• Economic and Environmental Geology
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• v.22 no.4
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• pp.327-339
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• 1989

Cassiterite, tantalite, columbite and tantalian rutile are found as accessory minerals in Soonkyoung tin-bearing pegmatites. These minerals occur as finely disseminated specks of up to micro-size in diameter and coarse grain size varying from 0.5-50mm in albite, muscovite and quartz assemblage. Cassiterite geneally shows a moderate to intense pleochroism, having a color brownish yellow to deep reddish brown. The substitution of $Ta^{+5}$, $Nb^{+5}$, $Ti^{+4}$ and Fe* for $Sn^{+4}$ in cassiterite ranges 0.01-0.10 mol%. The zoned cassiterite give a higher Ta/Nb ratios in margin than the ratios in core. This is due to the preferential $Ta^{+5}$ affinity to lower temperature during the crystallization of cassiterite. Tantalite-columbite and tantalian rutile occur in cassitertie with exsolution texture and/or infiltrate into the micro-fissures of cassiterite with micro quartz vein. The compositions of tantalite-columbite show the wide ranges of $Ta_2O_5$ : 14-46 wt.%, $Nb_2O_5$ : 60-28 wt. % and FeO*: 10.15 wt.%. The variation of chemical composition in tantalit-columbite exhibits the decreasing trends of $Mn^{+2}/M^{+2}+Fe^*$ with $Ta^{+5}/Ta^{+5}+Nb^{+5}$ increasing. These trends of vatiations indicate that the Ta/Nb fractionation are enhanced by higher Ta-complex activity in late stage of pegmatite consolidation and lower activity of F in agreements with the F-and Li-micas not to be developed in Soonkyoung tin-bearing pegmatite.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.3
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• pp.357-363
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• 1995

PECVD(Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 증착한 $Ta_{2}$O_{5}$ 박막의 전기적 특성과 미세구조에 미치는 RTA(Rapid Thermal annealing) 후속 고온 열처리의 영향을 조사하였다. $Ta_{2}$O_{5}$ 박막의 미세구조와 interface 거동을 관찰하기 위하여XRD(X-ray Diffractometer), TEM(Transmission Electron Microscope), AES(Auger Electron Spectroscope) 분석을 실시하였으며, 전기적 특성을 관찰하기 위하여 I-V, C-V 측정을 하였다. $600^{\circ}C$에서 60초간 열처리를 실시하였을 경우 가장 우수한 유전 특성 및 누설 전류 특성을 보였으며, 유전 상수는 26이었고 누설 전류는 5 $\times$ $10^{-11}$A/$cm^{2}$이었다. $600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 행한 열처리에 의하여 박막의 누설 전류와 유전 특성은 복합적으로 영향을 받았음을 알 수 있었다. 이는 $600^{\circ}C$의 열처리에서 이루어지고있는 박막의 결함감소와 고밀화 현상과 함께 80$0^{\circ}C$ 이상의 열처리에서 발생하는 조밀육방정 결정 구조를 가지는 $\delta$-$Ta_{2}$O_{5}$의 결정화에 기인함을 알 수 있었다. 또한 TEM과 AES분석 결과로부터 이들 박막의 누설 전류와 유전상수의 변화는 열처리에 의하여 일어나는 Ta-O-Si transition층의 생성과 성장에 기인함을 알 수 있었다. 따라서 $Ta_{2}$O_{5}$ 박막의 전기적 특성의 변화는 RTA 후속 열처리에 따른 계면 반응과 결정화 그리고 박막의 조밀화에 그 영향이 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07d
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• pp.1424-1426
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• 1997

저전압 구동이 가능한 교류구동형 박막전기발광소자를 구현하기 위해 높은 유전상수를 가지며 특히 광학적 굴절률이 발광박막과 유사하여 광학적 특성 개선에도 효과적인 것으로 알려져 있는 $Ta_2O_5$를 제조하였다. $Ta_2O_5$박막은 rf-magnetron sputtering방법으로 형성하였으며 기판온도, working pressure, 박막의 두께에 따른 전기적인 특성을 조사하였다. 10mTorr에서 제조된 $Ta_2O_5$박막은 $22{\sim}26$의 비유전율을 보였고, 유전손실은 $0.007{\sim}0.03(1kHz{\sim}10kHz)$의 값을 보였다. $100^{\circ}C$에서 제조된 박막의 전하저장용량은 $7.9{\mu}C/cm^2$이었다. 제조된 박막의 항복전압은 인가 전압의 극성에 의존하며, 전류특성은 기판온도와 200nm와 300nm의 두께에서는 $V^{1.95}{\sim}V^{2.35}$에 비례하는 space charge limited current특성을 보였고, 400nm에서는 Poole Frenkel특성을 보였다. 이상의 결과로 TFEL소자에 응용에 적합한 $Ta_2O_3$ 박막은 $200^{\circ}C$에서 증착되고 200nm와 300nm인 것으로 나타났으며, 제조된 MIS구조(ITO-$Ta_2O_5$-ZnS-Al)의 ACTFEL소자에서의 전도전하는 각각 $13uC/cm^2$, $8.3uC/cm^2$로 조사되었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.6
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• pp.633-638
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• 1995

