• Title/Summary/Keyword: Sputtering Deposition

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Structural and Electrical Properties of Amorphous 2Ti4O12 Thin Films Grown on TiN Substrate (TiN 기판 위에 성장시킨 비정질 BaSm2Ti4O12 박막의 구조 및 전기적 특성 연구)

  • Park, Yong-Jun;Paik, Jong-Hoo;Lee, Young-Jin;Jeong, Young-Hun;Nahm, Sahn
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.18 no.4
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    • pp.169-174
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    • 2008
  • The structural and electrical properties of amorphous $BaSm_2Ti_4O_{12}$ (BSmT) films on a $TiN/SiO_2/Si$ substrate deposited using a RF magnetron sputtering method were investigated. The deposition of BSmT films was carried out at $300^{\circ}C$ in a mixed oxygen and argon ($O_2$ : Ar = 1 : 4) atmosphere with a total pressure of 8.0 mTorr. In particular, a 45 nm-thick amorphous BSmT film exhibited a high capacitance density and low dissipation factor of $7.60\;fF/{\mu}m2$ and 1.3%, respectively, with a dielectric constant of 38 at 100 kHz. Its capacitance showed very little change, even in GHz ranges from 1.0 GHz to 6.0 GHz. The quality factor of the BSmT film was as high as 67 at 6 GHz. The leakage current density of the BSmT film was also very low, at approximately $5.11\;nA/cm^2$ at 2 V; its conduction mechanism was explained by the the Poole-Frenkel emission. The quadratic voltage coefficient of capacitance of the BSmT film was approximately $698\;ppm/V^2$, which is higher than the required value (<$100\;ppm/V^2$) for RF application. This could be reduced by improving the process condition. The temperature coefficient of capacitance of the film was low at nearly $296\;ppm/^{\circ}C$ at 100 kHz. Therefore, amorphous BSmT grown on a TiN substrate is a viable candidate material for a metal-insulator-metal capacitor.

Design and deposition of two-layer antireflection and antistatic coatings using a TiN thin film (TiN 박막을 이용한 2층 무반사 코팅의 설계 및 층착)

  • 황보창권
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.11 no.5
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    • pp.323-329
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    • 2000
  • In this study we have calculated an ideal complex refractive index of a TiN trim used in a layer of anl1reilecnon (I\R) coatmg, [air$ISiO_2ITiNIglass$] in the visible. Also we simulated the rellectance of lwo-layer AR coating by varying the thicknesses of TiN and $SiO_2$ layers, respecl1vely. The simolation results show that we can controllhe lowest reflectance and AR band of tile AR coating. The TIN fihns were fabricated by a RF magnetron sputtering apparalus. The chemical, structural and electrical properties of TiN fih11S were inveshgated by the Rutherford backscattering spech'oscopy (RBS), atomic force microscope (AFM) and 4-point probe. The optical properlies were inve,tigated by the spectrophotometer and vanable angle spectroscopic ellipsometer (VASE). The smface roughness of TiN flhns \vas $9~10\AA$. TIle resistivity of TiN films was TEX>$360~730\mu$\Omega $ cm. The ,toichlOllletry of TiN film was 1'1: O:N = I: 0.65 :0.95 and ilic oxygen wa~ found on ilie smface. With these experimental and simu]al1on resulLs, we deposited duo: two-layer AR coating, [air$ISiO_2ITiNIglass$] and the refleClance was under 0.5% ill the regIOn of 440-650 run. 0 run.

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The Effect of Magnetic Field Annealing on the Structural and Electromagnetic Properties of Bising $Co_{82}Zr_6Mo_{12}$ Thin Films for Magnetoresistance Elements (자기저항소자의 바이어스용 $Co_{82}Zr_6Mo_{12}$ 박막의 구조 및 전자기적 특성에 미치는 자장 중 열처리의 영향)

