Two commercial alumina powders having different particle size of $0.5{\mu}m$ and 3${\mu}$m were presintered at 1120$^{\circ}$C for 2h and then lanthanum aluminosilicate glass was infiltrated at 1100$^{\circ}$C for up to 4h to obtain the densified glass-alumina composites. The effect of alumina particle size on packing factor, microstructure, wetting, porosity and pore size, and mechanical properties of the composite was investigated. The optimum mechanical properties and compaction behavior were observed for the 3${\mu}$m alumina particle dispersed composite. The 3${\mu}$m alumina particle size and distribution for he preform were within 0.1 to 48${\mu}$m and bimodal and random orientation. The strength and the fracture toughness of the composite having 3${\mu}$m alumina particles were 519MPa and $4.5MPa{\cdot}m^{1/2}$, respectively.
The dispersion stability of nano $Y_2O_3-CeO_2$ system was investigated using colloid surface chemistry. Green body of $Y_2O_3$ doped $CeO_2$ was prepared by slip casting in and aqueous system. The dispersion stability of suspension between powders and organic additive was accomplished through electrokinetic behavior of suspension, which was done by ESA apparatus. The dynamic mobility of particles was enhanced when the anionic dispersant of the amount of 1wt% was added. The dissolution of $Y^{3+}$ ion in suspension occurred in the acidic region so that pH value in slurries did not move to below 7.0. In the $CeO_2-Y_2O_3$ system, optimal preparation of suspension was made after adding the anionic dispersant as the amount of 1wt% and pH value of 11.0, and then slip-cast and sintered at 1400$^{\circ}$C, 2 hrs. It appeared relative density of >98% and homogeneous distribution of Y element in depth direction as well as in the microstructure of surface.
The microstructure and electrical characteristics of Zn-Pr-Co-Cr-Dy oxides-based varistors were investigated with Dy$_2$$O_3$ content in the range of 0.0∼2.0 ㏖%. As Dy$_2$$O_3$ content is increased, the average grain size was decreased in the range of 18.2∼4.6 $\mu\textrm{m}$ and the ceramic density was decreased in the range of 5.49∼4.64 g/㎤. The incorporation of Dy$_2$$O_3$ markedly enhanced the nonlinear properties of varistors more than 9 times in nonlinear exponent, compared with the varistor without Dy$_2$$O_3$ The varistor with 0.5∼1.0 ㏖% Dy$_2$$O_3$ exhibited the high nonlinearity, in which the nonlinear exponent is above 55 and the leakage current is below 1.0 ${\mu}\textrm{A}$. The donor concentration and the density of interface states were decreased in the range of (4.66∼0.25)${\times}$10$\^$18//㎤ and (5.70∼1.39)${\times}$10$\^$12//$\textrm{cm}^2$, respectively, with increasing Dy$_2$$O_3$ content. The minimum dielectric dissipation factor of 0.0023 was obtained for 0.5 ㏖% Dy$_2$$O_3$, but further addition of Dy$_2$$O_3$ increased it.
The effect of A1$_4$C$_3$ additive on the thermoelectric properties of SiC ceramics were studied. Porous SiC ceramics with 47∼59% relative density were fabricated by sintering the pressed $\alpha$-SiC powder compacts with A1$_4$C$_3$at 2100∼220$0^{\circ}C$ for 3 h in Ar atmosphere. Crystalline phases of the sintered bodies were identified by powder X-Ray Diffraction (XRD) and their microstructures were observed with a Scanning Electron Microscope (SEM). In the case of A1$_4$C$_3$ addition, the phase transformation of 6H-SiC to 4H-SiC could be observed during sintering. The Seebeck coefficient and electrical conductivity were measured at 550∼95$0^{\circ}C$ in Ar atmosphere. In the case of undoped specimens, the Seebeck coefficients were positive (p-type semiconducting) possibly due to a dominant effect of the acceptor impurities (Al, Fe) contained in the starting powder and electrical conductivity increased as increasing sintering temperature. Electrical conductivity of A1$_4$C$_3$doped specimen is larger than that of undoped specimen under the same condition, which might be due to the reverse phase transformation and increasing of carrier density. And the Seebeck coefficient of A1$_4$C$_3$ doped specimen is also larger than that of undoped specimen. The density of specimen, the amount of addition and sintering atmosphere had significant effects on the thermoelectric property.
High frequency dielectric ceramics have potential for applications in mobile and satellite communications systems at frequencies higher than 10GHz. The Ba$(Zn_{1/3}Ta_{2/3})O_3$ ceramics are known to have a high quality factor, a small temperature coefficient of the resonance frequency and a high dielectric constant. On the other hands, sintering at high temperature for extended time is required to obtain the ordered structure for high quality factor. In this study, the microwave dielectric properties of $ZrO_2$ and NiO-added Ba$(Zn_{1/3}Ta_{2/3})O_3$ ceramics prepared by solid-state reaction have been investigated. Adding $ZrO_2$ and NiO could effectively promote the densification even the case of decreasing the sintering time. At the surface of samples, secondary phase of Ba-Ta compounds was formed possibly due to the evaporation of ZnO, however, the interior of the samples remained as pure Ba$(Zn_{1/3}Ta_{2/3})O_3$. The samples sintered at $1600^{\circ}C$ for 2h exhibited 1:2 ordering of Zn and Ta cations. Excellent microwave dielectric properties of $Q{\cdot}f$(>96,000 GHz) and ${\varepsilon}_r$=30 has been obtained.
