• 한국재료학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.32-38
• /
• 2017

Insulating $TaN_x$ films were grown by plasma enhanced atomic layer deposition using butylimido tris dimethylamido tantalum and $N_2+H_2$ mixed gas as metalorganic source and reactance gas, respectively. Crossbar devices having a $Pt/TaN_x/Pt$ stack were fabricated and their electrical properties were examined. The crossbar devices exhibited temperature-dependent nonlinear I (current) - V (voltage) characteristics in the temperature range of 90-300 K. Various electrical conduction mechanisms were adopted to understand the governing electrical conduction mechanism in the device. Among them, the PooleFrenkel emission model, which uses a bulk-limited conduction mechanism, may successfully fit with the I - V characteristics of the devices with 5- and 18-nm-thick $TaN_x$ films. Values of ~0.4 eV of trap energy and ~20 of dielectric constant were extracted from the fitting. These results can be well explained by the amorphous micro-structure and point defects, such as oxygen substitution ($O_N$) and interstitial nitrogen ($N_i$) in the $TaN_x$ films, which were revealed by transmission electron microscopy and UV-Visible spectroscopy. The nonlinear conduction characteristics of $TaN_x$ film can make this film useful as a selector device for a crossbar array of a resistive switching random access memory or a synaptic device.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.278-282
• /
• 2010

Tm 도핑에 따른 $BaTiO_3$ ceramics의 전기적 특성과 열화 거동에 미치는 영향에 대하여 core-shell 형성과 가속열화시험에 의한 미세화학변화의 관점에서 연구하였다. $Tm_2O_3$를 첨가하지 않은 $BaTiO_3$와 1 mol%를 첨가한 $BaTiO_3$를 펠렛과 적층 형태의 시편으로 각각 제조하였다. 1 mol% $Tm_2O_3$가 첨가된 유전체 시편의 유전상수는 $Tm_2O_3$를 첨가하지 않은 시편에 비해 약 40% 높게 나타났고 X7R 조건을 만족하였다. 절연저항 또한 1 mol% $Tm_2O_3$가 첨가된 시편은 $5.43{\times}10^{10}{\Omega}$으로 $Tm_2O_3$를 첨가하지 않은 시편의 $1.11{\times}10^{10}{\Omega}$보다 높게 나타났다. 이는 $Tm^{3+}$ 이온이 Ba site와 Ti site에 선택적으로 치환되고 유전체 미세조직 내에 core-shell 구조를 형성하여 전기적 특성을 향상시킨 것으로 설명된다. 각각의 조성에 따라 제조된 적층 시편의 $150^{\circ}C$, 70 V, 24시간 가속열화시험결과에 따르면, 1 mol% $Tm_2O_3$가 첨가된 $BaTiO_3$는 첨가되지 않은 시편에 비해 전극 층으로의 산소확산이 감소됨을 확인하였고, 이는 $Tm^{3+}$ 이온의 Ti site 치환에 의해 발생한 산소공공이 Ni 전극과 반응할 수 있는 과잉 산소를 줄여주기 때문으로 판단된다.

• 센서학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.37-42
• /
• 1995

고주파 마그네트론 스펏터링법으로 MgO 기판위에 제조된 PLT((PbLa)$TiO_{3}$) 박막의 제조변수에 따른 특성을 조사하였다. PbO 과잉인 타겟을 사용하였으며 기판온도, 분위기압, $Ar/O_{2}$, 및 고주파 전력밀도가 각각 $640^{\circ}C$, 10 mTorr, 10/1, 및 $1.7\;W/cm^{2}$ 일 때 가장 좋은 특성을 나타내었다. 이러한 조건에서 제조된 PLT 막은 증착율이 $62.5\;{\AA}/min$, Pb/Ti가 1/2, 비유전율이 200이였으며 좋은 c축 배양성과 결정성을 나타내었다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.190-195
• /
• 2009

