체 두께 변화에 따른 자기적 특성 연구 (Magnetic Properties of Top-type Spin Valve Structure for Various Thickness of IrMn Antiferromagnet)

  • 김상윤;고훈;최경호;이창우;김지원;조순철
    • 한국자기학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.22-25
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    • 2007
  • 본 연구에서는 하지층으로 Mo을 사용한 스핀밸브구조에서 반강자성체 IrMn의 두께 변화에 따른 자기적 특성을 연구하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(17\;{\AA})NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(t\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. Mo 박막의 비저항은 $600^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 열처리 후 급격히 증가하였다. 반강자성체인 IrMn의 두께 변화(130 ${\AA}$까지)에 따른 자기저항비와 교환결합력을 측정하였다. IrMn의 두께가 65 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 9.65%와 337.5 Oe로 최고값을 나타냈다. 그러나 두께를 더욱 증가시킨 97.5 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 8.2%와 285 Oe로 감소하였으며, IrMn의 두께가 130 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 더욱 감소한 7.65%와 257.5 Oe이었다.

솔-젤법을 이용한 Bismuth Layered Structure를 가진 강유전성 박막의 제조 및 특성평가에 관한 연구 (The preparation and Characterization of Bismuth Layered Ferroelectric Thin Films by Sol-Gel Process)

  • 주진경;송석표;김병호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.945-952
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    • 1998
  • Ferroelectric Sr0.8Bi2.4Ta2O9 stock solutions were prepared by MOD(Metaloganic Decompostion) process. The phase transformation for the layered perovskite of the SBT thin films by changing RTA(Rapid her-mal Annealing) temperatuer from 700$^{\circ}C$to 780$^{\circ}C$ were observed using XRD and SEM. Layered perovskite phase began to appear above 740$^{\circ}C$ and then SBT thin films were annealed at 800$^{\circ}C$ for 1hr for its com-plete crystallization. The specimens showed well shaped hysteresis curves without post annealing that car-ried out after deposition of Pt top electrode. The SBT thin films showed the asymmetric ferroelectric pro-perties. It was confirmed that the properties were caused by interface effect to SBT and electrode by leak-age current density measurement and asymmetric properties reduced by post annealing. At post annealing temperature of 800$^{\circ}C$ remanant polarization values (2Pr) were 6.7 9 ${\mu}$C/cm2 and those of leakage current densities were 3.73${\times}$10-7 1.32${\times}$10-6 A/cm2 at 3, 5V respectively. Also bismuth bonding types of SBT thin film surface were observed by XPS.

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고온에서 급속열산화법으로 형성된 탄탈륨산화막의 수소응답특성 (Hydrogen Response Characteristics of Tantalum Oxide Layer Formed by Rapid Thermal Oxidation at High Temperatures)

  • 김성진
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.19-24
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    • 2023
  • 약 1.12 ev의 밴드갭 에너지를 갖는 실리콘은 동작 온도가 250 ℃ 이하로 제한되어, 밴드갭 에너지가 큰 SiC 기판을 이용한 MIS(metal-insulator-semiconductor) 구조의 시료를 제작하여 고온에서 수소 응답 특성을 고찰하였다. 적용된 유전체 박막은 수소가스에 대해 침투성이 강하고 고온에서 안정성을 보이는 탄탈륨 산화막(Ta2O5)으로, 스퍼터링으로 증착된 탄탈륨(Ta)을 900 ℃의 온도에서 급속열산화법(RTO)으로 형성하였다. 이렇게 형성된 탄탈륨 산화막은 TEM, SIMS, 및 누설전류 측정을 통해, 두께, 원소들의 깊이 분포 및 절연특성을 분석하였다. 수소가스 응답특성은 0부터 2,000 ppm의 수소가스 농도에 대해, 상온으로부터 200와 400 ℃의 온도에서 정전용량의 변화로 평가하였다. 그 결과, 시료로부터 감도가 우수하고, 약 60초의 응답 시간을 나타내는 특성을 확인하였다.

나노임프린트 패터닝과 자성박막도금을 이용하여 제작한 패턴드미디어용 자기패턴의 자기적 및 결정구조특성에 관한 연구 (Magnetic & Crystallographic Properties of Patterned Media Fabricated by Nanoimprint Lithography and Co-Pt Electroplating)

  • 이병규;이두현;이명복;김해성;조은형;손진승;이창형;정근희;서수정
    • 한국자기학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.49-53
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    • 2008
  • 50 nm pitch의 magnetic dot pattern을 갖는 hard disk drive용 patterned media를 nanoimprint lithography(NIL) patterning과 electroplating 공정을 이용하여 제작하고 자기 및 결정구조 특성을 관찰하였다. Patterned media는 Si(100) wafer 위에 Ru(20nm)/Ta(5 nm)/$SiO_2$(100 nm)를 순차적으로 증착한 후 nanoimprint lithography를 이용하여 25 nm half pitch의 hole pattern을 형성하고 그 후 패터닝된 기판을 plasma ashing 공정을 이용하여 기판의 Ru층을 노출시킨뒤 electroplating을 이용하여 Co-Pt 합금막을 증착하여 제작하였다. Magnetic force microscopy(MFM) 분석을 이용하여 제작된 각각의 magnetic dot pattern이 single domain 특성과 수직자기이방성을 가지고 있음을 확인하였고, superconducting quantum interference device(SQUID) 분석을 통하여 2900 Oe이상의 높은 수직방향 보자력을 확인하였다.