Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.16
no.2
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pp.95-98
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2015
Organic polymer dielectric thin films of styrene and vinyl acetate were prepared by the plasma polymerization deposition technique and applied for the fabrication of an organic thin film transistor device. The structural properties of the plasma polymerized thin films were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, atomic force microscopy, and contact angle measurement. Investigation of the electrical properties of the plasma polymerized thin films was carried out by capacitance-voltage and current-voltage measurements. The organic thin film transistor device with gate dielectric of the plasma polymerized thin film revealed a low operation voltage of −10V and a low threshold voltage of −3V. It was confirmed that plasma polymerized thin films of styrene and vinyl acetate could be applied to functional organic thin film transistor devices as the gate dielectric.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.11
no.11
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pp.1007-1013
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1998
In this paper, the dielectric properties of fabricated Polyvinylidene fluoride(PVDF, $PVF_2$) thin film with substrate temperature from 30 to at vapor deposition. The dielectric properties of PVDF thin film had been studied in the frequency range from 10Hz to 4MHz at measuring temperature between 20 and $100^{/circ}C$. The anomalous increasing in dielectric constant and dielectric loss at low frequencies and high temperature was described for PVDF thin film containing ion impurities. In particularly, ion mobility of fabricated PVDF thin film at substrate temperature at $30^{/circ}C$ decrease from $2\times10^{-5}\;to\;3.07$\times10^{-7}cm^2/V.s$ On the other hand, ion density increase abruptly from 1.49\times$$10^{13}$ to $1.5\times$10^{16}$cm^{-3}$ In spite of decreasing of ion mobility, dielectric constants and dielectric loss for PVDF thin film increase rapidly with decreasing frequency and high temperature. It was concluded that the dielectric constants and dielectric loss was related to ion density than to ion mobility at low frequency and high temperatures.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.26
no.6
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pp.1001-1007
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2002
To improve the performance of the PZT thin flms, each PZT and PT layer was alternately deposited on a Pt/Ti/Si$_3$N$_4$/SiO$_2$/Si substrate by a modified sol-gel solid precursor technique. For comparison, PZT thin films were also prepared with an identical method under the same conditions. XRD measurement revealed that the diffraction pattern of the multilayer film was due to the superimposition of the PZT and PT patterns. At 1㎑, a dielectric constant of 389 and 558, a dielectric loss of 1.2% and 1.1% were obtained for the PZT/PT and PZT thin films, respectively. If we consider the PT dielectric constant to be 260, it is clear that the dielectric constant of alternately deposited PZT/PT thin films was well adjusted. The PZT/PT thin film showed a low dielectric constant and a similar dielectric loss compared with those of the PZT film. The figures of merit on detectivity for the PZT/PT and PZT thin films were 20.3$\times$10$\^$-6/㎩$\^$-$\sfrac{1}{2}$/, and 18.7$\times$10$\^$-6/㎩$\^$-$\sfrac{1}{2}$/, and the figures of merit on voltage response were 0.038㎡/C and 0.028 ㎡/C, respectively. The high figures of merit for the PZT/PT film were ascribed to its relatively low dielectric constant when compared to the PZT thin films.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2010.03a
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pp.21-21
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2010
(Ba,Sr)$TiO_3$ (BST) thin film with a perovskite structure has potential for the practical application in various functional devices such as nonvolatile-memory components, capacitor, gate insulator of thin-film transistors, and electro-optic devices for display. Normally, the BST thin films derived from sol-gel and sputtering are amorphous or partially crystalline when processed below $600^{\circ}C$. For the purpose of integrating BST thin film directly into a Si-based read-out integrated circuit (ROIC), it is necessary to process the BST film below $400^{\circ}C$. The microstructural and electrical properties of low-temperature crystallized BST film were studied. The BST thin films have been fabricated at $350^{\circ}C$ by UV-assisted rapidly thermal annealing (RTA). The BST films are in a single perovskite phase and have well-defined electrical properties such as high dielectric constant, low dielectric loss, low leakage current density, and high breakdown voltage. Photoexcitation of the organics contained in the sol-gel-derived films by high-intensity UV irradiation facilitates elimination of the organics and formation of the single-crystalline phase films at low temperatures. The amorphous BST thin film was transformed to a highly (h00)-oriented perovskite structure by high oxygen pressure processing (HOPP) at as low as $350^{\circ}C$. The dielectric properties of BST film were comparable to (or even better than) those of the conventionally processed BST films prepared by sputtering or post-annealing at temperature above $600^{\circ}C$. When external pressure was applied to the well-known contractive BST system during annealing, the nucleation energy barrier was reduced; correspondingly, the crystallization temperature decreased. The UV-assisted RTA and HOPP, as compatible with existing MOS technology, let the BST films be integrated into radio-frequency circuit and mixed-signal integrated circuit below the critical temperature of $400^{\circ}C$.
