• 제목/요약/키워드: Fe계 박막

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비평형 Fe계 박막의 자기 특성 (Magnetic Properties of Fe-System Thin Films with Non-equilibrium Phases)

  • 김현식;민복기;송재성;오영우;이원재;이동윤;김인성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.13-16
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    • 2000
  • In this study, we have fabricated nonequilibrium $Fe_{85.6}Zr_{3.3}B_{5.7}Ag_{5.4}$ thin film, which contains an additional insoluble element Ag, by using DC magnetron sputtering method. We have investigated the magnetic properties of amorphous $Fe_{85.6}Zr_{3.3}B_{5.7}Ag_{5.4}$ thin film as a function of rotational field annealing(RFA). After deposition, the amorphous $Fe_{85.6}Zr_{3.3}B_{5.7}Ag_{5.4}$ thin film annealed by rotational field annealing method at $350^{\circ}C$ for an hour was founded to have high permeability of 8680 of 100 MHz, 0.2 mOe, low coercivity of 0.86 De and very low core loss of 1.3 W/cc at 1 MHz, 0.1T.

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박막형 CIGS 연성태양전지용 Mo 배면전극 증착에 관한 연구

  • 김강삼;조용기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.169-169
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    • 2010
  • 박막형 CIGS 태양전지의 배면전극으로 사용되는 Mo 박막은 낮은 저항으로 인한 전기전도성과 열적 안전성이 아주 우수하다. 연구에서는 연성 CIGS 태양전지의 제조를 위한 Mo 배면전극의 대면적 증착기술에 관한 것으로 DC Magnetron Sputtering 공정을 이용하여 전주기술을 통한 Ni-Fe계 연성기판재 위에 졸걸법으로 합성된 $SiO_2$ 절연박막에 Mo 박막을 증착하는 것을 목적으로 하고 있다. 실험에서는 연성기판재 대신 시편을 Sodalime glass, Si wafer, SUS계 소재를 사용하여 스퍼터링 공정에 의한 Mo 박막을 증착하였다. 실험에서 타겟에 인가되는 전력과 공정압력을 변수로 하여 Mo 박막의 증착율, 전기저항성을 측정하였다. 타겟의 크기는 $80mm{\times}350mm$, 타겟과 기판간 거리 20cm 이었으며, 공정 압력은 2~50 mtorr 영역에서 인가전력을 0.5-1.5kW로 하였다. Mo 박막의 증착율과 전기적 특성을 측정하기 위하여 $\alpha$-step과 4-point probe(CMT-SR 1000N)를 이용하였다. 그리고 Mo 박막의 잔류응력을 측정하기 위하여 잔류응력측정기를 이용하였다. Mo 박막의 미세구조분석을 위하여 SEM 및 XRD를 분석을 실시하였다. 배면전극으로서 전기저항성은 공정압력에 따라 좌우 되었으며, 2 mTorr 공정압력과 1.5kW의 전력에서 최소값인 $8.2\;{\mu}{\Omega}-cm$의 저항값과 증착율 약 $6\;{\mu}/h$를 보였다. 기판재와의 밀착성과 관련한 잔류응력 측정과 XRD분석을 통한 결정립 크기를 분석하여 공정압력에 따른 Mo 박막의 잔류응력과 전기 저항 및 결정립 크기의 상관관계를 조사하였다. 그리고 대면적 CIGS 증착공정을 위해 직각형 타겟을 통해 증착된 Mo 박막의 증착분포를 20cm 이내 조사하였다.

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Fe-Si-B-N 박막의 연자기적 성질 (The Soft Magnetic Properties of Fe-Si-B-n Thin Films)

  • 박지종;김종오
    • 한국재료학회지
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    • 제6권10호
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    • pp.1043.2-1048
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    • 1996
  • 자기기록의 고밀도화로 인해 보자력(Hc)이 큰 자기기록매체가 필요하게 되었다. 고보자력매체에 신호를 충분히 기록하기 위해서는 보다 강한 자장이 필요하다. 이 때문에 포화자화(Ms)가 큰 재료가 필요하며 고주파 영역에서 실효투자율($\mu$eff)이 높아야 한다. Fe계 합금박막은 이에 적합한 재료이다. 본 연구에서는 Fe의 결정자기이방성에 영향을 미치는 Si과 Fe의 격자 변형을 유도할 수 있는 B를 첨가하였다. Fe-B-Si 계 박막을 질소분위기 중에서 RF Matnetron Sputter로 제작하여 연자기적 특성에 관하여 고찰하였다. Fe91.49B4.01Si4.50at% 박막은 35$0^{\circ}C$에서 1시간 열처리를 행함으로써 약 900(10MHz) 정도의 투자율과 7.6Oe의 보자력을 나타냈으며 포화자화는 1300emu/㎤를 얻었다.

