• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.3
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• pp.208-213
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• 2020

Four types of BaTiO₃ powders are prepared and successfully deposited on glass and Pt/Si substrates using the aerosol deposition process. Particles with sizes of 0.45 ㎛ and 0.3 ㎛ are selected as the starting powder, while those powders are treated using a different milling method. The jet-milled and ball-milled powders not only showed a smaller particle-size distribution, but compared with the non-milled powder, it also had a higher deposition rate using the uniformly generated aerosol. Although the films deposited using particles with size 0.45 ㎛ exhibited some craters on the surface, significantly flat film surfaces were obtained. However, particles with size 0.3 ㎛ create a slightly rough film surface, but the dielectric constant was greater than in the case involving particles with size 0.45 ㎛. Consequently, a suitably large particle size significantly influences the deposition rate and improvement in the surface roughness, and a uniform particle size distribution appears to contribute to an improved dielectric constant. Therefore, it is believed that the dielectric properties along with the growth characteristics can be enhanced by limiting particle size and shape.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.413-413
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• 2011

최근 전기, 전자, 반도체 산업의 발전으로 전 고상 박막리튬전지는 초소형, 초경량의 마이크로 소자의 구현을 위한 고밀도 에너지원으로 각광받고 있다. 현재 양극박막은 대부분LCO(LiCoO2)계열이 이용되고 있으나, 코발트는 높은 가격과 인체 유해성 뿐만 아니라 상대적으로 낮은 용량(~140 mAh/g)등의 단점을 갖고 있어 향후 보다 고용량의 양극박막이 요구된다. 3원계 양극활물질 LiMO2(M=Co,Ni,Mn,etc.)은 우수한 충방전 효율 과 열적 안정성 뿐 아니라 277mAh/g의 높은 이론용량을 갖고 있어 고용량 양극박막으로의 적용시 고용량 박막이차전지 제작이 가능하다. 본 연구에서는 전 고상 박막 전지의 구현을 위하여 RF 스퍼터링법을 사용하여 Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2 박막을 증착하였다. Li/MnCoNi의 몰 비율을 변화시켜 높은 전기화학적 특성을 갖는 분말을 합성하여 제조한 타겟으로 Pt/TiO2/SiO2/Si 기판위에 RF 스퍼터법을 이용하여 박막을 성장시켰다. 박막 증착 시 가스의 비율은 Ar:O2=3:1로 하고 증착 압력의 조절(0.005~0.02 torr)을 통하여 박막의 두께와 표면 특성을 조절하며 성장시켰다. 또한 박막을 다양한 온도에서($400{\sim}550^{\circ}C$) 열처리하여 결정화도와 전기화학적 특성을 측정하였다. 증착 된 박막의 구조적 특성은 X-ray diffraction(XRD) 과 scanning electron microscopy(SEM)로 관찰되었다. 박막의 전기화학적 특성 평가를 위하여 Cyclic voltammatry를 측정하여 가역성의 정도를 확인하고 WBC3000 battery cycler를 이용한 half-cell 테스트를 통하여 박막의 용량을 평가하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.21.1-21.1
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• 2009

상변화 메모리는 비휘발성 메모리이면서 빠른 동작 속도, 낮은 동작 전압 등 다양한 장점을 지니고 있어 차세대 메모리로 주목 받고 있다. 최근 상변화 메모리의 동작 전류를 감소시키기 위해 상변화 물질 및 전극 물질에 대한 연구를 진행하고 있으며, 소자의 크기를 최소화 하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 나노 임프린트 리소그래피와 전도성 AFM을 이용하여 나노급 상변화 물질의 특성을 평가하였다. 나노급 상변화 물질을 형성하기 위해 열경화성 나노 임프린트 리소그래피를 이용하여 $Ge_2Sb_2Te_5$(GST)/Mo/SiO2 기판 위에 200nm급 홀 패턴을 형성하였다. 홀 패턴에 Cr을 증착하여 리프트 오프 한 뒤 Cr을 하드 마스크로 사용하여 GST를 식각하였다. 그 결과, Mo 하부 전극 위에200nm 지름과 100nm 높이를 가지는 GST 나노 기둥을 형성하였다. GST 나노 기둥의 전기적 특성 평가를 위해 저항 측정 장비 및 펄스 발생기와AFM을 사용하였다. AFM은 접촉 모드로 설정하였으며, Pt가 코팅된 AFM tip을 사용하여 Cr 하드 마스크와 함께 상부 전극으로 사용하였다. GST 나노 기둥을 초기화 시키기 위해 I-V sweep을 하였으며, 그 결과 $1M\Omega$에서 $10\;k\Omega$으로 저항이 변화함을 확인하였다. GST 나노 기둥은 2V, 5ns의 리셋 펄스에서 비정질로 변화하였으며, 1.3V, 150ns의 셋 펄스에서 결정질로 변화하였다. 이 동작 전압으로 5번의 스위칭 특성을 평가하였으며, 이 결과는 소자 형태의 200nm 급GST의 특성과 유사하여 나노급 상변화 물질을 테스트하는 새로운 방법으로 사용될 수 있을 것이다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.5 no.6
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• pp.223-226
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• 2004

