• 제목/요약/키워드: Perovskite/Silicon

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PREFERRED ORIENTATION AND MICROSTRUCTURE OF MOD DERIVED SrBi$_{2x}$Ta$_2$O$_9$ THIN FILMS WITH Bi CONTENT x

  • Yeon, Dae-Joong;Park, Joo-Dong;Oh, Tae-Sung
    • 한국표면공학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.621-627
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    • 1996
  • $SrBi_{2x}TaO_9$ ferroelectric thin films were prepared on platinized silicon substrates using MOD proces, and crystallization behavior of the films was investigated with variation of the annealing temperature and Bi content x. Crystalline phase of bismuth layered perovskite structure was formed even by baking the films at $800^{\circ}C$ for 5 minutes in air, and was not changed by annealing at temperatures raning from $700^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$ for 1 hour in oxygen ambient. When $SrBi_{2x}TaO_9$ thin films ($0.8\lex\ie1.6$) were annealed at $800^{\circ}C$, Preferred orientation of the films along c-axis was observed with $x\ge1.2$. With increasing Bi content x, surface morphology of the films was changed from equiaxed grains to elongated grains.

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압전체 PZT 박막을 이용한 FET형 압력 센서의 제작과 그 특성 (Fabrication and Characteristics of FET-type Pressure Sensor Using Piezoelectric PZT Thin Film)

  • 김영진;이영철;권대혁;손병기
    • 센서학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.173-179
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    • 2001
  • 현재 사용되어지는 반도체형 압력센서에는 압저항형과 용량형이 있다. 특히 반도체 마이크로 압력센서는 크기도 작고 신호처리회로를 동일칩 위에 집적화 할 수 있어 많은 관심을 모아왔다. 그러나 이러한 형태의 센서들은 제조공정이 복잡해서 생산성이 낮다. 기존의 센서들이 가지는 단점들을 극복하기 위해 새로운 형태의 FET형 압력센서(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제안하고 그 동작특성을 조사하였다. 압력 감지 물질은 PZT(Pb(Zr,Ti)$O_3$)를 사용하였다. RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 MOSFET의 게이트 절연막 위에 PZT 압전 박막을 증착하였다. PZT의 안정적 상태인 perovskite 구조를 형성하기 위하여 PbO 분위기에서 열처리하는 기법을 도입하였다. 제작된 PSFET의 감도는 0.38 mV/mmHg이다.

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에어로졸 증착법에 의한 PZT 후막의 미세구조에 미치는 PZN 첨가의 영향 (Effect of PZN addition on microstructure of PZT thick films by aerosol deposition process)

  • 장주희;박윤수;박동수;박찬
    • 한국결정성장학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.14-20
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    • 2018
  • 에어로졸 증착법에 의해서 상온에서 $6{\mu}m/min$의 속도로 $5{\sim}10{\mu}m$ 두께의 PZT-PZN(0 %, 20 %, 40 %) 복합체의 막을 실리콘/사파이어 기판위에서 제조하였다. 에어로졸 증착에 사용된 PZT, 2PZN-8PZT, 4PZN-6PZT 초기분말입자는 불규칙한 형상을 가지고 있으며 submicron 크기임을 확인하였다. 증착된 막은 어떠한 뜯김이나 기공도 없는 치밀한 막임을 확인하였고 나노크기의 입자를 가진 페로브스카이트 단상이었다. 실리콘기판 및 사파이어 기판위에서 증착된 막은 전기로에서 $700^{\circ}C$$900^{\circ}C$에서 각각 어닐링처리 하였으며 PZT에 40 %의 PZN이 첨가된 조성의 막의 경우 pyrochlore의 2차상이 형성되었다. 미세구조에 미치는 PZN 첨가의 영향을 관찰하기 위해 FE-SEM 및 HR-TEM이 사용되었다.

하이드로퀴논 전해질 중간체에 의한 염료-수화젤 기반 태양전지 효율 향상 (Improvement of Dye-Hydrogel Based Photovoltaics via Hydroquinone Electrolyte Mediators)

  • 구형준
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.540-546
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    • 2016
  • Besides high-efficient photovoltaics based on silicon, polymers, dye-sensitization and hybrid perovskite materials, biomimetic solar cells inspired by a leaf in nature has also been actively studied. As one example, a hydrogel based photovoltaics (HGPV) is a low-cost, environmentally friendly device and requires easy fabrication process. In this paper, the effect of hydroquinone additive on the performance of the HGPV is discussed. The photocurrent increases ~14 times upon the addition of hydroquinone into the agarose hydrogel medium. The photocurrent increase is maximum at the optimum dye concentration, while the photovoltage is barely affected by the dye concentration. The effect of the agarose content in the hydrogel and the types of dyes on the photocurrent is also investigated. Finally, it is shown that the photovoltaic performance of HGPV with hydroquinone can be drastically improved when $TiO_2$ film is deposited on the anode electrode.

화학적기계적연마 공정으로 제조한 PZT 캐패시터의 공정 조건에 따른 강유전 특성 연구 (Ferroelectric characteristics of PZT capacitors fabricated by using chemical mechanical polishing process with change of process parameters)

  • 전영길;정판검;고필주;김남훈;이우선
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.66-66
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    • 2007
  • Lead zirconate titanate (PZT) is one of the most attractive perovskite-type materials for ferroelectric random access memory (FRAM) due to its higher remanant polarization and the ability to withstand higher coercive fields. We first applied the damascene process using chemical mechanical polishing (CMP) to fabricate the PZT thin film capacitor to solve the problems of plasma etching including low etching profile and ion charging. The $0.8{\times}0.8\;{\mu}m$ square patterns of silicon dioxide on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrate were coated by sol-gel method with the precursor solution of PZT. Damascene process by CMP was performed to pattern the PZT thin film with the vertical sidewall and no plasma damage. The polarization-voltage (P-V) characteristics of PZT capacitors and the current-voltage characteristics (I-V) were examined by change of process parameters. To examine the CMP induced damage to PZT capacitor, the domain structure of the polished PZT thin film was also investigated by piezoresponse force microscopy (PFM).