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광섬유 간섭계를 이용한 급속응고리본과 박막의 자기변형 측정 (Magnetostriction measurement of melt-spun ribbons and thin films by fiber-optic interferometry)

  • 김민형;정규철;이경식;임상호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 E
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    • pp.1914-1916
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    • 1997
  • 광섬유 간섭계를 이용하여 급속응고 리본 및 박막의 자기변형을 측정하였다. 급속응고 리본인 METGLAS 2826MB의 자기변형값은 보고된 값과 매우 잘 일치하였다. 또한 광섬유에 박막코팅된 거대 자기변형재료의 하나인 Sm-Fe계 합금의 자기변형값을 측정하였다.

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비정질 Sm-Fe계 합금 박막의 유도자기이방성 형성 (Formation of Induced Anisotropy in Amorphous Sm-Fe Based Alloy Thin Films)

  • 송상훈;이덕열;한석희;김희중;임상호
    • 한국자기학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.261-269
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    • 1998
  • 스퍼터링 중 500~600 Oe의 자기장을 인가한 상태에서 제조된 비정징 Sm-Fe 합금 박막에서 6$\times$104 J/m3 크기의 유도자기이방성이 형성되었다. 자장 증착에 이해유도자기이방성이 형성된 합금 박막은 이방성이 형성되지 않은 합금 박막에 비해 자구 구조에 무관한 "포화" 자기변형은 유사하지만, 측정 방향에 따른 자기변형의 이방성 비는 최대 35 정도로서 매우 크게 증가하였다. 이는 자기변형 박막의 디바이스 응용시 성능을 크게 향상시키므로, 실용적인 측면에서 매우 중요하다. 스퍼터링 중 자기장을 인가하지 않고 통상의 마그네트론 스퍼터링에 의해 제조된 비정질 Sm-Fe 합금 박막을 넓은 조성 범위에 걸쳐서 체계적으로 소자한 결과, 이러한 합금 박막에서도 미약하나마 스퍼터링 중의 누설 자계에 의해 증착 도중 유도자기이방성이 형성되는 것을 관찰하였으며, 최대의 유도자기이방성은 Sm 함량 25~30 원자%에서 얻어졌다. 또한 본 합금 박막의 유도자기이방성은 자장 중 열처리에 의해서도 형성되는 것을 관찰하였는데, 형성된 이방성의 크기는 자장 증착에 의해 제조된 시료보다 매우 작게 나타났다. 이는 자장 증착의 경우 원자의 표면 확산을 통한 원자의 이동에 의해 유도자기이방성이 형성되나, 증착 후 자장 열처리에 의한 경우는 체적 확산에 의해 유도자기이방성이 형성되기 때문으로 생각된다.때문으로 생각된다.

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Fe-Zr-B-Ag 연자성 박막의 제조 및 구조분석 (Structural determination of Fe-Zr-B-Ag Soft Magnetic Thin Films)

