• 제목/요약/키워드: BaSrTiO$_3$(BST)

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Fabrication and Characterization of Tunable Bandpass Filter using BST Thin Films

  • Kim, Il-Doo;Kim, Duk-Su;Park, Kyu-Sung;Kim, Ho-Gi
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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    • pp.581-584
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    • 2002
  • In this work, a CPW resonator was designed and fabricated to investigate the basic microwave properties, such as effective dielectric constant, of BST thin films. Their properties were used as basic data to simulate and design CPW tunable bandpass filter. We also report on gold/$Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$(BST) ferroelectric thin film C-band tunable bandpass filters(BPFs) designed and fabricated on magnesium oxide substrates using CPW structure. The 2 pole filter was designed for a center frequency of 5.88 GHz with a bandwidth of 9 %. The BST based CPW filter offers a high sensitivity parameter as well as a low loss parameter. The tuning range for the bandpass filter with CPW structure was determined to be 170 MHz.

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고휘도 백색방출 전계발광소자의 제작 및 특성 (Fabrication and Characteristics of High Brightness White Emission Electroluminescent Device)

  • 배승춘;김정환;박성근;권성렬;김우현;김기완
    • 센서학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.10-15
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    • 1999
  • ZnS 형광체와 BST 강유전체 박막을 절연층으로 사용한 백색방출 전계발광소자를 제작하였다. BST 박막의 제조조건으로 target의 조성비가 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$이며, 기판온도가 $400^{\circ}C$, 분위기압이 30 mTorr, A:$O_2$의 비가 9:1일때 유전율이 1 kHz의 주파수에서 209를 나타내었다. 형광층으로 ZnS:Mn, ZnS:Tb 및 ZnS:Ag를 사용하였으며, 활성제 각각의 첨가량은 0.8, 0.8 및 1 wt%로 하였다. 형광층 전체의 두께가 500 nm로 하고 하부 절연층을 200 nm, 상부절연층을 400 nm로 증착하였을 때, 박막 전계발광소자의 발광문턱전압은 약 95 V 였고, 최고휘도는 150 V에서 약 $3000\;cd/m^2$이었다. 발광스펙트럼를 관찰한 결과 청색영역(450 nm), 녹색영역(550 nm) 그리고 적색영역(600 nm)의 파장에서 각각의 피이크가 나타나는 것을 관찰하였다.

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펄스 레이저 증착법에 의한 BST 박막 가변 Capacitors 제작 (Fabrication of High Tunable BST Thin Film Capacitors using Pulsed Laser Deposition)

  • 김성수;송상우;노지형;김지홍;고중혁;문병무
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.79-79
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    • 2008
  • We report the growth of $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$(BST) thin films and their substrate-dependent electrical characteristics. BST thin films were deposited on alumina(non-single crystal), $Al_2O_3$(100) substrates by Nd:YAG Pulsed Laser Deposition(PLD) with a 355nm wavelength at substrate temperature of $700^{\circ}C$ and post-deposition annealing at $750^{\circ}C$ in flowing $O_2$ atmosphere for 1hours. BST materials had been chosen due to high dielectric permittivity and tunability for high frequency applications, To analyze the oxygen partial pressure effects, deposited films at 1, 10, 50, 100, 150, 200, 300 mTorr. The effects of oxygen pressure on structural properties of the deposited films have been investigated by X-ray diffraction(XRD) and atomic force microscope(AFM), respectively. Then we manufactured a inter-digital capacitor(IDC) patterns twenty fingers and $10{\mu}m$ gap, $700{\mu}m$ length and electrical properties were characterized. The results provide a basis for understanding the growth mechanisms and basic structural and electrical properties of BST thin films as required for tunable microwave devices applications such as varactors and tunable filters.

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스크린 프린트된 후막의 Impedance Spectroscopy 특성 분석 (Impedance Spectroscopy Analysis of the Screen Printed Thick Films)

  • 함용수;문상호;남송민;이영희;고중혁;정순종;김민수;조경호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.477-480
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    • 2010
  • In this study, we fabricate 3 wt% $Li_2CO_3$ doped $(Ba,Sr)TiO_3$ thick films on the Ag/Pd bottom electrode printed $Al_2O_3$ substrates for the LTCCs (low temperature co-fired ceramics) applications. From the X-ray diffraction analysis, 3 wt% $Li_2CO_3$ doped BST thick films on the Ag/Pd printed $Al_2O_3$ substrates, which sintered at $900^{\circ}C$, showed perovskite structure without any pyro phase. The dielectric properties of 3 wt% $Li_2CO_3$ doped BST thick films are measured from 1 kHz to 1 MHz. To investigate the electrical properties of 3 wt% $Li_2CO_3$ doped BST thick films, we employ the impedance spectroscopy. The complex impedance of 3 wt% $Li_2CO_3$ doped BST thick films are measured from 20 Hz to 1 MHz at the various temperatures.