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LSMCD공정으로 제조한 SBT 박막의 두께에 따른 강유전 특성 (Thickness effect on the ferroelectric properties of SBT thin films fabricated by LSMCD process)

  • 박주동;권용욱;연대중;오태성
    • 한국진공학회지
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    • 제8권3A호
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    • pp.231-237
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    • 1999
  • $SrBi_{22.4}Ta_2O_9$ (SBT) thin films of 70~150 nm thickness were prepared on platinized silicon substrates by Liquid Source Misted Chemical Deposition (LSMCD) process, and their microstructure, feroelectric and leakage current characteristics were investigated. By annealing at $800^{\circ}C$ for 1 hour in oxygen ambient, SBT films were fully crystallized to the Bi layered perovskite structure without preferred orientation. The grain size of the LSMCD- derived SBT films was about 100nm, and was not varied with the film thickness. $2P_r$ and $E_c$ of the SBT films increased with decreasing the film thickness, and the 70nm-thick SBT film exhibited $2P_r$ of 17.8 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ and $E_c$ of 74kV/cm at applied voltage of 5V. Within the film thickness range of 70~150nm, the relative dielectric permittivity of the LSMCD-derived SBT film decreased with decreasing the film thickness. Leakage current densities lower than $10^{-7}\textrm{A/cm}^2$ at 5V were observed in the SBT films thicker than 125nm.

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에어로졸 증착법에 의한 압전 PZT 후막의 제조 (Fabrication of piezoelectric PZT thick film by aerosol deposition method)

  • 김기훈;방국수;박찬
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.95-99
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    • 2013
  • Lead zirconate titanate (PZT) thick films with a thickness of $10-20{\mu}m$ were fabricated on silicone substrates using an aerosol deposition method. The starting powder, which had diameters of $1-2{\mu}m$, was observed using SEM. The average diameter ($d_{50}$) was $1.1{\mu}m$. An XRD analysis showed a typical perovskite structure, a mixture of the tetragonal phase and rhombohedral phase. The as-deposited film with nano-sized grains had a fairly dense microstructure without any cracks. The deposited film showed a mixture of an amorphous phase and a very fine crystalline phase by diffraction pattern analysis using TEM. The as-deposited films on silicon were annealed at a temperature of $700^{\circ}C$. A 20-${\mu}m$ thick PZT film was torn out as a result of the high compressive stress between the PZT film and substrate.

졸-겔 방법으로 $SiO_2/Si$ 기판 위에 제작된 (Bi,La)$Ti_3O_12$ 강유전체 박막의 특성 연구 (Characterization of (Bi,La)$Ti_3O_12$ Ferroelectric Thin Films on $SiO_2/Si$/Si Substrates by Sol-Gel Method)

  • 장호정;황선환
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.7-12
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    • 2003
  • 졸-겔(Sol-Gel)법으로 $SiO_2/Si$ 기판 위에 $Bi_{3.3}La_{0.7}O_{12}$(BLT) 강유전체 박막을 스핀코팅하여 Metal-Ferroelectric-Insulator-Silicon 구조의 캐패시터 소자를 제작하였다. 열처리하지 않은 BLT 박막시료를 $650^{\circ}C$$700^{\circ}C$의 온도에서 열처리함으로서 임의 배향을 가지는 퍼롭스카이트 결정구조를 나타내었다. 열처리 온도를 $650^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$로 증가시킴에 따라서 (117) 주피크의 full width at half maximum(FWHM)값이 약 $0.65^{\circ}$에서 $0.53^{\circ}$로 감소하여 결정성이 개선되었으며 결정립 크기와 $R_rms$ 값이 증가하면서 박막표면이 거칠어지는 경향을 보여주었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 BLT 박막시료에 대해 인가 전압에 따른 정전용량(C-V)값을 측정한 결과 5V의 인가전압에서 메모리 원도우 값이 약 0.7V를 보여주었으며, 3V의 인가전압에서 누설전류 값이 약 $3.1{\times}10^{-8}A/cm^2$을 나타내었다.

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Trimethylsilyl Chloride를 Silylation Agent로 사용한 Ba0.6Sr0.4TiO3 나노입자의 표면개질 연구 (Surface Modification of Ba0.6Sr0.4TiO3 by Trimethylsilyl Chloride as a Silylation Agent)

  • 이찬;한우제;박형호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.127-132
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    • 2019
  • 본 연구에서는 liquid-solid solution 합성법을 통해 고유전 페로브스카이트 구조의 barium strontium titanate(Ba0.6Sr0.4TiO3, BSTO)를 합성하여 trimethylsilyl chloride(TMCS)를 silylation agent로 이용한 표면개질을 진행하였다. Silylation 표면개질을 활용하여 기존 BSTO 나노입자 표면에 있던 -OH 리간드와 TMCS가 갖고 있는 Cl을 반응시켜 나노입자 표면의 리간드를 -Si, -CH3로 치환하였다. 다양한 TMCS 농도의 변화를 주어 silylation을 진행했고, Fourier-transform infrared spectroscopy 및 X 선 회절 분석, 전계방사 주사전자현미경을 통해 silicon network 및 결정구조, 나노입자의 크기를 확인하였다. 접촉각 변화 관찰을 통해 가장 많이 silylation된 BSTO 나노입자에서 120.9°인 소수성 특성을 확인하였다. 나노입자의 silylation을 통해 D.I water 내 BSTO 나노입자의 소수화 정도를 확인하였다.