  • 민복기;이원재;송재석;허정섭;김현식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1806-1808
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    • 2000
  • MHz영역에서 사용 가능한 Fe계 연자성 재료를 초미세 결정립으로 제조하기 위해 $Fe_{93}Zr_{3}B_4$ 박막을 기본조성으로 하여 Fe와 비고용이며 약반자성인 Ag 원소를 0, 3, 4, 5, 6, 10 at.% 첨가시킨 $Fe_{93-x}Zr_{3}B_{4}Ag_{x}$ 박막을 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 제조하였다. 그리고, 300-600$^{\circ}C$ 온도 범위에서 1시간동안 열처리한 후 강제공냉법으로 냉각한 후 XRD를 이용하여 열처리 온도 및 Ag 첨가량에 따른 결정상 동정을 조사하였다. Ag가 첨가되지 않은 $Fe_{93}Zr_{3}B_4$ 박막의 경우 $\alpha$-Fe의 (110) 피크만 관찰되었다. Ag가 첨가된 경우에는, Ag의 양이 증가함에 따라 $\alpha$-Fe 결정상의 형성이 억제되고, 비정질형태의 broad한 ${\alpha}-Fe_{(110)}$ 피크와 Ag피크가 관찰되었다. Ag가 첨가된 As-deposited 시편을 열처리 할 경우 박막의 비정질화로 주 peak인 $\alpha$-Fe 피크의 강도가 현저히 낮아지고 상대적으로 Ag peak가 두드러졌다. Ag의 양이 3a/o인 경우는 열처리온도 400$^{\circ}C$이상에서 박막의 결정화로 $\alpha$-Fe Peak가 나타나고 상대적으로 Ag 구성원소의 피크의 강도는 현저하게 낮아졌다 또한. Ag의 양 증가할수록 As-deposited 박막 내에 Ag 구성원소외 피크의 강도는 증가하여 $\alpha$-Fe와 Ag가 서로 비고용 상태로 서로 혼재되어 있었다.

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Double rectangular spiral inductor의 제조에 관한 연구

  • 김충식;신동훈;정종한;남승의;김형준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.144-144
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    • 1999
  • 최근 국내 반도체 기술의 비약적인 발전으로 전자 기기 전반에 소형화, 고주파화, 고기능화 등이 진행되는데 반해, 반도체 소자등에 전원을 공급하거나 회로 전체를 운용하는 전기 신호를 변조.증폭시키는데 반해, 반도체 소자등에 전원을 공급하거나 회로 전체를 운용하는 전기신호를 변조.증폭시키는 인덕터, 트랜스 포머와 같은 수동 자기 소자는 아직도 3차원 벌크 형태로 사용되고 있다. 일본을 중심으로 각국에서는 자기 소자의 박막.소형화에 대한 다각도의 연구가 진행되었으나 국내서는 아직 미미한 실정이다. 따라서 고집적 전원 공급 장치나 지능 센서 등에 반도체와 자기 소자의 사용 주파수 대역과 크기가 통합된 반도체-자성체 IC(semiconductor-magnetic integrated circuit)의 필요성이 절실히 요구되고 있다. 현재 사용중인 벌크형 인덕터나, 트랜스 포머의 경우 10NHz이상의 고주파 대역에는 응용되지 못하고 있다. 이는 적용된 자성체가 페라이트(ferrite)로서 초투자율은 크지만 고주파대역에서의 공진 현상에 의해 저투자율을 나타내고, 포화 자속밀도가 낮기 때문이다. 이러한 페라이트 자성체의 대체품으로 주목받고 있는 것이 Fe, Co계 고비저항 자성마이다. 그러나 Co는 낮은 포화자속밀도를 나타내기 때문에 이러한 조건을 충족시키는 자성막으로 Fe계 미세 결정막을 사용하였다. 본 연구에서는 선택적 전기 도금법(selective electroplating method)과 LIGA like process를 이용하여 공시형 인덕터(air core inductor)의 라이브러리(library)를 구축한 뒤, 고주파 대역에서의 우수한 연자기 특성을 가지는 Ti/FeTaN막을 적용한 자기 박막 인덕터(magnetic thin film inductor)를 제작하여 비교.분석하였다. 제조된 인덕터의 특성 추정은 impedence analyzer를 이용하여 주파수에 따른 저항(resistance), 인덕턴스(inductance)를 측정, 계산한 성능지수(quality factor)로서 인덕터의 성능을 평가하였다. 제조된 박막 인덕터의 코일 형상은 5턴의 double rectangular spiral 구조였으며, 적용된 자성막의 유효 투자율9effective permeability)은 1500, 자성막, 절연막 그리고 코일의 두께는 각각 2$\mu\textrm{m}$, 1$\mu\textrm{m}$, 20$\mu\textrm{m}$이며 코일의 폭은 100$\mu\textrm{m}$, 코일간의 간격은 100$\mu\textrm{m}$였다. 제조된 박막 인덕터는 5MHz에서 1.0$\mu$H의 인덕턴스를 나타내었으며 dc current dervability는 100mA까지 유지되었다.

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