Phase transition, dielectric properties, and leakage current characteristics of Ta2O5 thin film fabricated by sol-gel process with tantalum penta-n-butoxide were studied as a function of annealing temperature in O2 atmoshpere. Although Ta2O5 thin film annealed at temperatures below 700$^{\circ}C$ for 1 hr was amorphous, it was crystallized to ${\beta}$-Ta2O5 of orthorhombic phase by annealing at temperatures higher than 750$^{\circ}C$. With increasing annealing temperature from 500$^{\circ}C$ to 900$^{\circ}C$, dielectric constant of sol-gel processed Ta2O5 thin film was changed from 17.6 to 15.3 due to the increase of SiO2 thickness at Ta2O5/Si interface. For Ta2O5 thin film annealed at 500$^{\circ}C$ to 800$^{\circ}C$ for 1 hr in O2 atmosphere, leakage current was remarkably reduced and breakdown strength was increased with higher annealing temperature. For Ta2O5 film annealed at 800$^{\circ}C$, breakdown did not occur even at electric field strength of 30${\times}$105V/cm and leakage current was maintained lower than 10-8A/$\textrm{cm}^2$.
Our investigation aimed to reduce the leakage current of $Ta_2O_5$ thin film capacitor by layering SnOz thin film layer under Ta thin film, thereby supplying extra oxygen ions from the $SnO_{2}$ underlayer to enhance the stoichiometry of $Ta_2O_5$ during the oxidation of Ta thin film. Tantalum was evaporated by e-beam or sputtered on p-Si wafers with various deposition temperatures and was oxidized by dry--oxygen at the temperatures between $500^{\circ}C$ and $900^{\circ}C$. Aluminum top and bottom electrodes were formed to make Al/$Ta_2O_5$/p-Si/Al or $Al/Ta_2O_5/SnO_2$p-Si/AI MIS type capacitors. LCR meter and pico-ammeter were used to measure the dielectric constants and leakage currents of the prepared thm film capacitors. XRD, AES and ESCA were employed to confirm the crystallization of the thin f~lm and the compositions of the films. Dielectric constant of $Ta_2O_5$ thin film capacitor with $SnO_{2}$ underlayer was found to be about 200, which is about 10 times higher than that of $Ta_2O_5$ thin film capacitor without $SnO_{2}$ underlayer. In addition, higher oxidation temperatures increased the dielectric constants and reduced the leakage current. Higher deposition temperature generally gave lower leakage current. $Ta_2O_5/SnO_2$ capacitor deposited at $200^{\circ}C$ and oxidized at $800^{\circ}C$ showed significantly lower leakage current, $10^{-7}A/\textrm{cm}^2$ at $4 \times 10^{5}$V/cm, compared to the one without $SnO_{2}$ underlayer. XRD showed that $Ta_2O_5$ thin film was crystallized above $700^{\circ}C$. AES and ESCA showed that initially the $SnO_{2}$, underlayer supplied oxygen ions to oxidize the Ta layer, however, Sn also diffused into the Ta thin film layer to form a new $Ta_xSn_YO_Z$ , ternary oxide layer after all.
Ta2O5 films were deposited on the p-Si(100) substrates by ECR-PECVD and annealed in O2 atmosphere. The thicknesses of Ta2O5/SiO2 layers were measured by an ellipsometer and a cross-sectional TEM. Annealing in O2 atmosphere enhanced the stoichiometry of the Ta2O5 film and reduced the impurity carbon content. Ta2O5 films were crystallized at the annealing temperatures above 75$0^{\circ}C$. The best leakage current characteristics and the maximum dielectric constant of Ta2O5/SiO2 film capacitor were observed in the specimen annealed at $700^{\circ}C$ and 75$0^{\circ}C$, respectively. The flat band voltage of the Al/Ta2O5/SiO2/p-Si MOS capacitor was varied in the range of -0.6~-1.6 V with the annealing temperature. The conduction mechanism in the Ta2O5 film, the variation of the effective oxide charge density with the annealing temperature, and the effective electric field distribution in the Ta2O5/SiO2 double layer were also discussed.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
/
v.32A
no.11
/
pp.35-43
/
1995
To obtain high quality of $Ta_{2}O_{5}$ film, two dielectric layers of $Si_{3}N_{4}$ and $Ta_{2}O_{5}$ were subsequently formed on Si wafer. Silicon nitride films were thermally grown in 10 Torr ammonia ambient by R.F induced heating system. The thickness of thermally grown $Si_{3}N_{4}$ film was able to be controlled in the range of tens $\AA$ due to the self-limited growth property. $Ta_{2}O_{5}$ film of 200$\AA$ thickness was then deposited on the as-grown $Si_{3}N_{4}$ film about 25$\AA$ thickness by sputtering method and annealed at $900^{\circ}C$in $O_{2}$ ambient for 1hr. Stoichiometry film was prepared by the annealing in oxygen ambient. Despite the high temperature anneal process, silicon oxide layer was not grown at the interface of the layered films because of the oxidation barrier effect of Si$_{3}$N$_{4}$ film. The fabricated $Ta_{2}O_{5}$/$Si_{3}N_{4}$ film showed low leakage current less than several nA and high dielectric breakdown strength.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
/
v.14
no.12
/
pp.1016-1022
/
2001