The PZT thin films are one of well-known materials that has been widely studied for ferroelectric random access memory (FRAM). We etched the PZT thin films by $CF_{4}/(Cl_{2}+Ar)$ plasma and investigated improvement in etching damage by $O_{2}$ annealing. The maximum etch rate of the PZT thin films was 157 nrn/min and that the selectivity of the PZT thin films to Pt was 3.1 when $CF_{4}(30{\%})$ was added to a $Cl_{2}(80{\%})/Ar(20{\%})$ gas mixing ratio. To improve the ferroelectric properties of PZT thin films after etching, the samples were annealed for 10 min at various temperatures in $O_{2}$ atmosphere. After $O_{2}$ annealing, the remanent polarization of the asdeposited films was $34.6{\mu}/cm^{2}$ and the sample annealed at 650, 550, and $450^{\circ}C$ was 32.8, 22.3, and $18.6{\mu}/cm^{2}$, respectively. PZT thin films with $O_{2}$ annealing at $450^{\circ}C$ retained $77{\%}$ of their original polarization at 106 cycles. Also as the annealing temperature increased, the fatigue properties improved. And the leakage current was decreased gradually and almost recovered to the as-deposited value after the annealing at $450^{\circ}C$.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.8 no.1
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• pp.66-79
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• 2008

Several oxides have recently been reported to have resistance-switching characteristics for nonvolatile memory (NVM) applications. Both binary and ternary oxides demonstrated great potential as resistive-switching memory elements. However, the switching mechanisms have not yet been clearly understood, and the uniformity and reproducibility of devices have not been sufficient for gigabit-NVM applications. The primary requirements for oxides in memory applications are scalability, fast switching speed, good memory retention, a reasonable resistive window, and constant working voltage. In this paper, we discuss several materials that are resistive-switching elements and also focus on their switching mechanisms. We evaluated non-stoichiometric polycrystalline oxides ($Nb_2O_5$, and $ZrO_x$) and subsequently the resistive switching of $Cu_xO$ and heavily Cu-doped $MoO_x$ film for their compatibility with modem transistor-process cycles. Single-crystalline Nb-doped $SrTiO_3$ (NbSTO) was also investigated, and we found a Pt/single-crystal NbSTO Schottky junction had excellent memory characteristics. Epitaxial NbSTO film was grown on an Si substrate using conducting TiN as a buffer layer to introduce single-crystal NbSTO into the CMOS process and preserve its excellent electrical characteristics.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.20 no.4
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• pp.314-321
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• 2000

A gap between a $Al_2O_3/Fe$ thermite and lower head vessel is formed in the lower-plenum arrested vessel attack(LAVA) experiment which is the 1st phase study of simulation of naturally arrested vessel attack in vessel(SONATA-IV). The gap measurement using a conventional ultrasonic method would be lack of a reliability due to the structure complexity and the metallurgical grain size change of the lower head HAZ occurred by a thermite $Al_2O_3/Fe$ melt or a $Al_2O_3$ melt at $2300^{\circ}C$. The grain echoes having false signals and lower S/N ratio signals are detected due to a multiple scattering, a mode conversion and an attenuation of a ultrasonic resulted from at the interface of increased grain size zone. In this test, the signals pattern was classified to understand the behavior of the ultrasonic in a multi-layer specimen of solid-liquid-solid of assuming that the thermite and the lower head vessel is immersed. The polarity threshold algorithm of frequency diversity gives us the enhancement about 6dB of the ratio S/N.