본 논문은 모의된 시공불량에 따른 결점을 가진 배전급 종단부의 전기적인 사고에 대하여 실험적으로 조사한 것을 나타낸다. 실험에 조립형과 열수축형인 두 개의 종단재를 사용하였다. 우리는 시공불량에 따른 모의 결점을 가진 케이블 종단부를 제작하여 교류 및 임펄스 내전압 시험과 같은 절연 특성을 고찰하였다. 두께 감소나 하우징의 스트레스콘과 반도전층 사이의 틈과 같은 결점의 영향에 대하여 연구하였다. 절연체의 두께 감소 시 교류 절연파괴 강도는 급격히 감소하였고 이 절연체의 절연파괴 흔적은 타원형으로 나타났다. 스트레스콘과 반도전출 사이의 틈은 절연내력에 매우 나쁜 영향을 주었다. 열수축형에서, 교류 절연파괴 전압은 가열 시간이 짧을 때 낮아졌다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.24-31
• /
• 2022

This study investigated microstructures, crystal structures, polarization, dielectric and electromechanical properties of 0.76Bi_1/2Na_1/2TiO₃-0.24SrTiO₃ (BNT-24ST)-based piezoceramcs by adding Li₂CO₃ and B₂O₃ (LB) as sintering aids for low-temperature sintering. All samples were successfully synthesized using conventional solid-state reaction method and sintered at 950, 1,000, 1,050, 1,100 and 1,175℃ for 2 hours. Without LB, specimens required sintering temperatures over 1,175℃ for sufficient densification, while the addition of 0.10-mol LB decreased the sintering temperatures down to 950℃. The average grain size and dielectric properties of BNT-24ST-10LB ceramics were enhanced with increasing sintering temperature. We found that the low-temperature sintered BNT-24ST piezoceramics by adding LB showed the d₃₃*value of 402 pm/V at 4 kV/mm after sintering at 1,050℃, which was better than that of high-temperature fired specimens sintered at 1,175℃ without LB (242 pm/V). We believe that the results of this study promise a candidate for low-cost multilayer ceramic actuator applications.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.134-134
• /
• 2011

High-k dielectric materials such as $HfO_2$, $ZrO_2$ and $Al_2O_3$ increase gate capacitance and reduce gate leakage current in MOSFET structures. This behavior suggests that high-k materials will be promise candidates to substitute as a tunnel barrier. Furthermore, stack structure of low-k and high-k tunnel barrier named variable oxide thickness (VARIOT) is more efficient.[1] In this study, we fabricated the $WSi_2$ nanocrystals nonvolatile memory device with $SiO_2/HfO_2/Al_2O_3$ tunnel layer. The $WSi_2$ nano-floating gate capacitors were fabricated on p-type Si (100) wafers. After wafer cleaning, the phosphorus in-situ doped poly-Si layer with a thickness of 100 nm was deposited on isolated active region to confine source and drain. Then, on the gate region defined by using reactive ion etching, the barrier engineered multi-stack tunnel layers of $SiO_2/HfO_2/Al_2O_3$ (2 nm/1 nm/3 nm) were deposited the gate region on Si substrate by using atomic layer deposition. To fabricate $WSi_2$ nanocrystals, the ultrathin $WSi_2$ film with a thickness of 3-4 nm was deposited on the multi-stack tunnel layer by using direct current magnetron sputtering system [2]. Subsequently, the first post annealing process was carried out at $900^{\circ}C$ for 1 min by using rapid thermal annealing system in nitrogen gas ambient. The 15-nm-thick $SiO_2$ control layer was deposited by using ultra-high vacuum magnetron sputtering. For $SiO_2$ layer density, the second post annealing process was carried out at $900^{\circ}C$ for 30 seconds by using rapid thermal annealing system in nitrogen gas ambient. The aluminum gate electrodes of 200-nm thickness were formed by thermal evaporation. The electrical properties of devices were measured by using a HP 4156A precision semiconductor parameter analyzer with HP 41501A pulse generator, an Agillent 81104A 80MHz pulse/pattern generator and an Agillent E5250A low leakage switch mainframe. We will discuss the electrical properties for application next generation non-volatile memory device.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
• /
• pp.145-145
• /
• 2008

High-k materials have been paid much more attention for their characteristics with high permittivity to reduce the leakage current through the scaled gate oxide. Among the high-k materials, $ZrO_2$ is one of the most attractive ones combing such favorable properties as a high dielectric constant (k= 20 ~ 25), wide band gap (5 ~ 7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2$/Si structure. During the etching process, plasma etching has been widely used to define fine-line patterns, selectively remove materials over topography, planarize surfaces, and trip photoresist. About the high-k materials etching, the relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Among several etching techniques, we chose the inductively coupled plasma (ICP) for high-density plasma, easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure. And the $BCl_3$ was included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compounds. During the etching process, the wafer surface temperature is an important parameter, until now, there is less study on temperature parameter. In this study, the etch mechanism of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of $Cl_2$ addition to $BCl_3$/Ar gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature increased from $10^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The variations of relative volume densities for the particles were measured with optical emission spectroscopy (OES). The surface imagination was measured by scanning emission spectroscope (SEM). The chemical state of film was investigated using energy dispersive X-ray (EDX).

