• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.84-84
• /
• 1999

최근 큰 잔류분극을 가진 강유전체 Pb(Zr, Ti)O3 박막을 이용한 비휘발성 기억소자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 Pb(Zr, Ti)O3 박막을 비휘발성 기억소자로 응용하는 경우 분극피로(polarization fatigue), imprint, 누설전류 등의 문제점이 나타나는 것으로 알려져 있다. 특히 분극반전 횟수가 증가할수록 잔류분극이 감소하는 분극피로 현상은 비휘발성 기억소자의 응용에 있어서 치명적인 장애가 되므로 기억소자의 실용화를 위해서는 분극피로 현상의 개선이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 Pb(Zr, Ti)O3 강유전체 박막의 분극피로 현상을 규명하고 개선하기 위해서 다음과 같은 세가 실험적 방법으로 접근하였다. 먼저 Pt와 금속산화물인 LaNiO3을 이용하여 상·하부 전극을 달리하여 제조한 축전기에 대해서 분극피로 특성을 관찰하고 이로부터 분극피로 현상에 대한 전극의 효과를 조사하였다. 여기서 금속산화물인 LaNiO3 박막과 Pt 박막은 r.f. 스퍼트 법으로 증가하였으며 Pb(Zr, Ti)O3 박막은 LaNiO3/Si(100)/와 Pt/Ti/SiO2/i(100) 기판위에 졸겔법으로 제조하였다. 다음으로 분극피로된 박막의 상부전극에 극성이 다른 직류전압을 인가해주었을 때 나타나는 분극회복 현상을 광범위하게 관찰하였으며, 특히 직류전압의 극성에 따라 비대칭적인 분극회복 특성을 보였다. 마지막으로 이와 같은 직류전압에 대한 비대칭적인 분극회복현상에 착안하여 양과 음의 방향으로 바이어스된 스윗칭 펄스를 인가하여 분극피로 특성을 조사한 결과 비대칭적인 분극피로 현상을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 Pv(Zr, Ti)O3 박막의 분극피로와 회복의 비대칭적인 현상은 분극피로 현상의 기구를 밝히는 중요한 근거가 되었으며, 본 연구에서는 하부 계면에서의 산소빈자리의 역할로 분극피로 현상을 모형화하였다.식각하기 시작하였으며, 19.5J/cm2에서 유리기판의 rudraus(격벽 두께 130$\mu\textrm{m}$)까지 식각하였다. 대한 정보(RDF)는 명확하게 얻을 수 있었다.nospec과 SEM으로 관찰하였다. 또한 Ge 함량 변화에 따른 morphology 관찰과 변화 관찰을 위하여 AFM, SEM, XRD를 이용하였으며, 이온주입후 열처리 온도에 따른 활성화 정도의 관찰을 위하여 4-point probe와 Hall measurement를 이용하였다. 증착된 다결정 SiGe의 두게를 nanospec과 SEM으로 분석한 결과 Gem이 함량이 적을 때는 높은 온도에서의 증착이 더 빠른 증착속도를 나타내었지만, Ge의 함량이 30% 되었을 때는 온도에 관계없이 일정한 것으로 나타났다. XRD 분석을 한 결과 Peak의 위치가 순수한 Si과 순수한 Ge 사이에 존재하는 것으로 나타났으며, ge 함량이 많아짐에 따라 순수한 Ge쪽으로 옮겨가는 경향을 보였다. SEM, ASFM으로 증착한 다결정 SiGe의 morphology 관찰결과 Ge 함량이 높은 박막의 입계가 다결정 Si의 입계에 비해 훨씬 큰 것으로 나타났으며 근 값도 증가하는 것으로 나타났다. 포유동물 세포에 유전자 발현벡터로써 사용할 수 있음으로 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능연구에 맡은 도움이 되리라 기대한다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.38 no.7
• /
• pp.667-671
• /
• 2001

Sawyer-tower 회로를 이용한 강유전 이력곡선의 측정과정에서의 주요 오차 원인을 살펴보고 이에 대한 대안을 제시해 보았다. 강유전체 시편에 존재하는 직류 누설성분에 의해 잔류분극과 항전계는 과대평가될 수 있는 위험성이 항상 있음을 알 수 있었으며 이러한 오차의 보정에 대하여 논의하였다. 또한 강유전 이력곡선의 측정에서 측정하는 시간이 증가되면서 시편의 발열로 인해서 시편의 온도가 증가하게 되어 잔류분극 값과 항전계 값이 감소하는 경향으로 나타남을 관찰하였고, 그 대책을 제안하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.38 no.5
• /
• pp.1-1
• /
• 2001

