• 제목/요약/키워드: Piezoelectric Film Method

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열처리 산소 분압에 따른 $Bi_4Ti_3O_{12}$ 박막의 전기적 특성 변화 (Electrical Properties of $Bi_4Ti_3O_{12}$ Thin Films dependant on Oxygen Partial Pressure during Annealing)

  • 차유정;남산;정영훈;이영진;백종후
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.191-191
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    • 2009
  • $Bi_4Ti_3O_{12}$ (BiT) thin films were well developed on the Pt/Ti/$SiO_2/Si$ substrate by a metal organic decomposition (MOD) method. Oxygen was effective on the crystallization of the BiT thin films during a rapid thermal annealing process. The electrical properties of the BiT films dependant on the oxygen partial pressure were investigated. No crystalline phase was observed for the BiT film annealed at $700^{\circ}C$ under oxygen free atmosphere. However, its crystallinity was significantly evolutionned with increasing oxygen partial pressure. In addition, its dielectric and piezoelectric properties were enhanced with increasing oxygen partial pressure to 10 torr. Especially, the BiT film, annealed at $700^{\circ}C$ and 10 torr oxygen pressure, showed good dielectric properties: dielectric constant of 51 and dielectric loss of 0.2 % at 100 kHz. Its leakage current and piezoelectric constant ($d_{33}$) was also considerably improved, being as 0.62 nA/$cm^2$ at 1 V and approximately 51 pm/V, respectively.

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진공증착법을 이용한 PVDF 박막의 제작 (The manufacture of poly(vinylidene fluoride) thin film through vapor deposition method)

  • 박수홍;임응춘;한상옥;진경시;정해덕;박강식;이덕출
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1190-1192
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    • 1995
  • Poly(vinylidene fluoride)(PVDF) is one of the most studied polymers in the latest date. The interest in PVDF lies in its remarkable piezoelectric and pyroelectric properties. Also, PVDF has at least four known crystalline structures(; they are referred to as the ${\alpha},\;{\beta},\;{\gamma}\;and\;{\alpha}_p$ phase or forms II, I, III and $IV_p$). In this study, the manufactured PVDF thin film through vapor deposition method had form II(; the glass at $70^{\circ}C$). This thin film was investigated by x-ray diffraction(XRD), Fourier Transform Infrared(FT-IR) spectroscopy and Differential Thermal Analysis(DTA). XRD and FT-IR indicate crystallization forms from the glass at $70^{\circ}C$ into form II.

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압전 MEMS 스위치 구현을 위한 DLC 구조층에 관한 연구 (DLC Structure Layer for Piezoelectric MEMS Switch)

  • 황현석;이경근;유영식;임윤식;송우창
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.28-31
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    • 2011
  • 본 논문에서는 d33 모드로 구동하여 우수한 성능을 가지는 RF-MEMS 스위치의 구현을 위한 희생층과 구조층의 조합으로서 DLC와 포토레지스트를 제안하였다. 포토레지스트의 경화현상을 방지하기 위하여 DLC 구조층은 상온에서 RF-PECVD 방법을 이용하여 증착하였다. 그리고 PZT 압전층은 RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 상온에서 구조층 위에 증착하였으며, 희생층의 제거 후 결정화를 위하여 급속 열처리 (RTA) 장비를 이용하여 후 열처리하였다. PZT의 결정화 과정과 DLC의 기계적 성질의 변화를 다양한 온도조건에 따라 분석한 결과 DLC는 PZT의 결정화 온도까지 영률과 강도면에서 우수한 특성을 나타냄을 확인하였다. 또한 포토레지스트를 사용함으로서 공정을 단순화하고 낮은 비용으로 제작이 가능하였다.