백색 전계발광소자의 제작과 그 특성 (Fabrication and Characteristics of a White Emission Electroluminicent Device)

  • 김우현;최시영
    • 센서학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.295-303
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    • 2001
  • 형광체로서 ZnS를 사용하고 BST 강유전체 박막을 절연체로 사용한 전계발광소자를 제작하고 그 특성을 조사하였다. 형광체로는 청색 및 녹색발광을 위해 각각 $ZnS:AgF_3$와 ZnS:$TbF_3$를 사용하였으며 적색을 위해 ZnS:Mn과 $ZnS:SmF_3$를 사용했다. 이들의 형광체가 증착 도중에 분해되는 것을 막기 위해 석영관에 그들을 각각 봉입해서 열처리하여 결정화시킨 후에 진공증착원으로 사용하였다. 한편 절연층으로 사용한 BST박막은 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$세라믹스 타겟을 사용하여 마그네트론 스퍼터링 방법으로 제조하였다. 이때 기판온도, 분위기압 및 작동기체인 $Ar:O_2$의 비가 각각 $400^{\circ}C$, 30 mTorr 및 9:1이였다. 각 형광체의 두께는 150 nm씩 합계 600 nm였고, 절연층은 상부가 400 nm 및 하두가 200 nm이었다. 이와 같이 만든 박막 전계발광소자의 발광 문턱전압은 $75\;V_{rms}$이고, 최고 휘도는 $100\;V_{rms}$에서 $3200\;cd/m^2$이었다. 그리고 절연층의 유전상수는 1 kHz에서 254이다.

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$Li_2CO_3$가 첨가된 BST후막의 열처리조건에 따른 유전특정 (Effect of the Addition of $Li_2CO_3$ on Dielectric Properties of Barium Strontium Titanate Thick Film with Annealing Condition)

  • 전소현;김인성;송재성;민복기;윤존도
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.311-312
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    • 2006
  • The dielectric Properties of add $Li_2CO_3$ to ($Ba_{0.6}Sr_{0.4})TiO_3$ powder in this research, made thick film by tape casting method and annealing at $970^{\circ}C$ for 2 hours each from the $O_2$, Ar and O2-plasma atmosphere were investigated. The dielectric Properties of Ar atmosphere was to higher with tunability. The dielectric constant was increased and Curie temperature was shifted to higher temperature with increasing of annealing temperature.

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고온초전도 박막을 이용한 튜너블 이상기의 마이크로파 특성 (Microwave Properties of Tunable Phase Shifter Using High Temperature Superconducting Thin Film)

  • 곽민환;김영태;문승언;류한철;이수재;강광용
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.13-16
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    • 2005
  • High temperature superconductor, $\YBa_2Cu_3O_{7-x}$ (YBCO) and ferroelectric, $\Ba_{0.1}Sr_{0.9}TiO_{3}$ (BST) multilayer thin films were deposited using on MgO(100) substrates pulsed laser deposition. The thin films exhibited only (001) peaks of YBCO and 1357 The HTS thin films demonstrated excellent zero resistance temperature of 92.5 K. We designed and fabricated HTS ferroelectric phase shifter using high frequency system simulator and standard photolithography method, respectively The HTS phase shifter shows a low insertion loss (2.97 dB) and large phase change ($\162^{circ}$) with 40 V do bias at 10 GHz. The HTS phase shifter shows 54 of figure of merit. These results can be applicable to phased anay antenna system for satellite communication services.

