• Journal of the Korean Magnetics Society
• /
• v.19 no.3
• /
• pp.94-99
• /
• 2009

We have studied the effects of oxygen partial pressure change on the physical properties of the $La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ thin films grown by Pulsed laser Deposition. Contrary to the previous reports, thin films of high curie temperature were successfully synthesized at very low oxygen partial pressure ($1.0{\times}10^{-5}$, $1.0{\times}10^{-6}Torr$). These observations indicate that the shape of plasma plume and the kinetic energy of the ablated species in it play an important role in determining the quality of samples. We also fabricated p-n heterojunction of $La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ and Nb-doped $SrTiO_3$. The current-voltage curves show rectifying behavior and, furthermore, the current responses to the applied magnetic field, indicating a potential possibility of device applications.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.78.1-78.1
• /
• 2012

비 휘발성 저항 메모리소자인 resistance random access memory (ReRAM)는 빠른 동작특성과 저 전압 특성을 나타내고 비교적 간단한 소자구조로 고집적화에 유리하여 기존의 DRAM과 flash 메모리, SRAM 등이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 를 기반으로 하는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) 박막은 저온에서 대면적 증착이 가능하며 다른 비정질 재료에 비해 높은 전하 이동도를 갖기 때문에 박막트랜지스터 적용 시 우수한 전기적 특성을 나타낸다. 또한 빠른 동작특성과 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 본 연구에서는 MOM(metal/oxide/metal) 구조를 기반한 TiN/a-IGZO/ITO 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. IGZO 박막은 radio frequency (RF) sputter 를 이용하여 ITO/glass 기판 위에 증착하였다. MOM 구조를 위한 상부 TiN 전극은 e-beam evaporation 을 이용하여 증착하였다. 제작된 저항 메모리소자는 안정적인 unipolar resistive switching 특성을 나타내었으며, TiN 상부전극과 IGZO 계면 간의 Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석을 통해 전압 인가 후 전극 금속 물질의 박막 내 삽입으로 인한 금속 필라멘트의 형성을 관찰 할 수 있었다. 합성된 박막의 형태와 결정성은 Scanning electron microscope (SEM)와 X-ray Diffraction (XRD)을 통해 평가 하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145 를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.5 no.4
• /
• pp.333-340
• /
• 1996

The properties of TiN as a barrier against Cu diffusion ere studied by sheet resistance measurement, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Auger electron spectroscopy, and capacitance-voltage(C-V) measurement. The sensitivities of the various methods were compared. Specimens with Cu/TiN/Ti/SiO2/Si structure were prepared by various deposition techniques and annealed at various temperatures ranging from $500^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$ in 10%H2/90%Ar ambient for hours. As the effectiveness of the barrier property of TiN against Cu diffusion was vanished, the irregular-shaped sports were observed and outdiffused Si were detected on the surface of the Cu thin film. The C-V characteristics of the MOS capacitors varied drastically with annealing temperatures. In C-V measurement, the inversion capacitance decreased at annealing temperature range from $500^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ and increased remarkably at $800^{\circ}C$. These variations may be due to the Cu diffusion through TiN into $SiO_2$ and Si.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.166.2-166.2
• /
• 2016

최근 생산 장비의 발달로 인해 절삭공구, 전기전자 부품, 항공 및 자동차 부품 생산에 필요한 생산 장비의 수명연장, 고속 절단 및 고성능화가 중요시 되면서 우수한 내구성, 내마모성 및 고온 안정성을 갖는 기계부품 및 공구를 요구하게 되었다. 내마모성을 가지는 표면을 얻기 위해서는 TiN, TiC, AlN, Al2O3, CrN, ZrO2와 같은 경도 높은 물질을 증착하여 특성을 개선시키는 방법이 있다. 특히 AlN은 비교적 우수한 경도와 고온 안정성을 가지고 있어, 생산 장비의 고속 절단 및 반복되는 정밀 작업으로 인한 열충격과 마모를 완화시키는 역할을 하는 코팅재로 사용하기 적합하다. 본 실험에서는 RF-magnetron sputtering 방법을 이용하여 AlN 박막을 파워 150W, 질소가스 분압비에 따라 25%, 50%, 75%, 100%의 조건으로 금속기판 위에 증착하였다. 금속 기판 위에 제작된 AlN막은 XRD (X-ray Diffraction)을 사용하여 배향성을 확인하였고, HM-220 (Micro-vickers hardness tester)을 사용하여 AlN박막의 경도를 측정하였으며, SEM (Scanning Electron Microscope), AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 표면의 구조와 거칠기를 측정하였다. 이 실험을 통하여 우수한 물성과, 치밀한 조직의 AlN박막이 고속 절삭 공구, 유공압 실린더, 베어링과 같은 금속부품의 코팅소재로 적용가능 할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.161-161
• /
• 2012

