• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.11
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• pp.63-70
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• 1999

A PLT(10) thin film has been deposited on $Pt/TiO_2/SiO_2/Si$ substrate by sol-gel method, and its switching characteristics have been investigated with various top electrode areas, input pulse voltages and loan resistances. As the external input pulse voltage increases from 2V to 5V, the switching time decreases from $0.49{\mu}s$ to $0.12{\mu}s$. The activation energy ($E_a$) obtained from the relations between the switching time and the applied pulse voltage is evaluated as 209kV/cm. The switched charge densities at 5V obtained from the hysteresis loop and the polarization switching are $11.69{\mu}C/cm^2$ and $13.02{\mu}C/cm^2$, respectively, which agree relatively well with each other and show the difference of 10%. When the top electrode area increases from TEX>$3.14{\times}10^{-4}cm^2$ to $5.03{\times}10^{-3}cm^2$ and the load resistance increases from 50${\Omega}$ to 3.3$k{\Omega}$, the switching time increases from $0.12{\mu}s$ to $1.88{\mu}s$ and from $0.12{\mu}s$ to $9.7{\mu}s$, respectively. These switching characteristics indicate that PLT(10) thin film can be well applied in nonvolatile memory devices.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.98-98
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• 2000

초고집적(ULSI) 반도체 소자의 multilevel metalization을 위한 중간 유저네로서 저 유전상수(k<)와 높은 열적안정성(>45$0^{\circ}C$)을 갖는 새로운 물질을 도입하는 것이 필요하다. 중합체 박막은 낮은 유전상수와 높은 열적 안정성으로 인하여 low-k 물질로 적당하다고 여겨진다. PECVD에 의한 plasma polymer 박막의 증착은 많이 보고되어 왔으마 고밀도 플라즈마 형성이 가능하고 기판으로 유입되는 ion의 energy 조절이 가능한 inductively coupled plasma(ICP) CVD에 의한 plasma polymer 박막에 대한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 Mtehyl-cyclohexane precusor를 사용하여 substrate에 bias를 주면서 inductively coupled plasma(ICP)를 이용하여 플라즈마 폴리머 박막(plasma polymerized methyl-cyclohexane : 이하^g , pp MCH라 칭함)을 증착하였으며 ICP power와 substrate bias(SB) power가 증착된 박막의 특성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 증착된 박막의 유전상 수 및 열적 안정성은 ICP power의 변화에 비해 SB power의 변화에 더 크게 영향을 받았다.^g , pp MCH 박막은 platinum(Pt) 기판과 silicon 기판위에서 같이 증착되었다. Methyl-cyclohexane precursor는 4$0^{\circ}C$로 유지된 bubbler에 담겨지고 carrier 가스 (H2:10%, He:90%)에 의해 reactor 내부로 유입된다.^g , pp MCH 박막은 증착압력 350 mTorr, 증착온도 6$0^{\circ}C$에서 \circled1SB power를 10W에 고정시키고 ICP power를 5W부터 70W까지, \circled2ICP power를 10W에 고정시키고 SB power를 5W부터 70W까지 변화하면서 증착하였다. 유전 상수 및 절연성은 Al/PPMCH//Pt 구조의 capacitor를 만들어서 측정하였으며, 열적 안정성은 Ar 분위기에서 30분간의 열처리 전후의 두께 변화를 측정함으로써 분석하였다. SB power 10W에서 ICP power가 5W에서 70w로 증가함에 따라 유전상수는 2.65에서 3.14로 증가하였다. 열적 안정성은 ICP power의 증가에 따라서는 크게 향상되지 않은 것으로 나타났다. ICP power 10W에서 SB power가 5W에서 70W로 증가함에 따라 유전상수는 2.63에서 3.46으로 증가하였다. 열적 안정성은 SB power의 증가에 따라 현저하게 향상되었으며 30W 이상에서 증착된 박막은 45$0^{\circ}C$까지 안정하였고, 70W에서 증착된 박막은 50$0^{\circ}C$까지 안정하였다. 열적 안정성은 ICP power의 증가에 따라서는 현저하게 향상되었다. 그 원인은 SB power의 인가에 의해 활성화된 precursor 분자들이 큰 에너지를 가지고 기판에 유입되어 치밀한 박막이 형성되었기 때문으로 사료된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.8
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• pp.635-639
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• 1997