Two types of $Ta_2O_{5}$, films, prepared by thermal oxidation and PECVD, on P-type(100) Si wafers were studied to examine the relationship between electrical properties and stresses of the films. For the thermally oxidized films, Ta films were depositied on the Si wafers by dc magnetron sputtering followed by thermal oxidation as functions of oxidation temperature and time. The PECVD films were deposited on the Si wafers as a fuction of RF power density. The relationship between the electrical properties and film stresses were studied. In the case of thermally oxidized $Ta_2O_{5}$ film, the electrical properties and film stress were not found to be dependent on each other, while PECVD $Ta_2O_{5}$ films showed that the electrical properties were depended on the film stress.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.1
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• pp.40-45
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• 2003

High quality $Ta_2O_5$ thin films have been obtained from the anodization of deposited tantalum (Ta). The as-deposited amorphous films of 750 $\AA$ thickness have excellent electrical properties. These properties include refractive indices 2.1~2.2 dielectric constants ~25, and leakage currents $10^{-8}$ /A$\textrm{cm}^{-2}$ at 1 MV$\textrm{cm}^{-1}$. We fabricated a MIM element with the $Ta_2O_5$ films. They have perfect current-voltage symmetry characteristics. A high performance MIM device was formed by newly developed processes based on our unique anodization and annealing treatment. The effects of various processing conditions (top-electrode metals, annealing conditions) on the MIM device performances will be extensively discussed throughout this work.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.259-259
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• 2016

반도체 산업 전반에 걸쳐 이루어지고 있는 연구는 소자를 더 작게 만들면서도 구동능력은 우수한 소자를 만들어내는 것이라고 할 수 있다. 따라서 소자의 미세화와 함께 트랜지스터의 구동능력의 향상을 위한 기술개발에 대한 필요성이 점차 커지고 있으며, 고유전(high-k)재료를 트랜지스터의 게이트 절연막으로 이용하는 방법이 개발되고 있다. High-k 재료를 트랜지스터의 게이트 절연막에 적용하면 낮은 전압으로 소자를 구동할 수 있어서 소비전력이 감소하고 소자의 미세화 측면에서도 매우 유리하다. 그러나, 초미세화된 소자를 제작하기 위하여 high-k 절연막의 두께를 줄이게 되면, 전기적 용량(capacitance)은 커지지만 에너지 밴드 오프셋(band-offset)이 기존의 실리콘 산화막(SiO2)보다 작고 또한 열공정에 의해 쉽게 결정화가 이루어지기 때문에 누설전류가 발생하여 소자의 열화를 초래할 수 있다. 따라서, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 게이트 절연막 엔지니어링을 통해서 누설전류를 줄이면서 전기적 용량을 확보할 수 있는 연구가 주목받고 있다. 본 실험에서는 high-k 물질인 Ta2O5와 SiO2를 적층시켜서 누설전류를 줄이면서 동시에 높은 캐패시턴스를 달성할 수 있는 게이트 절연막 엔지니어링에 대한 연구를 진행하였다. 먼저 n-type Si 기판을 표준 RCA 세정한 다음, RF sputter를 사용하여 두께가 Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10, 25/10, 25/5 nm인 적층구조의 게이트 절연막을 형성하였다. 다음으로 Al 게이트 전극을 150 nm의 두께로 증착한 다음, 전기적 특성 개선을 위하여 furnace N2 분위기에서 $400^{\circ}C$로 30분간 후속 열처리를 진행하여 MOS capacitor 소자를 제작하였고, I-V 및 C-V 측정을 통하여 형성된 게이트 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10 nm인 게이트 절연막들은 누설전류는 낮지만, 큰 용량을 얻을 수 없었다. 한편, Ta2O5/SiO2 = 25/10, 25/5 nm의 조합에서는 충분한 용량을 확보할 수 있었다. 적층된 게이트 절연막의 유전상수는 25/5 nm, 25/10 nm 각각 8.3, 7.6으로 비슷하였지만, 문턱치 전압(VTH)은 각각 -0.64 V, -0.18 V로 25/10 nm가 0 V에 보다 근접한 값을 나타내었다. 한편, 누설전류는 25/10 nm가 25/5 nm보다 약 20 nA (@5 V) 낮은 것을 확인할 수 있었으며 절연파괴전압(breakdown voltage)도 증가한 것을 확인하였다. 결론적으로 Ta2O5/SiO2 적층 절연막의 두께가 25nm/10nm에서 최적의 특성을 얻을 수 있었으며, 본 실험과 같이 게이트 절연막 엔지니어링을 통하여 효과적으로 누설전류를 줄이고 게이트 용량을 증가시킴으로써 고집적화된 소자의 제작에 유용한 기술로 기대된다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.17 no.2
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• pp.35-40
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• 2010