RF 마그네트론 스퍼터링 공정 조건에 따른 AlN 박막의 배향성, 표면 거칠기 및 압전 특성에 관한 연구 (Orientation, Surface Roughness and Piezoelectric Characteristics of AlN Thin Films with RF Magnetron Sputtering Conditions)

  • 방정호;장동훈;강성준;김동국;윤영섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권4호
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    • pp.1-7
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    • 2006
  • RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 $Ar/N_2$ 가스비와 기판 온도 변화에 따른 AlN 박막의 배향성과 표면 거칠기 그리고 압전 특성의 변화를 조사하였다. 특히, $Ar/N_2$=10/10 (sccm), 기판 온도 $400^{\circ}C$ 일 때 가장 우수한 (002) 배향성을 얻을 수 있었다. AFM 을 이용하여 표면 거칠기를 분석한 결과, 기판 온도 $400^{\circ}C$ 인 경우 $Ar/N_2$ 가스비의 변화에 대해서는 $N_2$의 분압비가 증가할수록 표면 거칠기 특성이 좋아지는 것으로 나타났으며 $Ar/N_2$=0/20 (sccm) 일 때 2.1 nm 로 가장 작은 값을 나타내었다. $Ar/N_2$=10/10 (sccm) 인 조건에서 기판 온도 변화에 대한 표면 거칠기 특성은 기판 온도가 상온에서 $300^{\circ}C$ 로 증가함에 따라 향상되는 경향을 보였으며, $300^{\circ}C$ 에서 3.036 nm 로 최소값을 나타낸 후, 기판 온도가 $300^{\circ}C$ 이상으로 상승하면 표면 거칠기는 다시 열악해지는 것을 확인할 수 있었다. Pneumatic probe 방법을 이용하여 압전 특성을 측정한 결과, $Ar/N_2$=10/10 (sccm), 기판 온도 $400^{\circ}C$ 일 때 Piezoelectric constant ($d_{33}$)=6.01 pC/N 이라는 가장 우수한 값을 나타내었으며, 이는 AlN 박막이 가장 좋은 (002) 배향성을 갖는 조건과 일치하는 것이다.

$SiN_x/Si$ 기판에 제조된 후막 PZT의 횡 압전 계수 $(e_{31,f})$ 측정 (Measurement of Effective Transverse Piezoelectric Coefficients $(e_{31,f})$ of Fabricated Thick PZT Films on $SiN_x/Si$ Substrates)

  • 전창성;박준식;이상렬;강성군;이낙규;나경환
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.965-968
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    • 2004
  • Effective transverse Piezoelectric Coefficients $(e_{31,f})$ of thick PZT $(Pb(Zr_{0.52}Ti{0.48}Ti_{0.48})O_3)$ films on $SiN_x/Si$ substrates were measured with PZT thicknesses and top electrode dimensions. $e_{31,f}$ is one of important Parameters characterizing Piezoelectricity of PZT films. Thick PZT films have been used as various sensors and actuators because of their high driving force and high breakdown voltage. Thick PZT films were fabricated on Pt/Ta/$SiN_x$/Si substrates using sol-gel method. Thicknesses of PZT films were $1{\mu}m$ and $1.8{\mu}m$. $|e_{31,f}|$ values of $1.8{\mu}m$-thick-PZT films were higher than those of $1{\mu}$-thick-PZT films. Maximum $|e_{31,f}|$ of $1.8{\mu}$-thick-PZT films was about $50^{\circ}C/m^2$.

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진공증착법으로 제조된 PVDF 유기박막의 압전 센서 응답 특성에 관한 연구 (A Study on the Piezoelectric Sensor Response Characteristic of PVDF Organic Thin Film by Vapor Deposition Method)

  • 박수홍
    • 한국진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.448-454
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    • 2008
  • 본 논문의 목적은 진공증착법을 이용한 $\beta$-PVDF($\beta$-Polyvinylidene fluoride) 유기 박막의 제조와 제조된 유기 박막의 압전 특성을 연구하는데 있다. 진공 증착은 증발원 온도 $270^{\circ}C$, 인가 전계 142.4kV/cm, 진공도 $2.0{\times}10^{-5}Torr$에서 실시하였다. 기판 온도의 증가에 따라서 $\beta$형태의 PVDF 함유량은 72%에서 95.5%로 증가함을 알 수 있었다. 힘 모우멘트를 $1.372{\times}10^{-5}N{\cdot}m$에서 $39.2{\times}10^{-5}N{\cdot}m$로 변화시킨 응답특성의 경우, 출력전압은 1.39V에서 7.04V로 증가하였다.

