• 제목/요약/키워드: 누설전류 경로

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Pb(Zr,Ti)$O_3$ 강유전체 박막의 스퍼터링 증착과 열처리 연구 (Spputtering Depposition and Anncaling of Pb(Zr,Ti)$O_3$Ferroelectric Thin Films)

  • 박재영;윤진모;장호정;임상규;정지근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1996년도 제11회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.175-176
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    • 1996
  • ppt/Ti/SiO2/Si 기판상에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방식으로 ppZT 박막[두 께:3000$\AA$]을 증착하고 RTA 방식으로 후속 열처리[열처리온도:550~$650^{\circ}C$]를 실시하여 직 경 0.2mm 소자의 FECApps(ferroelectric cappacitors)를 제작하였다. 증착된 ppZT 박막을 강 유전성 pperovskite 결정상으로 만들기 위해 ppZT 박막의 열처리조건을 연구하였으며, 열처리 방식에 따른 ppZT 박막의 결정특성(상형상, 형상관찰, 성분분석 등)과 커패시터 소자의 전기 적 특성($\varepsilon$r,tan$\delta$,pp-E hysteresis curves, 누설전류 등)을 비교, 분석하였다.

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Zn-Pr-Co-Cr-Dy 산화물계 바리스터 세라믹스의 전기적 안정성 (Electrical Stability of Zn-Pr-Co-Cr-Dy Oxides-based Varistor Ceramics)

  • 남춘우;박종아;김명준;류정선
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권11호
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    • pp.1067-1072
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    • 2003
  • Zn-Pr-Co-Cr-Dy 산화물계로 구성된 바리스터 세라믹스의 전기적 안정성을 몇 가지 DC 가속열화 스트레스 조건하에서 0.0∼2.0 mol% Dy$_2$O$_3$ 첨가량의 변화에 따라 조사하였다. 바리스터 세라믹스의 밀도는 Dy$_2$O$_3$ 첨가량이 0.5 mol%까지 증가하였으며, 보다 많이 첨가하면 감소하는 것으로 나타났다. 밀도는 전도경로와 밀접한 관계로 인해서 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. Dy$_2$O$_3$ 첨가는 바리스터 세라믹스의 비직선 지수를 45 이상, 누설전류를 대략 1.0 $\mu$A 이하로 비직선성을 크게 개선시켰다. DC 스트레스 조건 0.95 V$_{1mA}$/15$0^{\circ}C$/24 h에서 안정성을 조사한 결과, 0.5 mol% 첨가시 상대적으로 가장 높은 안정성을 나타내었다. 전압-전류특성에 있어서 바리스터 전압, 비직선 지수, 누설전류의 변화율은 각각 -0.9%, -14.4%, +483.3%이었으며, 유전특성에 있어서 비유전율 및 손실계수의 변화는 각각 +7.1%, +315.4%이었다. 그 외의 바리스터 세라믹스는 낮은 밀도 때문에 열폭주 현상을 나타내는 매우 불안정한 특성을 나타내었다.다.

화학기상증착법에 의한$TiO_2$박막의 구조 및 전기적 특성에 관한 연구 (Characterization of Structure and Electrical Properties of $TiO_2$Thin Films Deposited by MOCVD)

  • 최상준;이용의;조해석;김형준
    • 한국재료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.3-11
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    • 1995
  • Titanium oxide$(TiO_{2})$ 박막을 금속 알콕사이드 물질인 $(Ti(OC_3H_7)_4$(titanium isopropoxide)를 이용하여 p-Si(100) 기판위에 상압 화학 기상 증착법으로 증착시켰다. $(TiO_{2})$ 박막의 증착기구는 단순경 계층 이론으로 잘 설명되었으며, 화학반응 지배 기구 영역에서 겉보기 활성화 에너지는 18.2kcal/mol이었다. 증착된 박막은 $250^{\circ}C$이상에서 anatase상의 결정질 박막이었으며, 고온에서 열처리를 했을 경우에 rutile상으로 전이하였다. 박막의 상전이에는 열처리 온도외에도 열처리 시간과 박막의 두께가 영향을 미쳤다. 정전용량-전압특성을 조사해 본 결과 전형적인 MOS 다이오드구조의 특성을 보였으며, 비유전율 상수는 약 80정도였다. 제조한 $(TiO_{2})$ 박막의 열처리 공정 후에는 정전용량이 감소하였으며, 첨가물을 사용한 박막은 열처리 전과 같았다. 이때 $V_{FB}$는 -0.5 ~ 1.5V였다. 전기전도 특성을 알아보기 위하여 전류-전압특성을 조사하였으며 증착된 박막의 전도기구는 hopping mechanism이었다. 전기적 특성을 개선하기 위해서 후열처리 방법과 박막 증착시 Nb, Sr을 첨가하였으며, 모두 누설전류의 감소와 정전파괴전압의 증가를 가져왔다.