질화티타늄(Titanium Nitride, TiN)은 화학적 안정성이 우수하고, N/Ti 원소 비율에 따라 열전도성 및 전기전도성이 변화하는 특성을 가지고 있어서 Metal Insulator Silicon (MIS) 나 Metal Insulator Metal (MIM) capacitor의 metal electrode 물질로 적용되고 있다. $TiCl_4$와 $NH_3$ gas를 이용하여 $500^{\circ}C$ 이상의 고온 조건에서 Chemical Vapor Deposition (CVD) 법으로 TiN 박막을 증착하는 방식이 가장 널리 사용되고 있으나, TiN 박막 내의 Chlorine (Cl) 원소가 SiO2 두께와 누설전류 밀도를 증가시키는 요인으로 작용하므로 Cl의 거동 및 함량 제어를 통한 전기적인 특성의 향상 평가가 요구되고 있다[1-3]. 본 실험에서는 $SiO_2$ 위에 TiN을 적층 한 구조에서 magnetic sector type의 Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)를 이용하여 Cl 원소의 검출도 개선 방법을 연구하였다. 일반적인 $Cs^+$ 이온을 이용하여 $Cl^-$ 이온을 검출할 경우에는 TiN 하부에 $SiO_2$가 존재함에 따른 charging effect와 mass interference가 발생되는 문제점이 관찰되었다. 이를 개선하기 위해 Cl과 Cs 원소가 결합된 $ClCs^+$ cluster ion을 검출하는 방법을 시도하였으나, Cl- 이온 검출 방식에 비해 오히려 낮은 검출도를 나타내었으나 Cl 원소가 속하는 halogen 족 원소의 높은 전자 친화도 특성을 이용한 $ClCs_2^+$ cluster ion을 검출하는 방법[4]을 적용한 경우에는 $ClCs^+$ 방식에 비해 검출도가 3order 개선되는 결과를 확보하였으며, 이 결과를 토대로 Cl dose ($atoms/cm^2$) 와 Rs (ohm/sq) 간의 상관 관계에 대해 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.31-31
• /
• 2008

고주파 잡음 발생과 고집적화 문제 해결을 위해 고용량 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 초고주파 환경에서 고용량 기판 내장형 디커플링 캐패시터로의 응용을 위해 $BaTiO_3$박막을 에어로졸 데포지션 법을 이용하여 12~0.2 ${\mu}m$의 두께로 제조하였고 그 유전특성을 조사하였다. 그결과, 1 MHz에서 permittivity가 70, loss tangent은 3% 이하였으며, capacitance density는 $1{\mu}m$의 두께에서 59 nF/$cm^2$이었다. 하지만, 박막의 두께가 $1{\mu}m$ 이하에서는 XRD를 통해 결정성이 확인 되었음에도 큰 누설전류로 인해 유전특성을 확인할 수 없었다. 이 누설전류의 발생 원인을 조사하기 위해 $BaTiO_3$박막의 표면의 미세구조를 SEM으로 관찰한 결과 여러 결함들이 확인되었으며, 또한 전극 직경의 크기를 1.5 mm에서 0.33 mm로 작게 변화시킴으로서 그 유전특성을 조사하여 박막의 불균일성과 박막화의 가능성을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.8 no.5
• /
• pp.377-382
• /
• 1998

Atomic layer deposition(ALD) of amorphous TiN films on $SiO_2$ between 17$0^{\circ}C$ and 21O$^{\circ}C$ has been investigated by alternate supply of reactant sources, Ti[N($C_2,H_5,CH_3)_2]_4$ [tetrakis(ethylmethylamminoltitanium: TEMAT] and $NH_3$. Reactant sources were injected into the reactor in the order of TEMAT vapor pulse, Ar gas pulse, $NH_3$. gas pulse and Ar gas pulse. Film thickness per cycle was saturated at around 1.6 monolayer(MU per cycle with sufficient pulse times of reactant sources at 20$0^{\circ}C$. The results suggest that film thickness per cycle could be beyond 1 MLicycie in ALD, which were explained by rechemisorption mechanisms of reactant sources. The ideal linear relationship be¬tween number of cycles and film thickness is confirmed. As a results of surface limited reactions of ALD, step cover¬age was excellent. Particles caused by the gas phase reactions between TEMAT and NH3 were almost free because TEMAT was seperated from $NH_3$ by the Ar pulse. In spite of relatively low substrate temperature, carbon impurity was incorporated below 4 at%.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.5 no.7
• /
• pp.816-819
• /
• 1995

(Ba$_{1-x}$ , Sr$_{x}$)TiO/$_3$thin films on Pt/Ti/SiO$_2$/Si substrates were prepared by LP MOCVD(Low Pressure Metal-Organic Chemical Vapor Deposition). The crystalinity of BST deposit had a (100) preferred orientation with increasing deposition temperature due to surface diffusion. BST films deposited at 90$0^{\circ}C$ showed a dielectric constant of 365 and a dissipation factor of 0.052 at a frequency of 100kHz. The chance of capacitance of the films with applied voltage was small, showing paraelectric properties. BST film deposited at 90$0^{\circ}C$ had a charge storage density of 60 fc/${\mu}{\textrm}{m}$$^2$at a field of 0.2MV/cm and the leakage current density of 20 nA/$\textrm{cm}^2$ at a field of 0.15 MV/cm.cm.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2018.06a
• /
• pp.35-35
• /
• 2018

물리적 증착법에 의해 제조되는 초고경도 박막은 나노다층과 나노복합 구조가 대표적이며, 본 연구에서는 음극 아크 증착법으로 TiAlN과 AlTiiN 층 조합을 이용하여 나노다층구조를 포함하는 다층막 시편을 제작하였다. 초격자 두께 주기 12.1 ~ 15.6 nm에서 35 ~ 55 GPa의 경도값을 가졌으며, 절삭공구 코팅분야에 적용할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.182-183
• /
• 2009

플라즈마 원자층 증착법을 이용하여 Ru-TiN 빅막을 합성하였다. 박막 내 Ru의 함량은 Ru의 unit-cycle의 수에 따라 선형적으로 증가하였으며, Ru 함량이 증가함에 따라 박막의 비저항을 $3700{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $190{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$까지 자유롭게 조절할 수 있었다. Ru의 함량이 0.40 이상인 경우, Ru과 TiN 두물질이 교차 증착되어 서로의 결정 성장을 충분히 억제함으로서, 비정질구조를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, $O_2$ 분위기에서 열처리를 진행한 결과, Ru의 조성비가 0.40이상인 경우 $700^{\circ}C$까지 면저항의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었다.