ECR-PECVD법을 사용하여 450-49$0^{\circ}C$이하의 온도에서 Pt/SiO$_{2}$/Si기판 위에 PZT 박막을 증착하였다. 기판 온도가 46$0^{\circ}C$ 이하일 경우에는 페로브스이트 상과 제2상으로 이루어진 박막이 성장하였으며 기판온도가 47$0^{\circ}C$이상일 때에는 페로브스카이트 단일상의 PZT 박막이 성장하였다. 49$0^{\circ}C$에서 매우 얇은 페로브스카이트의 PZT 박막을 증착한 후 $650^{\circ}C$에서 1분간 raped thermal annealing(RTA) 처리한 결과 박막의 조성과 결정성에는 거의 변화가 없었으나 박막의 전하 저장 밀도는 크게 향상되었다. 이는 RTA 처리에 의한 저유전 계면층의 소멸이 주된 이유라고 판단된다. 열처리 후 두께 40-45nm의 PZT박막은 200kV/cm의 전장 하에서 $10^{-6}$$\textrm{cm}^2$이하의 누설전류값을 갖고 있었으며, 인가전압 1V에서 300fF/$\mu$$m^2$의 정전용량, 즉 SiO$_{2}$환산두께 0.12nm를 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.882-885
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• 2004

Organic molecules have many properties that make them attractive for electronic applications. We have been examining the progress of memory cell by using molecular-scale switch to give an example of the application using both nanoscale components and Si-technology. In this study, molecular electronic devices were fabricated with amion style derivatives as redox-active component to compare to the devices using Zn-Porphyrin derivatives. This molecule is amphiphilic to allow monolayer formation by the Langmuir-Blodgett (LB) method, and then this LB monolayer is inserted between two metal electrodes. According to current-voltage (I-V) characteristics, it was found that the devices show remarkable hysteresis behavior and can be used as memory devices at ambient conditions, when aluminum oxide layer was existed on bottom electrode. Diode-like characteristics were measured only, when Pt layer was existed as bottom electrode. It was also found that this metal layer interacts with the organic molecules and acts as a protecting layer, when thin Ti layer was inserted between the organic molecular layer and the top Al electrode. These electrical properties of the devices may be applicable to active components for the memory and/or logic gates in the future.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.9
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• pp.931-936
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• 1996

비휘발성 메모리 소자에의 적용을 위한 SrBi2Ta2O9(SBT)박막이 고순도의 Sr, Bi, Ti 금속타겟을 사용하여 Pt/Ti/SiO2/Si 기판 위에 reactive sputtering 법에 의해 증착되었다. 조성의 영향을 평가하기 위하여 Bi 타겟에 인가되는 전원의 변화와 열처리에 따른 C-F(capacitance-frequency), P-E(polarization-electric field), I-V(current-voltage)등의 전기적 특성이 조사되었다. Bi의 양이 증가함에 따라 Bi layer 구조를 나타내는 (105)회절 피크가 증가하였고 $700^{\circ}C$, 산소분위기에서 1시간 동안 열처리후 Sr과 Bi가 심하게 휘발되었으며 박막의 미세구조는 다공질이 되었다. 이러한 이유로 열처리된 박막의 누설 전류 밀도는 증가하였다. 열처리된 시편의 조성은 거의 화학양론비를 이루었으며 4.5$\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 Pr값을 갖는 강유전(ferroelectric)특성을 나타내었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.10
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• pp.1008-1013
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• 2000

SrTi $O_3$(001) 단결정 기판 위에 졸-겔 스핀코팅으로 $SrBi_2(Ta,Nb)_2O_9$ 박막을 도포하고 그 결정화 과정을 고온 X-선 회절분석 (HTXRD)으로 추적하면서 Pt(111)/Ti/ $SiO_2$/Si 위에 성장한 박막과 비교하였다. SrTi $O_3$(001) 단결정 기판 위에 도포된 $SrBi_2Nb_2O_{9}$ 박막은 fluorite-like phase와 같은 transient phase를 거치지 않고 곧바로 순수한 $SrBi_2Nb_2O_9$ 상으로 결정화가 시작되었으며 결정화가 시작되는 온도인 ${\sim}540^{\circ}C$부터 c축 배향성장하였다. 또한 $SrB i_2(Ta,Nb)_2O_9$ 박막은 Ta/Nb 비에 관계없이 $SrTiO_3$(001) 위에서 모두 $(00{\ell})$로 배향되었으며, 코팅 횟수가 늘어나 필름의 두께가 증가함에 따라 c축 배향성은 미세한 감소를 보였다. $SrBi_2Nb_2O_9/SrTiO_3$단면을 TEM으로 관찰한 결과 $SrBi_2Nb_2O_9$은 대체로 불규칙한 크기의 다결정체로 되어 있었으나 계면 부근에서는 [001]$_{SBN}$//[001]$_{SrTi}$ $O_3$/, [100]$_{SBN}$//[100]$_{SrTi}$ $O_3$/라는 결정학적 관계를 가지며 에피탁샬 성장했음을 알 수 있었다.있었다.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2002.05a
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• pp.173-176
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• 2002