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NMOS와 PMOS 소자에 적합한 Ta-Mo 이원 합금 게이트의 특성 (Property of Ta-Mo Alloy as Gate Electrodes For NMOS and PMOS Silicon Devices)

  • 손기민;이민경;이정민;홍신남
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.122-124
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    • 2006
  • Ta-Mo를 co-sputtering으로 증착하여 MOS-C(Capacitor)를 제작하였다. 열적 화학적 안정성을 판별하기 위해 $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$ 에서 급속 열처리를 행하였고, C-V 측정으로 얻은 데이터로 평탄 전압, 일함수, EOT값을 계산 하였다. I-V 측정으로 누설 전류 특성을 파악 하였다. 위의 실험 데이터를 종합하여 폴리 실리콘 게이트를 대체할 차세대 게이트 물질로써 Ta-Mo 게이트 물질을 제안하였다.

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고집적 반도체 배선용 Cu(Mg) 박막의 전기적, 기계적 특성 평가 (Electrical and Mechanical Properties of Cu(Mg) Film for ULSI Interconnect)

  • 안재수;안정욱;주영창;이제훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.89-98
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    • 2003
  • 반도체 소자의 배선용 재료로서 사용가능한 합금원소 Mg를 첨가한 Cu(Mg) 박막의 기계 및 전기적 특성 변화를 조사하였다. Cu(2.7at.%Mg) 박막은 열처리를 할 경우 Cu 박막에 비하여 표면거칠기는 약 1/10 정도로 줄고 $SiO_2$와의 접착력도 2배 이상 향상된 결과를 나타내었다. 또한 $300^{\circ}C$이상의 온도에서 10분 이상 열처리를 할 경우 급격한 저항감소를 보여주었는데 이는 Mg 원소의 확산으로 인해 표면 및 계면에서 Mg 산화물이 형성되고 내부에는 순수 Cu와 같이 되었기 때문이다. 경도 및 열응력에 대한 저항력도 Cu박막에 비해 우수한 것으로 나타났으며 열응력으로 인해 Cu 박막에 나타나던 표면 void가 Cu(Mg) 박막에서는 전혀 관찰되지 않았다. EM Test 결과 lifetime은 2.5MA/$cm^2$, $297^[\circ}C$에서 순수 Cu 라인보다 5배 이상 길고 BTS Test 결과 Capacitance-Voltage 그래프의 플랫 밴드 전압(V$_{F}$ )의 shift현상이 Cu에서는 나타났지만 Cu(Mg) 박막에서는 발생하지 않는 우수한 신뢰성을 보여주었다. 누설전류 측정을 통한 $SiO_2$의 파괴시간은 Cu에 비하여 약 3배 이상 길어 합금원소에 의한 확산방지 효과가 있음을 확인하였다.

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증착조건 및 열처리조건에 따른 $ZrO_2$박막의 미세구조와 전기적 특성에 관한 연구 (A study of the microstructures and electrical properties of $ZrO_2$ thin film on Si(100))

  • 유정호;남석우;고대홍;오상호;박찬경
    • 한국진공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.341-345
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    • 2000
  • p형 Si (100)기판 위에 reactive DC magnetron sputtering으로 증착한 $ZrO_2$박막에 대하여 증착 조건과 열처리 조건에 따른 미세구조의 변화 및 전기적 특성 변화를 관찰하였다. 증착 및 열처리 온도가 증가하고 power 증가할수록 $ZrO_2$의 굴절율은 증가되어 이상적인 2.0~2.2에 근접하였다. 상온에서 증착된 $ZrO_2$ 박막은 비정질이며 $300^{\circ}C$에서 증착한 경우 $ZrO_2$박막은 다결정이었다. 산소 분위기에서 열처리를 수행한 박막의 RMS 값은 증착직후보다 높아지고 계면 산화막은 산소의 확산에 의해 두께가 증가하였다. A1/$ZrO_2$/p-type Si(100)의 C-V과 I-V 특성을 관찰하였고, 그 결과 산소분위기에서 열처리하는 경우 계면 산화막의 두께증가로 Cmax 및 누설전류가 감소함을 알 수 있었다.