This study presents the microstructure-electrical property relationship of reactive-sputtered Ta$_2$O$_{5}$ MIM capacitor structure processed by annealing in a vacuum and $O_2$ ambience. A microstructural investigation showed the existence of amorphous phase in as-deposited condition and the formation of preferentially oriented-Ta$_2$O$_{5}$ in $700^{\circ}C$ annealing. On annealing under the $O_2$ atmosphere, the Ta$_2$O$_{5}$ film exhibited the trend of its composition\`s approaching to stoichiometry from off-stoichiometry, analyzed by EPMA, the leakage current decrease and the enhanced temperature-capacitance characteristic stability. In the case of low temperature vacuum-annealing treatment, the leakage current behavior was stable irrespective of applied electric field. In the high temperature-annealed film at a vacuum condition, the electrical properties was observed to deteriorate. The results state that in Ta$_2$O$_{5}$ film annealed at $O_2$ atmosphere, gives rise to improvement of electrical characteristics in the capacitor were improved by reducing oxygen-vacancy and dandling Ta-O bond.-O bond.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
/
v.16
no.9
/
pp.807-811
/
2003
We investigated the electrical characterisitics of T $a_2$$O_{5}$ (tantalum pentoxide) film and Ti-O/T $a_2$$O_{5}$ film deposited on $Al_2$$O_3$based substrate. Ta (tantalum) electrode and $Al_2$$O_3$ substrate was used for the purpose of simplifying the manufacturing process in IPD's (integrated passive devices). Dielectric materials (T $a_2$$O_{5}$ and Ti-O/T $a_2$$O_{5}$ films) deposited on Ta/Ti/A $l_2$$O_3$ were annealed at 700 $^{\circ}C$ for 60 sec. in vacuum. The XRD results showed that as-deposited T $a_2$$O_{5}$ film possessed amorphous structure, which was transformed to crystallines by rapid thermal heat treatment. We compared the lnJ- $E^{{\frac}{1}{2}}$, C-V, C-F of both as-deposited and annealed dielectric thin films deposited on Ta bottom electrode. From this results, we concluded that the leakage current could be reduced by introducing Ti-O buffer layer and conduction mechanisms of T $a_2$$O_{5}$ and Ti-O/T $a_2$$O_{5}$ could be interpreted appropriately by Schottky emission effect.
Super precision resistor was manufactured by controlling properly the thickness of $TaN_{0.1}$ (negative TCR) and Cr(positive TCR) deposited on cylindrical alumina substrate (diameter: 4 mm, length: 11 mm). Multilayer thin film resistor of $Ta_2O_5/TaN_{0.1}$/Cr/Alumina (substrate) was manufactured by depositing of $Ta_2N_5$ film on $TaN_{0.1}$ film to increase Rs to the level of 1;k{\Omega}/{\box}$ and to passivate the film. Super precision resistor with TCR of $20\pm5 ppm/^{\circ}C$ and Rs of $1\;k{\Omega}/{\box}$ was manufactured by depositing thin layers of about 10 nm $Ta_2O_5$, 100 nm $TaN_{0.1}$ and 50 nm Cr film under the properly controlled sputtering condition.
Park, Si-Nae;Son, Dae-Ho;Kim, Dae-Hwan;Gang, Jin-Gyu
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
/
2012.02a
/
pp.334-334
/
2012
Transparent oxide semiconductors have recently attracted much attention as channel layer materials due to advantageous electrical and optical characteristics such as high mobility, high stability, and good transparency. In addition, transparent oxide semiconductor can be fabricated at low temperature with a low production cost and it permits highly uniform devices such as large area displays. A variety of thin film transistors (TFTs) have been studied including ZnO, InZnO, and InGaZnO as the channel layer. Recently, there are many studies for substitution of Ga in InGaZnO TFTs due to their problem, such as stability of devices. In this work, new quaternary compound materials, tantalum-indium-tin oxide (TaInSnO) thin films were fabricated by using co-sputtering and used for the active channel layer in thin film transistors (TFTs). We deposited TaInSnO films in a mixed gas (O2+Ar) atmosphere by co-sputtering from Ta and ITO targets, respectively. The electric characteristics of TaInSnO TFTs and thin films were investigated according to the RF power applied to the $Ta_2O_5$ target. The addition of Ta elements could suppress the formation of oxygen vacancies because of the stronger oxidation tendency of Ta relative to that of In or Sn. Therefore the free carrier density decreased with increasing RF power of $Ta_2O_5$ in TaInSnO thin film. The optimized characteristics of TaInSnO TFT showed an on/off current ratio of $1.4{\times}108$, a threshold voltage of 2.91 V, a field-effect mobility of 2.37 cm2/Vs, and a subthreshold swing of 0.48 V/dec.
Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
/
1998.09a
/
pp.85-90
/
1998
Reactive ion etching (RIE) of Ta-Al alloy thin film and SiO2 thin films was observed during the etching with the CF4 gas and the could be used effectively to etch the Ta-Al alloy thin film. The etching rate of the thin film at a Ta content of 50 mol% was about 67$\AA$/min. No selectivity between the Ta-Al alloy thin film and SiO2 thin films was observed during the etching with the CF4 gas and the etching rate of the SiO2 layer was 12 times faster than that of the Ta-Al alloy thin film. In addition, it was observed that photoresist of AZ5214 was more useful than Shiepley 1400-2 in RIE with the CF4 gas.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.