ALD와 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용한 FBAR 소자의 ZnO 박막증착 및 특성 (Characteristics of ZnO Thin Films of FBAR using ALD and RF Magnetron Sputtering)

  • 신영화;권상직;윤영수
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.164-168
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    • 2005
  • Piezoelectric ZnO thin films were for the first time formed on SiO$_2$/Si(100) substrate using 2-step deposition, atomic layer deposition(ALD) and RF magnetron sputtering deposition, for film bulk acoustic resonator(FBAR) applications. The ZnO buffer layer by ALD was deposited using alternating diethyl zinc(DEZn)/$H_2O$ exposures and ultrahigh purity argon gas for purging. The ZnO films by 2-step deposition revealed stronger c-axis-preferred orientation and smoother surface than those by the conventional RF sputtering method. The solidly mounted resonator(SMR)-typed FBAR fabricated by using 2-step deposition method revealed higher quality factor of 580 and lower return loss of -17.35dB. Therefore the 2-step deposition method in this study could be applied to the FBAR device fabrication.

Screen Printing법을 이용한 PMN-PZT 후막의 제조 및 특성 연구 (Fabrication and Characterization of PMN-PZT Thick Films Prepared by Screen Printing Method)

  • 김상종;최형욱;백동수;최지원;김태송;윤석진;김현재
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.921-925
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    • 2000
  • Characteristics of Pb(Mg, Nb)O$_3$-Pb(Zr, Ti)O$_3$system thick films fabricated by a screen printing method were investigated. The buffer layer were coated with various thickness of Ag-Pd by screen printing to investigate the effect as a diffusion barrier and deposited Pt as a electrode by sputtering on Ag-Pb layer. The printed thick films were burned out at 650$\^{C}$ and sintered at 950$\^{C}$ in O$_2$condition for each 20, 60min after printing with 350mesh screen. The thickness of piezoelectric thick film was 15∼20㎛ and Ag-Pb layer acted as a diffusion barrier above 3㎛ thickness. The PMN-PZT thick films were screen printed on Pt/Ag-Pb(6m) and sintered by 2nd step (650$\^{C}$/20min and 950$\^{C}$/1h) using paste mixed PMN-PZT and binder in the ratio of 70:30, and the remnant polarization of thick film was 9.1$\mu$C/㎠ in this conditions.

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열처리방법에 따른 ${K_3}{Li_2}{Nb_5}{O_{15}}$(KLN)박막의 제작 (Preparation of ${K_3}{Li_2}{Nb_5}{O_{15}}$(KLN) Thin Films by Heat Treatment Methods)

  • 김광태;박명식;이동욱;조상희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.731-738
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    • 2000
  • KLN(K3Li2Nb5O15) has attracted a great deal of attention for their potential usefulness in piezoelectric, electro-optic, nonlinear optic, and pyroelectirc devices. Especially, the KLN single crystal has been studied in the field of optics and electronics. However it is hard to produce good quality single crystals due to the crack propagation during crystal growing. One of the solutions of this problem is prepartion of thin film. But the intensive study has not been conducted so far. In this study, after the KLN thin film were prepared by R.F. magnetron Sputtering method on SiO2/Si substrate, the post-annealing methods of RTA(rapid thermal annealin) and IPA(insitu post annealing) were employed. The deposition condition of KLN thin film was RF power(100 W), Working pressure(100 mtorr). The commonness of both RAT and IPA was that the higher were deposition and post annealing temperature, the higher was the intensity of XRD but the less surface roughness. The difference of post-annealing methods affected XRD phase and surface condition very much. And in IPA process, the influence of O2 had much effect on the formation of KLN phase.

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바이몰프형 밴딩 액츄에이터를 이용한 선집속형 초음파 트랜스듀서의 초점 거리 제어 (Focal Length Control of Line-focus Ultrasonic Transducer Using Bimorph-type Bending Actuator)

  • 채민구;하강열;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.202-207
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    • 2003
  • 초음파트랜스듀서는 초점거리의 제어를 위해서 각 진동요소에 전기회로를 이용한 위상가중치를 부가하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 이러한 방법은 진동요소가 증가함에 따라 전기회로가 더욱 복잡해진다. 본 연구에서는 바이몰프형 액츄에이터를 신호의 송수신을 하는PVDF의 뒷부분에 삽입하여 선집속형 트랜스듀서를 제작하였다. 이 트랜스듀서를 사용하여 액츄에이터에 인가되는 전압 변화에 의해 기계적으로 초점거리를 제어할 수 있었다. 이 방법을 사용한 결과 수중에서 선집속형 초음파 트랜스듀서의 초점거리를 곡률 반경의 10%범위까지 제어 가능함을 확인하였다.