• 제목/요약/키워드: BZN thin film

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가변형 박막 유전체에 전극을 임베디드 시킨 고가 변형 커패시터 (A High Tunable Capacitor Embedding Its Electrodes in Tunable Thin Film Dielectrics)

  • 이영철;홍영표;고경현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.860-865
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    • 2006
  • 본 논문에서는 가변형 $Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5(BZN)$ Pyrochlore 박막을 이용한 고가변형 inter-digital capacitor를 제안하였다. 가장자리 전계 효과를 이용한 가변성의 향상과 DC 전압의 감소를 위해 inter-digital capacitor의 전극이 박막 내부에 삽입되었다. 2.5D simulator를 이용한 설계 결과, 제 안된 구조의 inter-digital capacitor(IDC)가 일반적인 구조의 IDC에 비해 가변성이 10 % 향상되었다. 제안된 IDC는 설계 결과를 바탕으로 실리콘 기판 위에 BZN 박막을 이용하여 제작되었다. BZN 박막은 reactive RF magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었다. 제작된 inter-digital capacitor는 5.8 GHz와 18 V의 DC 인가 전압에서 최대 가변율이 50 %였다.

재구성 RF 회로 응용을 위한 다층유전체 박막을 이용한 고-가변형 커패시터 (High-Tunable Capacitor Using a Multi-Layer Dielectric Thin Film for Reconfigurable RF Circuit Applications)

  • 이영철;이백주;고경현
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.1038-1043
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    • 2012
  • 본 연구에서는 재구성 RF 회로 설계 응용을 위해 BZN/BST/BZN 다층 유전체를 이용한 고-가변 커패시터를 설계 및 그 특성을 측정하였다. 고-가변 특성의 BST계 강유전체와 저-손실 특성의 BZN계 상유전체를 이용하여 47%의 가변성과 0.005의 $tan{\delta}$ 값을 갖는 저-손실 고-가변 BZN/BST/BZN 다층 유전체를 제작하였다. 이 다층 유전체를 이용하여 quartz 기판 위에 $327{\times}642{\mu}m2$ 크기로 제작된 가변 커패시터 칩은 15 V의 인가전압과 800 MHz 주파수에서 Q-factor가 10이고 60 %의 가변율을 달성하였다.

고유전 $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ 게이트 절연막을 이용한 저전압 구동 상온공정 ZnO 박막트랜지스터 (Low-Voltage, Room temperature Fabricated ZnO Thin Film Transistor using High-K $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ Gate Insulator)

  • 조남규;김동훈;김경선;김호기;김일두
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.96-96
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    • 2007
  • Low voltage organic TFTs (OTFTs) and ZnO based TFTs (<5V), utilizing room temperature deposited $Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7$ (BZN) thin films were recently reported, pointing to high-k gate insulators as a promising route for realizing low voltage operating flexible electronics. $Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7$ (BZN) thin film is one of the most promising materials for gate insulator because of its large dielectric constant (~60) at room temperature. However their tendency to suffer from relatively high leakage current at low electric field (>0.3MV/cm) hinder the application of BZN thin films for gate insulator. In order to improve leakage current characteristics of BZN thin film, we mixed 30mol% MgO with 70mol% BZN and their dielectric and electric properties were characterized. We fabricated field-effect transistors with transparent oxide semiconductor ZnO serving as the electron channel and high-k $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ as the gate insulator. The devices exhibited low operation voltages (<4V) due to high capacitance of the $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ dielectric.

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PLD 법을 이용한 고유전율, 저유전손실 BZN 박막 제작 (Fabrication of High-permittivity and low-loss dielectric BZN thin films by Pulsed laser deposition)

  • 배기열;이원재;신병철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.230-231
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    • 2009
  • 펄스 레이저 층착법 (이하 PLD)은 다성분계 산화물 박막 또는 다층구조의 박막 제작에 매우 유용한 기술이다. 본 실험에서는 KrF 엑시머 레이저를 이용하여 pt on Si 기판 위에 150nm 두께의 $Bi_{1.5}ZnNb_{1.5}O_7$(이하 BZN) 박막을 다양한 기판온도에서 제작하였다. XRD를 이용하여 BZN 박막의 구조적 특성을 분석하였고, 박막을 MIM 구조로 제작하여 유정적 특성을 측정하였다. 제조한 BZN 박막은 $500^{\circ}C$ 이상에서 결정질을, $500^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 비정질 특성을 보였다. 유전 특성은 100 - 400$^{\circ}C$ 영역에서는 온도가 증가함에 따라 졸은 특성을 나타내었고, $500^{\circ}C$에서부터는 감소하였다. 증착 온도 $400^{\circ}C$에서 제작한 BZN 박막이 유전상수가 67.8, 유전 손실이 0.006으로 가장 줄은 유전특성을 나타내었다.

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BZN/BST/BZN 박막에 기초한 가변 바렉터의 상부전극 가장자리 길이에 대한 가변성 영향 (The Effect of Top-electrode Perimeter on the Tunability of Tunable Varactors Based on a BZN/BST/BZN Thin Film)

  • 이영철;이백주;고경현
    • 한국항행학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.720-725
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    • 2013
  • 본 논문은 핑거 (finger) 형 전극에 의해 증강된 가장자리 전계가 가변 캐패시터의 가변성을 개선시킬 수 있음을 보여주고 있다. 가장자리가 긴 전극을 설계하기 위해 면적과 선폭이 다른 finger 형태의 전극들이 설계되었다. 가변 바렉터들은 quartz 기판위에 para/ferro/para의 가변 다층 유전체 박막을 이용하여 제작되었다. 기존의 일반적인 가변 캐패시터와 비교해서, 핑거형 캐패시터들의 유효 용량와 가변성 특성을 분석하였다. 1~2.5 GHz에서 증강된 가장자리 전계로 인해 긴 가장자리 전극으로 설계된 가변 캐패시터의 유효 용량과 가변성이 각각 24~40 % 그리고 7~12 % 증가하였다.

Design and Fabrication of a Phase Shifter RFIC using a Tunable Multi-layer Dielectric

  • 이영철
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.45-49
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    • 2014
  • In this work, a phase shifter radio-frequency integrated chip (RFIC) using a simple all-pass network is presented. As a tuning element of the phase shifter RFIC, tunable capacitors with a multi-layer dielectric of a para-/ferro-/para-electrics using a high tunable BST ferroelectric and a low-loss BZN paraelectric thin film were utilized. In order to evaluate and analyze the fabricated phase shifter RFIC, the same elements such as an inductor and capacitor integrated into it are also fabricated and tested. The designed phase shifter RFIC was fabricated on a quartz substrate in the size of $1.16{\times}1.21mm^2$. As the test results, the maximum phase difference of $350^{\circ}$ is obtained at 15 V and its tuning frequency bandwidth is 90 MHz from 2.72 to 2.81GHz.