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고분자전해질연료전지의 냉각수 누설에 대한 연구 (Coolant Leak Effect on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 송현도;강정탁;김준범
    • 전기화학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.301-305
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    • 2007
  • 연료전지 운전 중에 스택(stack) 분리판 접착부위나 다른 경로로 부동액이 누설될 경우에는 화학적 반응에 영향을 주어 성능의 저하가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 부동액이 누설되었을 경우의 성능 거동을 관찰하는 실험을 수행하였다. $400mA/cm^2$ 전류밀도 조건에서 마이크로 펌프를 이용하여 부동액을 주입하였으며 상대습도 100%/100%와 수소와 공기의 양론비는 1.5/2.0으로 고정하여 실험을 수행하였다. 3 cell stack을 이용하여 부동액을 주입한 후 정전류 회복 실험을 수행한 결과 cathode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되었고 anode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되기 어려운 것으로 나타났다. Anode측이 회복되지 못하는 이유로는 ethylene glycol의 산화반응에서 발생하는 불순물에 의한 피독 현상과 GDL과 3상 계면에 ethylene glycol이 물리적으로 흡착하였을 경우 반응에 필요한 연료 공급의 방해로 인한 성능 저하를 예상할 수 있다. 성능 저하에 영향을 주는 두 가지 변수를 확인하는 실험을 수행하였다. 회복 실험은 anode측에 water pump를 이용하여 질소 기체와 물을 동시에 공급하는 방법으로 실험을 수행하였고, 1시간 간격으로 성능 회복 유무를 확인하였다. 성능 평가는 polarization curve, cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance spectroscopy(EIS)를 사용하였으며, 정량분석은 gas chromatography를 이용하여 분석하였다. 부동액 주입 후 성능은 크게 저하되었고 정전류 회복 실험에서도 성능 회복은 미미하게 나타났다. 이 후 물 주입회복 실험을 수행하였고 회복 실험을 수행한 2시간 이후에는 93% 이상의 회복을 관찰할 수 있었다.

Pt/Ti/Si 기판위에 형성시킨 PZT박막의 특성 (Characterizations of Sputtered PZT Films on Pt/Ti/Si Substrates.)

  • 황유상;백수현;백상훈;박치선;마재평;최진석;정재경;김영남;조현춘
    • 한국재료학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.143-151
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    • 1994
  • $(PbZr_{52},Ti_{48})O_{3}$인 composite ceramic target을 사용하여 R. F. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 기판온도 $300^{\circ}C$에서 Pt/Ti/Si 기판위에 PZT 박막을 증착하였다. 페롭스 카이트 PZT박막을 얻기 위하여 PbO분위기에서 로열처리를 행하였다. 하부전극으로 Pt를 사용하였으며 Pt(205$\AA$)/Ti(500 $\AA$)/Si 및 Pt(1000$\AA$)/Ti(500$\AA$)/Si기판을 준비하여 Pt두께화 Ti층이 산소의sink로 작용함으로서 이를 가속화하였다. Ti층의 상부는 산소의 확산으로 인하여 TiOx층으로 변태하였고 하부는 in diffused Pt와 함께 실리사이드층을 형성하였다. TiOx 층의 형성은PZT층의 방향성에 영향을 주었다. 유전상수 (10kHz), 누설전류, 파괴전압, 잔류분극 및 항전계는 각각 571, 32,65$\mu A /\textrm{cm}^2$, 0.40MV/cm, 3.3$\mu C /\textrm{cm}^2$, 0.15MV/cm이었다.

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자궁 재활치료를 위한 울트라-스캔 방식의 펄스형 레이저시스템 (Pulsed Laser System of Ultra-scan Way for Uterus Rehabilitation Treatment)

  • 김휘영
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.256-265
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    • 2009
  • 레이저 출력은 20w에서 100w까지 연속적으로 조절이 되고 노출시간은 0.01초에서 수초 사이로 조절이 가능 하다. 펄스동작은 레이저 빔을 주기적으로 차단할 수가 있고 슈퍼펄스는 0.1$\sim$1ms사이에서 방전을 이루어지며, 순간적인 레이저 출력은 5$\sim$10 까지 증가된다. 특히, 자궁암의 경우 자궁구 내벽에서 악성세포를 제거해야 하므로 펄스에 대한 튜브출력의 안정이 매우 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 영전압 스위칭동작을 확보하여 컨버터 1 차측 주 회로에 고주파 변압기 누설인덕턴스($L_1$) 증가 및 직렬 인덕터 없이 안정된 소프트 스위칭 동작영역이 확보, 인덕터($L_f$)전류의 순환전류 경로차단 컨버터 1차측 주회로 스위칭소자와 고주파 변압기의 도통손실이 크게 줄어, 고주파 2차측 정류부($D_5,\;D_6$)도 소프트 스위칭 되고, 스위칭손실 흡수분을 부하로 회생할 수 있는 특징을 갖고, 튜브안정화가 되어 설계 및 제작하여 실험한 결과, 기존장비에 비해 10%의 향상된 결과를 가져왔고, 추후 시스템적으로 보완을 하면 우수한 결과가 될 것으로 사려 된다.