비휘발성 메모리 소자로의 응용의 관점에서, sol-gel 방법으로 La 을 10mo1% 로 고정시킨 PLZT (10/y/z) 박막을 제작하여 Zr/Ti 조성비에 따른 구조적 및 전기적 특성을 조사하였다. PLZT(10/40/60) 박막은 로제트와 파이로클로르 상이 관찰되었으며, Zr/Ti 조성비에서 Ti 함유량이 증가함에 따라, (100) 배향성, 결정립 크기와 표면 거칠기는 증가되었다. 또한 Zr/Ti 조성비에서 Ti 함유량이 증가함에 따라, 10㎑ 에서 비유전율은 600 에서 400 으로 감소된 반면, 유전손실은 0.028 에서 0.053 로 증가되었으며, 170 ㎸/cm 에서 누설전류밀도는 1.64×$10^{-6}$ 에서 1.26×$10^{-7}$A/㎠ 으로 감소되었다. 그리고 ± 170㎸/㎝ 에서 측정한 PLZT 박막의 이력곡선을 측정한 결과, Zr/Ti 조성비가 40/60 에서 0/100 로 변화함에 따라 PLZT 박막의 잔류분극과 항전계는 6.62 에서 12.86 μC/cm2, 32.15 에서 56.45㎸/㎝ 로 각각 증가되었으며, 피로와 retention 특성 역시 개선되었다. PLZT 박막에 ±5V 의 사각펄스를 $10^9$ 회 인가하여 피로특성을 측정한 결과, PLZT(10/40/60) 박막의 잔류분극은 초기분극값으로부터 50% 감소된 반면, PLZT(10/0/100) 박막은 30% 감소되었다. 또, $10^5$ 초의 retention 결과에서 PLZT(10/0/100) 박막은 초기분극값에서 오직 11% 만이 감소된 반면, PLZT(10/40/60) 박막은 40% 감소되었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.34 no.3
• /
• pp.257-264
• /
• 1997

The aim of this study was to investigate the degradation of piezoelectric properties with compressive cy-clic loading, the change in bending strength before and after poling treatment and fracture strength in MPB depending on the amount of MnO2 addition. The MPB with 0.25 wt.% MnO2 showed the best resistance against the piezoelectric degradation with compressive cyclic loading. Bending strength increased when pol-ing and loading directions are parallel, however decreased when poling and loading directions are per-pendicular each other. Because, during poling treatment, compressive residual stress is generated in the pol-ing direction but tensile residual stress in the perpendicular direction to poling direction.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2002.05a
• /
• pp.121-123
• /
• 2002

졸-겔법(Sol-Gel Method)으로 강유전체 Bi/sub 3.3/La/sub 0.7/Ti/sub 3/O/sub 12/(BLT) 박막을 Pt/Ti/SiO₂/Si 기판위에 스핀 코팅하여 Metal-Ferroelectric-Metal(MFM 구조를 형성하였다. As-coated BLT 박막은 650℃ 이상에서 결정화되었으며, 전형적인 Bi층상의 페롭스카이트 결정구조를 나타내었다. 또한 열처리 온도를 증가시킴에 따라 결정성이 향상되었다. 3V 전압에서 650℃로 열처리된 박막의 경우 누설전류가 약 2.25×10/sup -8/A/㎠ 정도를 보였다. 650℃에서 열처리된 BLT박막은 5V의 인가 전압에서 잔류분극 2Pr(±(P/sup */-P/sup A/)) 값은 약 29.5μC/㎠을 나타내었으며, 1.5×10/sup 10/ 스위칭 cycles까지 분극 스위칭을 반복한 후에도 거의 잔류 분극의 변화가 없었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2001.11a
• /
• pp.160-160
• /
• 2001

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
• /
• 2002.05a
• /
• pp.173-176
• /
• 2002

