• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.1
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• pp.46-51
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• 2003

Ferroelectric $Sr_{0.7}Bi_{2.1}Ta_{2.0}O_9$ thin films with 200 nm thicknesses were deposited on $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate by liquid delivery MOCVD process. In these experiments, $Sr(TMHD)_2{\cdot}pmdeta,\; Bi(ph)_3$ and $Ta(O^i/Pr)_4(TMHD)$ were used as precursors, which were dissolved in n-butyl acetate and pentamethyldiethylenetriamine. Substrate temperature and reactor pressure of this experiment was $570^{\circ}C$and 5 Torr, respectively. The remanent polarization value (2Pr) of SBT thin film with annealed at $780^{\circ}C$was$7.247{\mu}C/cm^2$and$8.485 {\mu}C/cm^2$by applying 3 V and 5 V, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.283-283
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• 2011

본 연구에서는 XRR 측정에 있어 박막두께 표준보급을 하기 위하여 표준물질을 이온빔 스퍼터링 증착법을 이용하여 제작하였다. 시편제작 시 공기 중 노출에 의해 산화가 되지 않는 산화물 박막과 산화물 기판을 선택하였다. 기판 및 타겟물질 등을 변화시키면서 제작된 시편의 특성을 살펴보았다. 사용된 타겟 물질로는 HfO2, Ta2O5, Cr2O3를 사용하였으며, 기판으로는 glass, sapphire, quartz, SiO2(1 ${\mu}m$-thermal oxidation)를 사용하였다. 산화물 타겟을 사용하여 증착 시 타겟 주위로 생기는 전하들의 charge build-up 되는 현상은 neutralizer를 사용함으로써 문제를 해결하였다. 제작된 시편은 XRR을 이용하여 측정하였고, XRR simulation과 curve fitting을 통하여 박막의 두께, 표면 및 계면의 거칠기, 밀도를 평가하였다. 기판으로 사용된 glass, quartz는 타겟 물질과 관계없이 표면 거칠기가 좋지 않아 XRR 반사율이 급격히 떨어지면서 측정되는 각도의 영역이 작아졌다. sapphire로 제작한 시편에서는 측정된 데이터와 simulation의 curve fitting이 양호하지 않았다. 이 문제는 현재 조사중에 있다. SiO2 기판으로 제작한 시편의 경우 타겟 물질과 관계없이 XRR curve fitting 결과가 양호 하였다. 그 중 Cr2O3의 결과가 다른 타겟 물질에 비해 x 2 값이 작았고 반사율 곡선에서의 거칠기와 진폭도 양호하였다. 위 연구결과로써 SiO2 기판을 사용한 Cr2O3 타겟 물질로 제작된 시편이 XRR 박막 두께 표준물질로써 적합한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1664-1666
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• 2000

The structural and microwave properties of Ba($Mg_{1/3}Ta_{2/3})O_3$-Ba($Co_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ ceramics were investigated with composition ratio. The specimens were sintered at 1525$^{\circ}C$ for 5 hours in air. All specimens exhibited superlattice reflection planes of (100), (111), (200), (201), and (112). Increasing mole ratio of BCN ceramics, the peak intensity of superstructure reflection plane were decreased, while dielectric constant was slightly increased. The dielectric constant and quality factor of the 0.8BMT-0.2BCN ceramics were 27.51, 103,681 [at 1GHz], respectively.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.6
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• pp.505-509
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• 1997

FRAM(Ferroelectric Random Access memory)에의 응용을 위해 rf magnetron sputtering법을 이용하여 SrB $i_{2}$T $a_{2}$ $O_{9}$(SBT)박막을 증착하였다. 사용된 기판은 Pt/Ti/Si $o_{2}$Si이었으며 50$0^{\circ}C$에서 증착한 후 80$0^{\circ}C$의 산소 분위기 하에서 1시간 동안 열처리하였다. 증착시 증착 압력을 변화시켜 가면서 이에 따른 특성의 변화를 고찰하였다. 박막내의 Bi와 Sr의 부족을 보상하기 위해 20mole%의 Bi $O_{2}$와 30mole%의 SrC $O_{3}$를 과잉으로 넣어 타겟을 제조후 사용하였고 박막들의 두께는 300nm의 두께를 가지며 증착압력에 따라 다른 미세 구조르 보였다. 10mtorr에서 증착한 박막의 조성은 S $r_{0.6}$B $i_{3.8}$Ta/ sub 2.0/ $O_{9.0}$이었다. 이 SBT 박막의 잔류 분극(2 $P_{r}$)과 보전계(2 $E_{c}$)값은 각각 인가 전압 5V에서 18.5 $\mu%C/$\textrm{cm}^2$과 150kV/cm이었고, signal/noise비는 3V에서 4.6을 나타내었다. 5V의 bipolar pulse하에서 $10^{10}$cycle까지 피로 현상이 나타나지 않았으며, 누설 전류 밀도는 133kV/cm에서 약 1x$10^{-7A}$$\textrm{cm}^2$의 값을 보였다.을 보였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.13 no.2
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• pp.143-150
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• 2000