The heat generation tests of SiC and MO$_2$ samples by use of a microwave heating system were carried out and UO$_2$+5 wt% CeO$_2$ pellets were sintered in a microwave furnace in an oxidizing atmosphere, by taking into account the characteristics of the microwave heating obtained from the heat generation tests. The characteristics of pellets sintered in a microwave furnace were analysed and compared with those of the pellets sintered in a conventional electrical furnace. The temperature of MO$_2$ pellets with microwave heating increased quickly with input power and the variation of output power depended on the reaction characteristics of SiC and MO$_2$ with microwave. The sintered density of UO$_2$+5wt% CeO$_2$ pellets sintered in the microwave furnace was lower about 2% T.D. than that of the pellets sintered in an electrical furnace with sintering parameters. The microstructure of pellets sintered in microwave furnace has a broader pore distribution but has a larger grain size than that of the pellets sintered in the electrical furnace.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.13
no.4
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pp.27-36
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2006
We fabricated thermally evaporated 10 nm-Ni/(poly)Si, 10 nm-Ni/l nm-Ir/(poly)Si and 10 nm-Ni/l nm-Pt/(poly)Si films to investigate the thermal stability of nickel monosilicides at the elevated temperatures by rapid annealing them at the temperatures of $300{\sim}1200^{\circ}C$ for 40 seconds. Silicides of 50 nm-thick were formed on top of both the single crystal silicon actives and the polycrystalline silicon gates. A four-point tester was used to examine sheet resistance. A scanning electron microscope and field ion beam were employed for thickness and microstructure evolution characterization. An X-ray diffractometer and an Auger depth profiler were used for phase and composition analysis, respectively. Nickel silicides with platinum have no effect on widening the NiSi stabilization temperature region. Nickel silicides with iridium farmed on single crystal silicon showed a low resistance up to $1200^{\circ}C$ while the ones formed on polycrystalline silicon substrate showed low resistance up to $850^{\circ}C$. The grain boundary diffusion and agglomeration of silicides lowered the NiSi stable temperature with polycrystalline silicon substrates. Our result implies that our newly proposed Ir added NiSi process may widen the thermal process window for nano CMOS process.
$ReMnO_3$(Re:Y, Ho, Er) thin films were prepared by MOCVD method available to non-volatile memory device with MFS-FET structure. $ReMnO_3$ thin films were deposited on the Si(100) substrate at 700${\circ}C$ for 2h. When the films were post-annealed at 900${\circ}C$ for 1h in air, the single phase of hexagonal $ReMnO_3$ thin films were detected. Ferroelectric properties of $ReMnO_3$ thin films were dependent on the degree of c-axis orientation in the single phase of hexagonal structure and remnant polarization (Pr) of $YMnO_3$ thin films with high degree of c-axis orientation was 105 nC/$cm^2$. Leakage current density was dependent on the grain size of microstructure and that of $YMnO_3$ thin films with grain size of 100∼150 nm was $10^{-8}$ A/$cm^2$ at applied voltage of 0.5 V.
The dielectric and sintering characteristics of composites made by substituting Ca ion to Ba-site and Zr ion to Ti site in $(Ba{1-x}Ca_x)(Ti{0.96-yZr_ySn_{0.04})O_3$$(0.15{\leq}x{\leq}0.20,\;0.09{\leq}y{\leq}0.14)$ were investigated. As the content of Ca was more than 15 mol%, composite was formed by precipitating the second phase whose main element was $CaTiO_3$ and the fraction of the second phase was increased. The curie temperature of composites was depended on Ca concentration, $-1.7^{\circ}C$ per mol% and the maximum dielectric constant of composite was decreased by the rate of 200/mol%. The substitution of Zr ion decreased the curie temperature by the rate of $10^{\circ}C$ per mol% and the maximum dielectric constant was decreased by 217/mol% due to the increase of diffuse phase transition. The density and insulation breakdown characteristics were improved by suppressing the abnormal grain growth due to the increase of second phase. We developed the composition of Y5U (EIA standard) condenser which had high breakdown voltage and dielectric constant by controlling diffuse phase transition by the addition of Zr ion into composite.
$BiFeO_3$ (BFO) thin films were deposited on Pt/Ti/$SiO_2$/Si(100) substrates by RF magnetron sputtering method at room temperature. The influence of the flow rate of $O_2$ gas on the preparation of $BiFeO_3$ thin films was studied. XRD results indicate that the $BiFeO_3$ thin films were crystallized to the perovskite structure with the presence of small amount of impurity phases. The flow rate of $O_2$ gas has great affect on the microstructures and magnetic properties of $BiFeO_3$ thin films. As flow rate of $O_2$ gas increased, roughness and grain size of the thin films increased. $BiFeO_3$ thin films exhibited weak ferromagnetic behavior at room temperature. The PFM images revealed correlation between the surface morphology and the piezoresponse, indicating that the piezoelectric coefficient is related to microstructure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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