  • 김용성;노재철;이경섭;서수정;김기출;송용진
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.9 no.2
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    • pp.111-120
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    • 1999
  • The effects of annealing in rotating magnetic field after deposition on electromagnetic properties of $Co_{82}Zr_6Mo_{12}$ thin (200~1200 $\AA$) films prepared by RF-magnetron sputtering were investigated in terms of microstructure and surface morphology. The coercivity decreases, but $4{\pi}M_5$ does not change with increasing the film thickness. The coercivity of the films was decreased below 300 $^{\circ}C$ due to stress relief and decreasing the surface roughness, while increased at 400 $^{\circ}C$ due to partial grain growth. And then, $4{\rho}M_5$ was almost independent of annealing temperatures below 200 $^{\circ}C$, but increased from 7.4 kG to 8.0 kG at 300 $^{\circ}C$ and at 400 $^{\circ}C$, which was caused by precipitation and growth of fine Co particles in the films. The electrical resistivity of films was decreased with increasing annealing temperatures and the magnetoresistance was a negative value of nearly 0 $\mu$$\Omega$cm. After annealing at 300 $^{\circ}C$, maximum effective permeability was 1200 to the hard axis of the thin films according to high frequency change. Considering the practical application of biasing layers of the films for magnetoresistive heads, optimal annealing conditions was obtained after one hour annealing at 300 $^{\circ}C$ in 400 Oe rotating magnetic field.

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Exchange coupling of Co/NiMn bilayer (Co/NiMn의 교환 자기결합에 관한 연구)

  • 안동환;조권구;주승기
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.10 no.4
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    • pp.171-177
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    • 2000
  • Exchange coupling of Co/NiMn bilayers fabricated by RF magnetron sputtering method was studied. We investigated the variation of exchange coupling field (H$\sub$ex/) for different annealing temperature and time. The maximum exchange coupling field was obtained after 13hr annealing at 300 $^{\circ}C$. With respect to deposition sequence, it was demonstrated that NiMn-top bilayers had higher exchange coupling field than NiMn-bottom bilayers. Ta capping layer was shown to be essential in achieving exchange coupling and Auger Electron Spectroscopy (AES) proved that uncapped NiMn/Co bilayers did not have exchange coupling because of oxygen incorporation into film. We also observed the effect of Ta underlayer on exchange coupling. It was found that Ta underlayer had better not be used for attaining higher exchange coupling. XRD analysis showed that Ta underlayer helped bilayers develop texture, but it was not essential to exchange coupling of Co/NiMn bilayers, which is in contrast to NiFe/NiMn system. Furthermore, the NiMn and Co thickness dependence of exchange coupling has been investigated. The exchange coupling strength reached the maximum above 200 ${\AA}$ NiMn thickness and had inversely proportional relation with Co thickness.

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Enhancement of Crystallinity in ZnO:Al Films Using a Two-Step Process Involving the Control of the Oxygen Pressure (산소 압력의 조절과 함께 두 번의 증착 과정을 이용한 ZnO:Al 박막에 결정성의 향상)

  • Moon, Tae-Ho;Yoon, Won-Ki;Lee, Seung-Yoon;Ji, Kwang-Sun;Eo, Young-Joo;Ahn, Seh-Won;Lee, Heon-Min
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.19 no.2
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    • pp.128-133
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    • 2010
  • ZnO:Al films were deposited by DC-pulsed magnetron sputtering using a two-step process involving the control of the oxygen pressure. The seed layers were prepared with various Ar to oxygen flow ratios and the bulk layers were deposited under pure Ar. As the oxygen pressure during the deposition of the seed layer increased, the crystallinity and degree of (002) texturing increased. The resistivity gradually decreased with increasing crystallinity from $4.7\times10^4\Omega{\cdot}cm$ (no seed) to $3.7\times10^4\Omega{\cdot}cm$ (Ar/$O_2$ = 9/1). The etched surface showed a crater-like structure and an abrupt morphology change appeared as the crystallinity was increased. The sample deposited at an Ar/$O_2$ flow ratio of 9/1 showed a very high haze value of 88% at 500 nm, which was explained by the large feature size of the craters, as shown in the AFM image.

