• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1999.05a
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• pp.113-117
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• 1999

SrBi$_2$Ta$_2$$O_{9}$ (SBT) thin films were fabricatcd with different Sr/Bi ratios by MOD. SBT thin films of thickness 2500$\AA$ deposited on Pt/Ti/SiO$_2$/Si were crystallized at $700^{\circ}C$ ~85$0^{\circ}C$ using RTA method. As the Sr/Bi ratio was decreased, dielectric constant and remanent polarization were increased. SrBi$_2$Ta$_2$$O_{9}$ showed a maximum dielectric constant value of $\varepsilon$$_{r}$= 268, and maximum remanent polarization (2Pr) of ~9.86 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ when annealed at 8$0^{\circ}C$ for 8 min.min.n.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.168-168
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• 2011

정보화 사회가 도래함으로 개인별 정보 이용량이 급격히 증가하였고 스마트폰과 같은 모바일 기기의 개발로 정보 이용량이 최고치를 갱신 중이다. 이러한 흐름 속에 사람들은 빠른 처리 속도와 고도의 저장 능력을 요구하게 되고 이에 따라 새로운 Random Access Memory에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 Dynamic Random Access Memory (DRAM)가 눈부신 발전과 성과를 이룩하고 있지만 전원 공급이 중단 될 경우 저장된 내용들이 지워진다는 단점을 가지고 있다. DRAM의 장점에 이러한 단점을 보완할 수 있는 차세대 반도체 소자로 주목 받고 있는 것이 Magnetic Random Access Memory (MRAM)이다. DRAM에서 Capacitor와 유사한 기능을 하는 MTJ stack은 tunneling magnetoresistance (TMR) 현상을 나타내는 자기저항 박막을 이용하여 MRAM 소자에 집적된다. 본 연구에서는 MRAM의 자성 재료로 구성된 MTJ stack을 효과적으로 식각하고 우수한 식각 profile을 얻는 동시에 재증착의 문제를 해결하는데 목적을 둔다. 본 IrMn 자성 박막의 식각 연구는 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각 (Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching: ICPRIE)법을 이용하여 진행되었다. 특히 본 연구에서는 종래의 $Cl_2$, $BCl_3$ 그리고 HBr과 같은 부식성 가스가 아닌 부식성이 없는 $CH_4$가스를 선택하여 그 농도를 변화시키면서 식각하였고 더 나아가 $O_2$를 첨가하면서 그 효과를 극대화하려고 시도하였다. IrMn 자성 박막의 식각 속도, TiN 하드 마스크에 대한 식각 선택도 그리고 profile 등이 조사되었고 최종적으로 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 이용하여 식각 메카니즘을 이해하려고 하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.9 no.3
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• pp.251-258
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• 1996

Sol-Gel derived ferroelectric Pb(Z $r_{0.52}$ $Ti_{0.48}$) $O_{3}$ thin films have been fabricated on Pt/Ti/ $SiO_{2}$/Si substrate. Two kinds of fast annealing methods, F-I (six times of intermediate and final annealing) and F-II(one final annealing after six times of intermediate annealing) were used for preparation of multi-coated PZT thin films. As the annealing temperature was increased, high capacitance could be obtained, for instance, 2700.angs.-thick PZT thin film annealed at 680.deg. C had a capacitance value of approximately 20nF at 1kHz. In addition, it is found that the dielectric constant is a function of the perovskite phase fraction. In case of F-I method, PZT thin film had a remanent polarization(Pr) of 8-15.mu.C/c $m^{2}$ and a coercive field( $E_{c}$) of 35-44kV/cm according to annealing temperature, whereas PZT film fabricated by F-II method had as high as 24-25.mu.C/c $m^{2}$ and 48-59kV/cm, respectively. As a result of measuring Curie temperature, PZT thin film had a range of 460-480.deg. C by F-I method and more or less higher range of 525-530.deg. C by F-II method, which implied that different microstructures could cause the different Curie temperature. Through I-V measurement, leakage current of PZT thin film fabricated by F-I and F-II methods was 64nA/c $m^{2}$ and 2.2.mu.A/c $m^{2}$ in the electric field of 100kV/cm, respectively.y.y.y.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.17 no.11
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• pp.574-579
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• 2007