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
• /
• 제6권2호
• /
• pp.122-128
• /
• 1993

본 연구에서는 0.45Pb(Fe$_{1}$2/Nb$_{1}$2/)O$_{3}$- (0.55-xPb(Fe$_{2}$3/W$_{1}$3/)O$_{3}$ (x=0.20, 0.25, 0.30) 세라믹을 950~990[.deg.C]에서 2시간 유지시켜 일반소성법으로 제작하였다. 제작된 시편에 대해 적층 세라믹 캐패시터로의 응용가능성을 고찰하기 위해 조성비와 소결온도에 따른 구조적, 유전적 특성을 조사하였다. PMN의 첨가량이 증가할수록 결정립 크기는 감소하였으며 상전이 온도는 증가하였다. 소결밀도는 970[.deg.C]에서 소결된 0.45PFN-0.30PFW-0.25PMN 시편에서 7.86[g/cm$_{3}$]의 최대값을 나타내었다. 유전상수는 990[.deg.C]에서 소결된 0.45PFN-0.25PFW-0.30PMN 시편에서 20,751의 최대값을 나타내었으며 유전손실은 모든 조성에서 5[%]이상을 나타내었다.

• 센서학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.83-89
• /
• 2000

TFELD의 절연층으로 사용하기 위해 ITO 유리위에 BST박막을 rf 마그네트론 스퍼터링법으로 증착시켰다. $O_2/(Ar+O_2)$의 혼합비는 10%, 기판온도는 상온에서 $500^{\circ}C$까지 변화를 주었고, 분위기압은 5 mTorr에서 30 mTorr까지 변화시켰다. 다양한 증착조건에서 성장된 BST박막의 전기적, 광학적, 구조적 및 화학량론적인 특성을 조사하였다. BST박막성장의 최적조건은 기판온도 $400^{\circ}C$, 분위기압 30 mTorr에서 구할 수 있었다. 주파수 1 kHz에서 비유전율은 254였고, 누설전류밀도는 5 MV/cm의 전계에서 $3.3{\times}10^{-7}\;A/cm^2$이하로 나타났으며, 가시광영역에서 광투과율은 82%였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.589-598
• /
• 1997

본 연구에서는 modified PZT계에서 PT/PZ비 변화에 따른 결정 구조 및 전기적 특성을 조사하였다. 0.05Pb$(Sn_{0.5}Sb_{0.5})O_3＋xPbTiO_3＋yPbZrO_3$＋0.4Wt% $MnO_2$(x＋y= 0.95)계에서 PT/PZ비를 0.50/0.45에서 0.l1/0.84로 변화시킨 조성을 $1250^{\circ}C$에서 2시간 소결하여 이의 미세구조 및 결정구조를 분석하였고, 유전, 압전, 초전 특성 그리고 적외선 센서로의 응용을 위해 적외선에 대한 감도를 조사하였다. PT/PZ비가 0.50/0.45에서 0.l1/0.84로 PT에 비해 PZ량이 상대적으로 증가됨에 따라 전체적으로 소결밀도가 7.52g/$\textrm {cm}^3$에서 7.82g/$\textrm {cm}^3$의 값으로 증가되는 경향을 나타내었으나 분극처리 후의 유전상수는 1147에서 193으로 감소되었고, 전 조성범위에서 1 % 이하의 낮은 유전손실값을 나타내었다. PT/PZ비가 1에 근접할수록 $K_{p}$ 값이 증가되었으며, PT/PZ가 0.45/0.50인 경우 48.2 %로 가장 큰 $K_p$값을 나타내었으나, 초전계수는 PT/PZ비가 0.l1/0.84에서 0.0541 C/$m^2$K로 가장 큰 값을 나타내었다. 동 시편를 두께 100 um로 박판 가공하여 TO-5 package에 적용시켜 적외선에 대한 감도 특성을 측정한 결과 1.5 V의 높은 값을 나타내어 초전형 적외선 센서 소자로서 적합하였다.