MOCVD 법에 의한 Ruthenium 박막의 증착 및 특성 분석

  • 강상열;최국현;이석규;황철성;석창길;김형준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.152-152
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    • 1999
  • 1Gb급 이상 기억소자의 캐패시터 재료로 주목받고 있는 (Ba,Sr)TiO3 [BST] 박막의 전극재료로는 Pt, Ru, Ir과 같은 금속전극과 RuO2, IrO2와 산화물 전도체가 유망한 것으로 알려져 있다. 그런데, DRAM의 집적도가 증가하게 되면, BST같은 고유전율 박막을 유전재료로 사용한다 하더라도, 3차원적인 구조가 불가피하게 때문에 기존의 sputtering 방법으로는 우수한 단차피복성을 얻기 힘들므로, MOCVD법이 필수적이다. 본 연구에서는 기존에 연구되었던 Pt에 비해 식각특성이 우수하고, 비교적 낮은 비저항을 갖는 Ru 박막증착에 대한 연구를 행하였다. 본 연구에서는 수직형의 반응기와 저항 가열 방식의 susceptor로 구성된 저압 유기금속 화학증착기를 사용하여 최대 6inch 직경을 갖는 기판 위에 Ru박막을 증착하였다. Precursor로는 기존에 연구된 적이 없는 bis-(ethyo-$\pi$-cyclopentadienyl)Ru (Ru(C5H4C2H5)2, [Ru(EtCp)2])를 사용하였으며, bubbler의 온도는 85$^{\circ}C$로 하였다. Si, SiO2/Si를 사용하였으며, 증착온도 25$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$, 증착압력 3Torr의 조건에서 Ru 박막을 증착하였다. Presursor를 운반하는 수송기체로는 Ar을 사용하였으며, carbon과 같은 불순물의 제거를 위해 O2를 첨가하였다. 증착된 박막은 XRD, SEM, 4-point probe등을 통해 구조적, 전기적 특성을 평가하였으며, 열역학 계산을 위해서는 SOLGASMIX-PV프로그램을 사용하였다. Ru 박막의 증착에 있어서 산소의 첨가는 필수적이었으며, Ru 박막의 증착속도는 30$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$의 온도 영역에서 200$\AA$/min으로 일정하였으며, 첨가된 산소의 양이 적을수록 더 치밀하고 평탄한 표면형상을 보였으며, 또한 더 낮은 전기 전도도를 보였다. 그리고 증착된 박막은 12~15$\mu$$\Omega$cm 정도의 낮은 비저항 값을 나타냈으며 이것은 기존의 sputtering 법에 의해 증착된 Ru 박막의 비저항 값들과 비교될만하다. 한편, 높은 온도, 높은 산소분압 조건에서 RuO2의 형성을 관찰하였으며, 이것은 열역학적인 계산을 통해서 잘 설명할 수 있었다.

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강유전체 위상 변위기를 위한 Reactive Circuit 설계 및 구현 (Design and Implementation of Reactive Circuit for Ferroelectric Phase Shifter)

  • 김영태;문승언;이수재;김선형;박준석;조홍구
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2003년도 하계학술대회
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    • pp.286-288
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    • 2003
  • In this paper, in order to obtain a large differential phase shift with a little change in applied voltage, a ferroelectric reflective load circuit has been designed on top of barium strontium titanate $(Ba,Sr)TiO_3$ [BST] thin film. The design of the ferroelectric reflection-type phase shifter is based on a reflection theory of terminating circuit, which has a reflection-type analogue phase shifter with two ports terminated in symmetric phase-controllable reflective networks. To achieve large amounts of phase shift in low bias-voltage range, the effects of change of capacitance and transmission line connected with two coupled ports of a 3-dB $90^{\circ}$ branch-line hybrid coupler have been investigated. A large phase shift with a small capacitance change in the parallel terminating circuit has been demonstrated in the paper.

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초고주파 소자로의 응용을 위한 BST계 후막의 전기적 특성에 관한 연구 (Electrical properties of BST system thick films for microwave devices applications)

  • 이성갑;박춘배;한병성;박복기
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 영호남 학술대회 논문집
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    • pp.31-34
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    • 2003
  • ($Ba_{0.6-x}Sr_{0.4}Ca_x)TiO_3$ (BSCT) (x=0.10, 0.15, 0.20) powder, prepared by the sol-gel method, were mixed with organic vehicle and the BSCT thick films were fabricated by the screen-printing techniques on alumina substrates using the BSCT paste. The structural and the electrical properties were investigated for various composition ratio and sintering temperature. BSCT thick film thickness, obtained by four printings, was approximately 110 ~ 120 ${\mu}m$. The Curie temperature and dielectric constant at room temperature were decreased with increasing Ca content. The relative dielectric constant, dielectric loss and tunability of the BSCT(50/40/10) specimen, which was sintered at $1420^{\circ}C$ and measured at 1MHz, were about 910, 0.46% and 9.28% at 5kV/cm, respectively.

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