Amorphous $BaTi_4O_9$ ($BT_4$) film was deposited on Pt/Si substrate by RF magnetron sputter and their dielectric properties and electrical properties are investigated. A cross sectional SEM image and AFM image of the surface of the amorphous $BT_4$ film deposited at room temperature showed the film was grown well on the substrate. The amorphous $BT_4$ film had a large dielectric constant of 32, which is similar to that of the crystalline $BT_4$ film. The leakage current density of the $BT_4$ film was low and a Poole-Frenkel emission was suggested as the leakage current mechanism. A positive quadratic voltage coefficient of capacitance (VCC) was obtained for the $BT_4$ film with a thickness of <70 nm and it could be due to the free carrier relaxation. However, a negative quadratic VCC was obtained for the films with a thickness ${\geq}96nm$, possibly due to the dipolar relaxation. The 55 nm-thick $BT_4$ film had a high capacitance density of $5.1fF/{\mu}m^2$ with a low leakage current density of $11.6nA/cm^2$ at 2 V. Its quadratic and linear VCCs were $244ppm/V^2$ and -52 ppm/V, respectively, with a low temperature coefficient of capacitance of $961ppm/^{\circ}C$ at 100 kHz. These results confirmed the potential suitability of the amorphous $BT_4$ film for use as a high performance metal-insulator-metal (MIM) capacitor.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.1
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• pp.86-91
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• 1999

We have fabricated high-$\textrm{T}_c$ superconducting $\textrm{YBa}_{2}\textrm{Cu}_{3}\textrm{O}_{7-x}$(YBCO) grain boundary junctions at a step-edge on (001) $\textrm{SrTiO}_3$(STO) substrates. A diamond-like carbon (DLC) film grown by plasma enhanced chemical vapor deposition were used as an ion milling mask to make steps on the STO (100) single crystal and was removed by an oxygen reactive ion etch process. The c-axis oriented YBCO and TO thin films were deposited epitaxially on the STO substrate with a step-edge by pulsed laser deposition. The grain boundary junctions were formed at the top and the bottom of the step. The junctions worked at temperatures above 77 K, and had I\ulcornerR\ulcorner products of 7.5mV at 16K and 0.3 mV at 77K, respectively. The I-V characteristics of these junctions showed the shape of the two noisy resistively shunted junction model.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.9
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• pp.795-800
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• 2003

The dielectric and piezoelectric properties of the xPb(A $l_{0.5}$N $b_{0.5}$) $O_3$-(1-x)Pb(Z $r_{0.52}$ $Ti_{0.48}$) $O_3$ [xPAN-(1-x)PZT] thin films by pulsed laser deposition (PLD) were investigated as a function of PAN contents. The effect of texture on dielectric and piezoelectric properties of the 0.05PAN-0.95PZT thin films having the highest piezoelectric constant( $d_{33}$) was studied more precisely. For 0$\leq$x$\leq$0.15 compositions in xPAN-(1-x)PZT thin films, the well-developed perovskite phase with (111) preferred orientation was obtained at the deposition temperature of 50$0^{\circ}C$. With increasing PAN content, remanent polarization and coercive field decreased. The dielectric constant increased with an increase of PAN content until it reached 1450 at $\chi$= 0.05, and then decreased for higher PAN content. The maximum points of dielectric constant coincides with the maximum points of the piezoelectric constant $d_{33}$.33/.33/././.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.119-120
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• 2011

Kawazoe는 1997년 p-type TOS를 만들기 위해서는 3가지가 충족되어야 한다고 언급한바 있다. 첫 번째, 가시광영역에서 투명하기 위해서 cation의 d10s0이 가득 차야 한다. 가득 차지 않은 d10 shell은 광 흡수가 가능하여 투과도를 떨어뜨린다. N-type을 예로 들어 ZnO, TiO, In2O3가 각각 Zn2+, Ti4+, In3+가 되어 d shell을 가득 차게 만드는 것을 볼 수 있다. 두 번째, cation d10s0 shell은 산소의 2p shell과 overlap 되어야 한다. 이 valence band는 홀 전도를 더욱 좋게 한다. 예를 들어 Cu1+(3d), Ag1+(4d)가 해당한다. 세 번째로, 양이온과 산소간의 공유결합을 강하게 하기 위해서 결정학적 구조는 매우 중요하다. Delafossite 구조는 산소가 pseudo-tetrahedral 구조로서 공유결합에 유리하다. 이러한 환경은 O2- (2p6)을 형성하고 홀의 이동도를 증가시킨다. 예를 들어 Cu2O의 경우 앞의 2가지를 만족시키지만 광학적 특성에서 좋지 않다. 그 이유가 3번째 언급한 결정학적인 요인에 있다. 결정 계의 환경은 Cu2O를 따라가면서 3차원적인 연결을 2차원적으로 변형된 delafossite 구조에서는 quantum well이 형성되어 band gap이 커진다. 본 연구에서는 전기적 이방성을 가지고 있는 delafossite CuCrO2 상에서 우선배향을 일으키는 인자 중 기판을 변화시켜 실험을 진행하였다. 결과적으로 기판변화를 통해 우선배향조절이 가능하였으며 CuCrO2 박막을 시켰으며, 결정방향에 따른 전기적 물성의 이방성에 관한 연구는 계속 진행 중에 있다. c-plane sapphire 기판위에는 [00l]로 성장하는 반면, c-plane STO 기판 위에는 [015] 방향으로 성장하는 것을 확인하였다. 이러한 원인은 기판과 증착되는 박막간의 mismatch를 최소화 하여 strain을 줄이고, 계면에서의 Broken boning 수를 줄여 계면에너지를 낮추는 방법이기 때문일 것으로 예상된다. C-plane sapphire 기판위에 증착될 경우 증착온도가 증가함에 따라 c-축으로의 성장이 온전해지며 이에 따라 캐리어농도의 감소와 모빌리티의 증가가 급격하게 변하는 것을 확인할 수 있다. 반면 c-plane STO 기판에서는 증착온도에 따른 박막의 배향변화가 없으며 전기적 물성 변화 또한 비교적 작은 것을 간접적으로 확인하였다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.4 no.1 s.10
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• pp.55-59
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• 2005