B $i_{3.3}$L $a_{0.7}$ $Ti_{3}$ $O_{12}$(BLT) 강유전체 박막을 Pt/Ti/ $SiO_2$/Si 기판위에 졸-겔법 (sol-gel method) 으로 스핀코팅하여 Metal-Ferroelectric-Metal(MFM) 구조의 커패시터를 형성하였다. BLT 박막의 결정성은 후속열처리 온도가 증가할수록 향상되었으며 $R_{근}$값은 as~coated된 BLT 박막의 경우 3.8$\AA$를 나타내었으나 열처리 온도를 $700^{\circ}C$로 증가한 경우 12.9$\AA$으로 거칠은 표면형상으로 변화되었다. $650^{\circ}C$로 열처리된 BLT 박막의 잔류분극 2Pr ($\pm$($P^{*}$ -$P^{ ^}$))값은 5V 인가전압에서 약 29.1 $\mu$C/$cm^2$을 나타내었다. 또한 $10^{10}$ 스위칭 cycles 가지 분극 스위칭을 반복한 후에도 뚜렷한 잔류분극의 변화를 발견할 수 없어서 우수한 피로특성을 나타내었다. 3V 전압에서 BLT 박막의 누설전류는 약 2.2$\times$$10^{-8}$ A/$cm^2$를 나타내었다.내었다.었다.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.60 no.3
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• pp.584-587
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• 2011

In this work, the $TiO_2$ and $SnO_2$ thin films as blocking layers were coated directly onto the metal-mesh electrode surface to prevent unnecessary inflow of back-transfer electrons from the electrolyte ($I^-/I_3^-$) to the metal-mesh electrode. The DSCs were fabricated with working electrode of SUS mesh coated with blocking $TiO_2$ and $SnO_2$ layers, dye-attached mesoporous $TiO_2$ film, gel electrolyte and counter electrode of Pt-deposited F:$SnO_2$. From the experimental result, it was ascertained that the efficiency of metal electrode coated with $TiO_2$ by Dip-coating was superior to that of metal electrode coated with $SnO_2$ by Dip-coating and screen printing with the results of experiments. The photo-current conversion efficiency of the cell obtained from optimum fabrication condition was 3% ($V_{oc}$=0.61V, $J_{sc}$=11.64 mA/$cm^2$, ff=0.64) under AM1.5, 100 mW/$cm^2$ illumination.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.07a
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• pp.743-746
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• 2000

Metal-ferroelectric-insulator-semiconductor(MFIS) devices using Pt/$LiNbO_3$/Si structure were successfully fabricated. The dielectric constant of the AIN film calculated from the capacitance in the accumulation region in the capacitance-voltage(C-V) curve was about 8.2. The gate leakage current density of MIS devices using a aluminum electrode showed the least value of 1$\times$$1O^{-8}$A/$cm^2$ order at the electric field of 500kV/cm. The dielectric constant of $LiNbO_3$film on AIN/Si structure was about 23 derived from 1MHz capacitance-voltage (C-V) measurement and the resistivity of the film at the field of 500kV/cm was about 5.6$\times$ $1O^{13}$ $\Omega$.cm.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.204-205
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• 2007

Self-seed 층을 이용한 PLZT(9/65/35), 강유전체 박막을 Sol-Gel 법을 이용해 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 증착한 후, Self-seed 층에 의한 PLZT(9/65/35) 박막의 구조적, 전기적 특성을 고찰하였다. Seed 층을 도입하지 않은 PLZT 박막의 경우 다결정 상으로 형성되는 것을 알 수 있었으며, seed 층을 도입한 PLZT 박막은 (110) 방향으로 우선 배향됨을 알 수 있었다. 증착된 PLZT(9/65/35) 박막의 유전율 및 유전손살은 10kHz에서 유전율 205, 유전손살 0.029 이었으며, Self-seed layer를 도입한 PLZT 박막의 경우 seed layer를 도입하지 않은 PLZT 박막보다 낮은 온도에서 결정화 되는 것을 관찰 할 수 있었다. Self-seed layer가 도입된 PLZT(9/65/35) 박막의 경우 잔류분극 ($P_r$) 값은 $9.1{\mu}C/cm^2$, 항전계($E_c$)는 47 kV/cm을 나타내었다.