ECR-PECVD 방법으로 제작된 DLC 박막의 기판 Bias 전압 효과

  • 손영호;정우철;강종석;정재인;황도원;김인수;배인호
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.188-188
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    • 2000
  • DLC (Diamond-Like Carbon) 박막은 높은 경도와 가시광선 및 적외선 영역에서의 광 투과도, 전기적 절연성, 화학적 안정성 및 저마찰.내마모 특성 등의 우수한 물리.화학적인 물성을 갖고 있기 때문에 여러 분야의 응용연구가 이루어지고 있다. 이러한 DLC 박막을 제작하는 과정에는 여러 가지가 있으나, 본 연구에서는 ECR-PECVD electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법을 사용하였다. 이것은 최근에 많이 이용되고 있는 방법으로, 이온화률이 높을뿐만 아니라 상온에서도 성막이 가능하고 넓은 진공도 영역에서 플라즈마 공정이 가능한 장점이 있다. 기판으로는 4" 크기의 S(100)를 사용하였고, 박막을 제작하기 전에 진공 중에서 플라즈마 전처리를 하였다. 플라즈마 전처리는 Ar 가스를 150SCCM 주입시켜 5$\times$10-1 torr 의 진공도를 유지시키면서, ECR power를 700W로 고정하고, 기판 bias 전압을 -300 V로 하여 5분 동안 기판을 청정하였다. DLC 박막은 ECR power를 700W. 가스혼합비와 유량을 CH4/H2 : 10/100 SCCM, 증착시간을 2시간으로 고정하고, 기판 bias 전압을 0, -50, -75, -100, -150, -200V로 변화시켜가면서 제작하였다. 이때 ECR 소스로부터 기판까지의 거리는 150mm로 하였고, 진공도는 2$\times$10-2torr 였으며, 기판 bias 전압은 기판에 13.56 MHz의 RF power를 연결하여 RF power에 의해서 유도되는 negative DC self bias 전압을 이용하였다. 제작된 박막을 Auger electron spectroscopy, elastic recoil detection, Rutherford backscattering spectroscopy, X-ray diffraction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인하였다.인하였다.

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Characteristics of ferroelectric $YMnO_3$ thin film with low dielectric constant for NDRO FRAM (비파괴 판독형 메모리 소자를 위한 저유전율 강유전체 $YMnO_3$박막의 특성 연구)

  • 김익수;최훈상;최인훈
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.9 no.3
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    • pp.258-262
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    • 2000
  • $YMnO_3$thin films are deposited on Si(100) and $Y_2O_3/Si(100)$ substrate by radio frequency sputtering. The deposition condition of oxygen partial pressure and annealing temperature have significant influences on the preferred orientation of $YMnO_3$film and the size of memory window. The results of x-ray diffraction show that the film deposited in the oxygen partial pressure of 0% is highly oriented along c-axis after annealing at $870^{\circ}C$ for 1 hr in oxygen ambient. However, the films deposited on Si and $Y_2O_3/Si$ in the oxygen partial pressures of 20% show $Y_2O_3$ peak, the excess $Y_2O_3$ in the $YMnO_3$film suppresses the c-axis oriented crystallization. Especially memory windows of the $Pt/YMnO_3/Y_2O_3/Si$ capacitor are 0.67~3.65 V at applied voltage of 2~12 V, which is 3 times higher than that of the film deposited on $Y_2O_3/Si$ in 20% oxygen (0.19~1.21 V) at the same gate voltage because the film deposited in 0% oxygen is well crystallized along c-axis.

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Fabrication of a palladium alloy composite membrane by vacuum electrodeposition (Vacuum electrodeposition에 의한 팔라듐 합금 금속막 제조 및 수소 분리에 관한 연구)