The ($Sr_{1-x}Ca_{x})Ti_{3}$(SCT) thin film are deposited on Pt-coated electrode (Pt/TiN/$SiO_{2}$/Si) using RF sputtering method. The maximum dielectric constant of SCT thin film is obtained by annealing at 600[$^{\circ}C$]. The temperature properties of the dielectric loss have a value within 0.02 in temperature lunges of -80 $\∼$ +90[$^{\circ}C$]). The capacitance characteristics had a stable value within ${\pm}4\%$. The drastic decrease of dielectric constant and increase of dielectric loss in SCT thin films is observed above 200[kHz).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.244.2-244.2
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• 2014

금속, 플라스틱, 유리 등의 재료 표면에 다양한 색상을 표현하기 위해 일반적으로 습식 도금을 많이 적용하고 있다. 하지만 습식 도금은 공정 수가 많을 뿐만 아니라 위험물질 및 오염물질을 많이 사용하기 때문에 산업사고, 환경오염 등을 야기 시킨다. 따라서 본 연구에서는 친환경적 방법인 물리적기상증착(PVD ; Physical Vapor Deposition) 방식의 한 종류인 스퍼터링(Sputtering)으로 색상을 구현하였다. PVD 방식의 증착은 습식 도금 방식에 비해 친환경적이며, 전처리에서 후처리까지 한 공정으로 가능하다는 점이다. 스퍼터링은 PVD의 다른 방식인 E-beam 방식에 비해 대량생산을 할 수 있다는 장점이 있다. 양산형 스퍼터링 장비(${\Phi}1200mm{\times}H1400mm$)로 실험을 진행하였으며, 증착 물질은 Ti, Al, Cr 을 사용하였고, 반응성 가스(Reactive Gas) 로는 N2, C2H2 가스를 사용하였다. 전처리는 LIS (Linear Ion Source)로 식각(Etching) 하였고, 펄스직류전원공급장치(Pulsed DC Power Supply)를 사용하여 증착 하였으며, 증착시 기판에 bias (-100 V)를 인가 하였다. 그 결과 회색계열, 갈색계열 등 여러가지 색을 구현할 수 있었으며, 증착된 박막의 특성을 알아보기 위하여 색차계, 내마모 시험기, 연필경도 시험기를 사용하였다. 향후 후처리 공정으로 내지문(AF ; anti fingerprint coating) 박막 등과 같은 실용적인 박막을 증착할 계획이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05c
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• pp.111-115
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• 2003

200nm 정도의 두께를 가진 SBT 박막이 liquid delivery MOCVD 공정에 의해 (111) oriented Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 증착되었다 이 실험에서는 $Sr(TMHD)_2$tetraglyme, $Bi(ph)_3$ 그리고 $Ta(O^iPr)_4$(TMHD)를 출발 물질로 사용하였다. Sr 출발 물질의 열적 안정화를 위해서 adduct로 tetraglyme를 사용하여 실험하였고 유기 용매로는 n-butyl acetate를 사용하였다 Substrate temperature와 reactor pressure는 각각 $570^{\circ}C$와 5Torr로 유지시켰다. 또한 vaporizer의 용도는 $190-200^{\circ}C$, 그리고 delivery line 의 온도는 vaporizer 보다 높게 유지 $(220-230^{\circ}C)$하여 출발 용액을 분당 0.1ml로 50분간 주입하였다. 수송가스로 Ar, 산화제로 $O_2$ 가스를 사용하였다. 제조한 SBT 박막은 $750^{\circ}C$에서 열처리한 후 인가전압 3V와 5V에서 $2P_r$값이 각각 6.47, $8.98{\mu}C/cm^2$이었으며, $2E_c$값은 인가전압 3V와 5V에서 각각 2.05, 2.31V이었다 그리고 $800^{\circ}C$에서는$750^{\circ}C$에서 열처리한 SBT 박막보다 다소 우수한 이력특성을 나타내어 $2P_r$ 값은 인가전압 3V와 5V에서 각각 7.59, $10.18{\mu}C/cm^2$ 이었으며, $2E_c$값은 인가 전압 3V와 5V에서 각각 2.00, 2.21V 이었다.