In this study, to get the larger drain current of the device under the same operation condition as the conventional gate dielectric SiNx thin film transistor devices, we introduced new gate dielectric $Ta_2O_5$ thin film which has high dielectric constant $({\sim}25)$ and good electrical reliabilities. For the application for the TFT device, we fabricated the $Ta_2O_5$ gate dielectric TFT on the low-temperature-transformed polycrystalline silicon thin film using the self-aligned implantation processing technology for source/drain and gate doping. The $Ta_2O_5$ gate dielectric TFT showed better electrical performance than SiNx gate dielectric TFT because of the higher dielectric constant.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2004.07a
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pp.125-129
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2004
[ $BaTi_4O_9$ ] thin film were grown on $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate using rf magnetron sputter, and the microstructure and dielectric properties of the thin films were investigated. For the film grown at $350^{\circ}C$ and rapidly thermal annealed at $900^{\circ}C$, the $BaTi_5O_{11}$ Phase was formed. However, the $BaTi_4O_9$ phase was formed when the growing temperature exceeded $450^{\circ}C$ The dielectric constant of the $BaTi_4O_9$ thin film grown at $550^{\circ}C$ and rapidly thermal annealed at $900^{\circ}C$ was about 40 at low frequency range($100kHz{\sim}1MHz$) and 36 at microwave range($1{\sim}10GHz$) which is very close to that of the bulk $BaTi_4O_9$ phase. The dissipation factor was very low, about 0.005 at low frequency as well as microwave range.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.21
no.4
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pp.362-367
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2008
We have Manufactured the low-k dielectric interlayer fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), The thin film of SiOCH is studied correlation between components and Dielectric constant. The precursor was evaporated and introduced with the flow rates from 16 sccm to 25 sccm by 1sccm step in the constant flow rate of 60 sccm $O_2$ in process chamber. The chemical characteristics of SiOCH were analyzed by measuring FT/IR absorption lines and obtained each dielectric constant measuring C-V. Then compare respectively. ILD of BTMSM/$O_2$ could have low dielectric constant about $k\sim2$, and react sensitively. Also dielectric constant could be decreased by the effects of decreasing $CH_3$ and growing Si-O-Si(C) after annealing process.
Double layered BaTiO3 thin films with high dielectric constant as well as good insulating property were prepared for the application to low voltage driving thin film electroluminescent (TFEL) device. BaTiO3 thin films were formed by rf-magnetron sputtering technique. Amorphous and polycrystalline BaTiO3 thin films were deposited at the substrate temperatures of room temperature and 55$0^{\circ}C$, respectively. Two kinds of films prepared under these conditions showed high resistivity and high dielectric constant. The figure of merit (=$\varepsilon$r$\times$Eb.d) of polycrystalline BaTiO3 thin film was very high (8.43$\mu$C/$\textrm{cm}^2$). The polycrystalline BaTiO3 showed a substantial amount of leakage current (I), under the high electric field above 0.5 MV/cm. The double layered BaTiO3 thin film, i.e., amorphous BaTiO3 layer coated polycrystalline BaTiO3 thin film, was prepared by the new stacking method and showed very good dielectric and insulating properties. It showed a high dielectric constant fo 95 and leakage current density of 25 nA/$\textrm{cm}^2$ (0.3MV/cm) with the figure of merit of 20$\mu$C/$\textrm{cm}^2$. The leakage current density in the double layered BaTiO3 was much smaller than that in polycrystalline BaTiO3 under the high electric field. The saturated brightness of the devices using double layered BaTiO3 was about 220cd/$m^2$. Threshold voltage of TFEL devices fabricated on double layered BaTiO3 decreased by 50V compared to the EL devices fabricated on amorphous BaTiO3.
We have studied dielectric characteristics of low-k interlayer dielectric materials was fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). BTMSM precursor was introduced with the flow rates from 24 sccm to 32 sccm by 2 sccm step in the constant flow rate of 60 sccm $O_2$. Then, SiOCH thin film deposited at room temperature was annealed at temperature of $400^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ for 30 minutes in vacuum. The vibrational groups of SiOCH thin films were analyzed by FT/IR absorption lines, and the dielectric constant of the low-k SiOCH thin films were obtained by measuring C-V characteristic curves. With the result that FTIR analysis, as BTMSM flow rate increase, relative carbon content of SiOCH thin film increased from 29.5% to 32.2%, and increased by 32.8% in 26 sccm specimen after $500^{\circ}C$ annealing. Dielectric constant was lowest by 2.32 in 26 sccm specimen, and decreased more by 2.05 after $500^{\circ}C$ annealing. Also, leakage current is lowest by $8.7{\times}10^{-9}A/cm^2$ in this specimen. In the result, shift phenomenon of chemical bond appeared in SiOCH thin film that BTMSM flow rate is deposited by 26 sccms, and relative carbon content was highest in this specimen and dielectric constant also was lowest value
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.9
no.6
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pp.247-250
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2008
Hafnium dioxide ($HfO_2$) thin film as a gate dielectric for organic thin film transistors is prepared by plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). Mostly crystalline of $HfO_2$ film can be obtained with oxygen plasma and with water at relatively low temperature of $200^{\circ}C$. $HfO_2$ was deposited as a uniform rate of $1.2\;A^{\circ}$/cycle. The pentacene TFT was prepared by thermal evaporation method with hafnium dioxide as a gate dielectric. The electrical properties of the OTFT were characterized.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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