Ferroelectric SrxBi2+yTa2O9+$\alpha$ thin films with various compositions(x=0.7, 0.8, 1, y=0.3, 0.4) were prepared by sol-gel method. The film with moled ratio of 0.8:2.3:2.0 in Sr/Bi/Ta, which was deposited on Pt/SiO2/Si (100), showed better ferroelectric properties than other films. To investigate substrate effects, the same compositions were spin coated on Pt/Ti/SiO2/Si (100) substrates. At an applied voltage of 5V, the dielectric constant($\varepsilon$r), remanent polarization (2Pr) and coercive field (Ec) of the Sr0.8Bi2.3Ta2O9+$\alpha$ thin film prepared on Pt/Ti/SiO2/Si (100) were about 296, 24$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ and Ec of 49kV/cm respectively. Both SBT films firred at 80$0^{\circ}C$ revealed no fatigue up to 1010 cycles. Retention characteristics of these capacitors showed no degradation up to 104 sec.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.08a
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• pp.39-39
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• 2003

텅스텐브론즈 세라믹스의 결정구조는 산소 팔면체를 뼈대로 각각 다른 형태의 A, C, B 양이온 자리로 이루어져 있다. A, C의 양이온 자리는 알카리 이온 또는 알카리 토금속 이온으로 채워지며, B 자리는 Nb 또는 Ta 이온으로 채워지게 된다. 이 중 A와 C 자리가 채워지는 정도로 unfilled, filled, completely filled 텅스텐브론즈로 나누어지게 된다. completely filled 텅스텐브론즈의 대표적인 물질인 $K_3Li_2Nb_5O_{15}$(KLN)는 전광특성, 비선형 광학특성으로 인하여 다양한 광소자로의 응용과 압전 특성, 초전 특성을 이용한 압전 소자로의 응용이 가능한 재료로 보고되고 있다. 하지만 이러한 꽉 찬 결정구조로 인하여 KLN의 경우 한정된 고용영역을 가지고 있어 물리적 성질의 변화가 제한되어 있는데, 이를 극복하기 위한 여러 가지 시도가 있었다. 이 중 A 자리와 C 자리를 치환하는 연구는 많이 알려져 있으나 치환시 빈 자리를 수반하는 경우가 대부분이다. 반면, B 자리를 치환하는 연구는 Nb를 Ta로 치환하는 경우가 알려져 있는데 이 경우 결정내에 빈자리가 생성되지 않는다. 이들 연구는 모두 단결정의 경우에 국한되어 있으며 단결정 제조시에는 조성을 정확히 조정하기 어렵고, 냉각시 crack이 발생하는 등의 문제를 가지고 있어 그 응용이 제한되고 있다. 따라서 본 연구에서는 KLN 다결정 세라믹스에서 Nb를 Ta으로 치환하여 치환에 따른 상변화와 치밀화 거동, 그리고 이에 따른 전기적 특성을 조사하여 이들 간의 상관관계를 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2002.10a
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• pp.193.2-193
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• 2002

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.31 no.8
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• pp.920-926
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• 1994

Ta doped PZT thin films were prepared by a reactive sputtering method with a 3-gun magnetron co-sputter, and effects of Ta doping on physical and electrical properties of the films were studied. Within the doping range of 0 to 3.6 at%, Ta doping enhanced the crystallographic orientation of (110), but reduced that of (100). Ta doped PZT had a larger grain size of about 20 ${\mu}{\textrm}{m}$ compared with that of 5 ${\mu}{\textrm}{m}$ for un-doped PZT. Pits and holes of PZT films which used to appear with annealing at high temperature due to evaporation of PbO were much suppressed with addition of Ta. The leakage current could be reduced down to 1.27$\times$10-8 A/$\textrm{cm}^2$ and the charge storge density as large as 25.8$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ was obtained.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07d
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• pp.1726-1728
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• 1999

Dielectric and piezoelectric properties of xPb$(Al_{1/2}Ta_{1/2})O_3$-(1-x)Pb$(Zro_{0.52}Ti_{0.48})O_3$ system were investigated. The highest density of $7.80g/cm^3$ for PAT-PZT ceramics of 5mol% PAT was obtained. The relative permittivity of PAT-PZT ceramics of 5mol% PAT was 1.642 at room temperature. The maximum value of electromechanical coupling factor $k_p$ of 55% and $k_t$ of 33% were obtained at the composition of 5mol% PAT. The grain sizes were reduced by increasing the amount of PAT, however mechanical quality factor$(Q_m)$ had a minimum value of 44 at the composition of 5mol% PAT.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.28.2-28.2
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• 2011

Resistance random access memory (ReRAM) is a promising candidate for next-generation nonvolatile memory because of its advantageous qualities such as simple structure, superior scalability, fast switching speed, low-power operation, and nondestructive readout. We investigated the resistive switching behavior of tantalum oxide that has been widely used in dynamic random access memories (DRAM) in the present semiconductor industry. As a result, it possesses full compatibility with the entrenched complementary metal-oxide-semiconductor processes. According to previous studies, TiN is a good oxygen reservoir. The TiN top electrode possesses the specific properties to control and modulate oxygen ion reproductively, which results in excellent resistive switching characteristics. This study presents fully room temperature fabricated the TiN/$TaO_x$/Pt devices and their electrical properties for nonvolatile memory application. In addition, we investigated the TiN electrode dependence of the electrical properties in $TaO_x$ memory devices. The devices exhibited a low operation voltage of 0.6 V as well as good endurance up to $10^5$ cycles. Moreover, the benefits of high devise yield multilevel storage possibility make them promising in the next generation nonvolatile memory applications.