The variations of dielectric properties of $Ta_2O_5-SiO_2$ continuous composition spread thin films prepared by off-axis radio-frequency magnetron sputtering were investigated. The dielectric maps of dielectric constant and loss were plotted via 1500 micron-step measuring. The specific points showing superior dielectric properties of high dielectric constant (k~19.5) and loss (tan${\delta}$<0.05) at 1 MHz were found in area of the distance of 16 mm and 22 mm apart from $SiO_2$ side in $75{\times}25mm^2$ sized Pt/Ti/$SiO_2$/Si(100) substrates.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.192-198
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• 2006

In this study, the light addressable potentiometric sensors (LAPS) with $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}/Si$, and $Ta_{2}O_{5}/SiO_{2}/Si$ structures were fabricated. The penicillinsae was immobilized on the devices to hydrolyze the penicillin using self-assembled monolayer (SAM) method. Then response characteristics according to the penicillin concentrations were measured and compared. The measuring system was simplified by using LabVIEW. The pH response characteristics of fabricated devices are 56 mV/pH ($Si_{3}N_{4}$ sensing membrane) and 61 mV/pH ($Ta_{2}O_{5}$ sensing membrane). The sensitivity of sensor by enzyme reaction result of the enzyme reaction were 60 mV/decade and 74 mV/decade for $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}/Si$ and $Ta_{2}O_{5}/SiO_{2}/Si$ structure, respectively, in the range of $0.1\;mM{\sim}10\;mM $of the penicillin concentration.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2002.10a
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• pp.148.2-148
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• 2002

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.53 no.2
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• pp.67-72
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• 2004

The microwave dielectric properties and microstructure of the (1-x)$Mg_4Ta_2O_{9-x}TiO_2$(X=0, 0.3, 0.4) ceramic were, investigated. The specimens were prepared by the conventional mixed oxide method with sintering temperature of $1350^{\circ}C$∼$1425^{\circ}C$. According to the XRD patterns, the (1-x)$Mg_4Ta_2O_{9-x}TiO_2$(X=0, 0.3, 0.4) ceramics have the $Mg_4Ta_2O_{9}$ phase(hexagonal). The dielectric constant($\varepsilon$$_{\gamma}$) and density increased with sintering temperature and mole fraction of x. To improve the quality factor and the temperature coefficient of resonant frequency, TiO$_2$($\varepsilon_{r}$=100, $Q{\times}f_{r}$=40,000GHz, $\tau$$_{f}$=＋450 ppm/$^{\circ}C$) was added in $Mg_4Ta_2O_{9}$ ceramics. In the case of the $0.7Mg_4Ta_2O_{9}$-$0.3TiO_2$ and the $0.6Mg_4Ta_2O_{9}$-$0.4TiO_2$ceramics sintered at $1400^{\circ}C$ for 5hr., the microwave dielectric properties were $\varepsilon$$_{\gamma}$=11.72, $Q{\times}f_{r}$=126,419GHz, $\tau_{f}$=-31.82 ppm/$^{\circ}C$ and $\varepsilon_{r}$=12.19, $Q{\times}f_{r}$=109,411GHZ, $\tau$$_{f}$= -17.21 ppm/$^{\circ}C$, respectively.