B $i_{3.3}$L $a_{0.7}$ $Ti_{3}$ $O_{12}$(BLT) 강유전체 박막을 Pt/Ti/ $SiO_2$/Si 기판위에 졸-겔법 (sol-gel method) 으로 스핀코팅하여 Metal-Ferroelectric-Metal(MFM) 구조의 커패시터를 형성하였다. BLT 박막의 결정성은 후속열처리 온도가 증가할수록 향상되었으며 $R_{근}$값은 as~coated된 BLT 박막의 경우 3.8$\AA$를 나타내었으나 열처리 온도를 $700^{\circ}C$로 증가한 경우 12.9$\AA$으로 거칠은 표면형상으로 변화되었다. $650^{\circ}C$로 열처리된 BLT 박막의 잔류분극 2Pr ($\pm$($P^{*}$ -$P^{ ^}$))값은 5V 인가전압에서 약 29.1 $\mu$C/$cm^2$을 나타내었다. 또한 $10^{10}$ 스위칭 cycles 가지 분극 스위칭을 반복한 후에도 뚜렷한 잔류분극의 변화를 발견할 수 없어서 우수한 피로특성을 나타내었다. 3V 전압에서 BLT 박막의 누설전류는 약 2.2$\times$$10^{-8}$ A/$cm^2$를 나타내었다.내었다.었다.

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.6 no.3
• /
• pp.241-247
• /
• 1993

본 연구에서는 투광성 0.085Ba(L $a_{1}$2/N $b_{1}$2/) $O_{3}$- 0.915Pb(Z $r_{y}$ $Ti_{1-y}$) $O_{3}$(0.45.leq.y.leq.0.70)세라믹을 2단 소성법으로 제작한 후, PbZr $O_{3}$조성 및 온도에 따른 구조적, 강유전적특성을 측정하였다. XRD측정 결과, PbZr $O_{3}$조성이 감소할수록 결자상수 및 단위격자 체적은 감소하였으며 시편의 결정구조는 입방정계에서 능면체정계, 정방정계로 변화되었다. 8.5/60/40시편의 경우 포화분극, 잔류분극 및 항전계가 각각 33.28[.mu.C/$cm^{2}$], 4.15[kV/cm]로 전형적인 메모리 특성을 나타내었으며 PbZr $O_{3}$조성이 증가함에 따라 강유전 이력곡선은 slim loop특성을 나타내었다. 잔류분극은 온도가 증가함에 따라 감소하였으며 특히 PE-FE상경계 부근에 위치한 조성의 경우, 상전이 온도 이하의 온도에서 급격히 감소하는 경향을 나타내었다.다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.5 no.2
• /
• pp.59-64
• /
• 1998

Pt/SiO2/Si 기판구조위에 스크린인쇄법과 졸-겔법에 의해 (Pb, La)TiO3(PLT) 후막 과 박막을 도포시켜 $650^{\circ}C$후속열처리 온도에서 결정화한후 결정특성과 전기적 특성을 조사 하였다. $650^{\circ}C$ 온도에서 후속열처리된 PLT 시료의 경우 전형적인 perovskite 결정구조를 보 여주었다. SEM 단면형상으로부터 Pt 전극과 PLT막 사이에는 비교적 평활한 계면형상을 보여주었다. PLT 후막과 박막시료의 잔류분극(2Pr) 값은 약 1$\mu$C/cm2 으로각각 나타났으며 이와같이 후막 PLT시료에 비해 박막시료의 잔류분극값이 큰이유는 박막시료가 보다 양호 한 결정성을 지니기 때문이었다. 상온부근에서 후막과 박막시료의 초전계수값은 약 1.5nC/cm2.$^{\circ}C$와 4.0nC/cm2.$^{\circ}C$의 값을 각각 나타내었으며 누설전류의 크기는 약 0.3~0.8$\mu$ A/cm2의 비교적 양호한 누설전류 특성을 얻었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.225-225
• /
• 2008

PLZT 박막을 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 RF-마그네트론 스퍼터링방법으로 형성할 때 기판온도에 따른 PLZT 박막의 결정성과 전기적 특성 및 강유전 특성에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 하부전극 Pt와 PLZT 박막 사이에는 완충층으로 $TiO_2$를 사용하여 계면에서의 상호확산을 제어하면서 우수한 물성의 PLZT 박막을 얻고자 하였으며, 여러 기판온도에서 PLZT 박막을 증착한 후, 박막의 결정화를 위해 급속열처리법으로 $700^{\circ}C$로 후열처리하였다. 그 결과 기판온도 $400^{\circ}C$에서 증착한 PLZT 박막이 가장 우수한 특성을 나타내었으며, 이때의 잔류분극과 누설전류밀도는 각각 15.8 ${\mu}C/cm^2$, $5.4\times10^{-9}A/cm^2$ 이였다. 그러나 $500^{\circ}C$에서는 결정립 조대화현상이 나타나면서 잔류분극과 누설전류밀도는 9 ${\mu}C/cm^2$, $3.09\times10^{-7}A/cm^2$로 특성이 저하되었다.