  • 남승은;이규호
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.96-98
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    • 1998
  • 1. 서론 : 팔라듐이나 이의 합금막들은 높은 선택적 투과특성으로 인해 수소 정제나 분리막 반응기와 같은 산업응용 분야에서 매우 높은 관심을 갖고 있다. 상업적으로 이용되고 있는 이러한 막들은 통상적인 metallugical process에 의해 제조괸 self-supported type으로 수소 투과 속도가 낮을 뿐만 아니라 팔라듐 등은 고가의 귀금속이므로 비경제적이다. 따라서 현재 대부분의 연구자들은 기계적 강도를 유지하기 의한 다공성 지지체 위에 얇은 금속 박막을 코팅함으로서 투과성을 높이는 동시에 경제적인 복합막 형태의 막을 만드는데 연구의 촛점을 맞추고 있다. 이러한 형태의 막을 제조하기 위한 금속 박막 제조법은 무전해 도금법(electroless deposition), 화학증착법(CVD), 스퍼터링(sputtering), 전해도금법(electrodeposition) 등이 시도되었다. 그러나 수소에 대한 우수한 선택적 투과 특성을 갖기 의해서는 대부분 5$\mu$m 이상의 두꺼운 막을 제조하였으며 이보다 얇은 막의 제조에 한계가 있기 때문에 이들 막에 대한 기체 투과 특성에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 기존의 전기도금법을 응용한 소위 'vacuum electrodeposition' 이란 새로운 기술을 도입함으로써 우수한 선택적 투과성을 갖는 2$\mu$m 이하의 팔라듐 합금 박막 제조를 가능하게 하였다. 지지체 표면의 거칠음 정도, 평균 기공 크기 등의 지지체 성질의 조절에 의한 금속 박막의 핀홀을 최소화함으로써 질소와 같은 inert gas의 투과도는 거의 없게 유지하는 동시에 금속 박막 두께, 결정 구조(e.g. grain size), 합금 조성 등을 조절함으로써 수소의 투과도를 높이고자 하였다. 있다. 후자의 경우, 미량의 과산화수소수 (1~10,000 ppm)를 이용해 처리 해주는 방법의 경우 경제적으로 큰 장점이 있고, 처리가 단순하다는 장점이 있으나 과산화수소수 자체에 포함하고 있는 높은 impurit level, 그리고 처리후 장시간의 flushing time을 가져야 한다는 단점등이 존재 하고 있다.요구된다. 몰입이 가능하여 임계치가 저하된 것으로 여겨진다. 또한 광학적 이득의 존재는 이 구조에 의한 극단파장 반도체 레이저다이오드의 실현 가능성을 나타내는 것이다.548 mL에 비해 통계학적으로 의의 있게 적었다(p<0.05). 결론: 관상동맥우회로 조성수술에서 전방온혈심정지액을 사용할 때 희석되지 많은 고농도 포타슘은 fliud overload와 수혈을 피하고 delivery kit를 사용하지 않음으로써 효과적이고 만족할 만한 심근보호 효과를 보였다.를 보였다.4주까지에서는 비교적 폐포는 정상적 구조를 유지하면서 부분적으로 소폐동맥 중막의 비후와 간질에 호산구 침윤의 소견이 특징적으로 관찰되었다. 결론: 분리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술

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Fabrication of Inductors, Capacitors and LC Hybrid Devices using Oxides Thin Films (산화물 박막을 이용한 인덕터, 캐패시터 및 LC 복합 소자 제조)

  • Kim, Min-Hong;Yeo, Hwan-Guk;Hwang, Gi-Hyeon;Lee, Dae-Hyeong;Kim, In-Tae;Yun, Ui-Jun;Kim, Hyeong-Jun;Park, Sun-Ja
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.7 no.3
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    • pp.175-179
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    • 1997
  • bliniaturization oi microwave circuit components is an important issue with the development in the mobile communication. Capacitors, inductors anti hybrid devices of these are building blocks of electric circuits, and the fabrication of these devices using thin film technology will influence on the miniaturization of electronic devices In this paper, we report the successful fabrication of the inductors, capacitors and LC hybrid devices using a ferroelectric and a ferromagnetic oxide thin iilm. Au, stable at high temperatures in oxidizing ambient, is patterned by lift-off process, and oxide thin films are deposited by ion beam sputtering and chemical vapor deposition. These devices are characterized by a network analyzer in 0.5-15GtIz range We got the inductance of 5nH, capacitance oi 10, 000 pF and resonant frequencies of $10^{6}-10^{9}Hz$.

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Influence of the RF Power on the Optical and Electrical Properties of ITZO Thin Films Deposited on SiO2/PES Substrate (RF파워가 SiO2/PES 기판위에 증착한 ITZO 박막의 광학적 및 전기적 특성에 미치는 효과)

  • Choi, Byeong-Kyun;Joung, Yang-Hee;Kang, Seong-Jun
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.16 no.3
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    • pp.443-450
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    • 2021
  • After selecting a PES substrate with excellent thermal stability and optical properties among plastic substrates, a SiO2 thin film was deposited as a buffer layer to a thickness of 20nm by plasma-enhanced chemical vapor deposition to compensate for the high moisture absorption. Then, the ITZO thin film was deposited by a RF magnetron sputtering method to investigate electrical and optical properties according to RF power. The ITZO thin film deposited at 50W showed the best electrical properties such as a resistivity of 8.02×10-4 Ω-cm and a sheet resistance of 50.13Ω/sq.. The average transmittance of the ITZO thin film in the visible light region(400-800nm) was relatively high as 80% or more when the RF power was 40 and 50W. Figure of Merits (ΦTC and FOM) showed the largest values of 23.90×10-4-1 and 5883 Ω-1cm-1, respectively, in the ITZO thin film deposited at 50W.