• 제목/요약/키워드: $SrTa_2O_6$

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SOL-GEL법을 이용한 $SrBi_2TaNbO_9$ 강유전성 박막 제조 및 특성 평가 (Fabrecation and Characterization of $SrBi_2TaNbO_9$ Ferroelectric Thin Film Prepared by Sol-Gel Method)

  • 이진한;박상준;장건익
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.94-98
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    • 2000
  • Polycrystalline SBTN ferroelectric thin films were prepared by sol-gel method with various Nb mole ratios on Pt/ $SiO_2$/Si (100) substrates. The films were annealed at different temperatures and characterized in terms of phase and microstructure. Relatively a well saturated hysteresis pattern was obtained at x =0.2 in S $r_{0.8}$B $i_{2.3}$(T $a_{1-x}$ N $b_{x}$)$_2$ $O_{9+}$$\alpha$/ thin films. At an applied voltage of 5V, the dielectric constant ($\varepsilon$$_{r}$) and dissipation factor (tan $\delta$) of typical S $r_{0.8}$B $i_{2.3}$(T $a_{1-x}$ N $b_{x}$)$_2$ $O_{9+}$$\alpha$/ thin film (x=0.2) were about 236.2 and 0.034. Measured remanent polarization (2Pr) and coercive field (Ec) were 4.28C/c $m_2$, and 38.88kv/cm respectively. No fatigue was observed up to 6$\times$10$_{10}$ switching cycles at 5V and the normalized polarization reduced by a factor of only 4%.%. 4%.%. 4%.%.%.%.%.

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NDRO FRAM 소자를 위한 $Pt/SrBi_2Ta_2O_9/ZrO_2/Si$ 구조의 특성에 관한 연구 (Characteristics of $Pt/SrBi_2Ta_2O_9/ZrO_2/Si$ structures for NDRO ERAM)

  • 김은홍;최훈상;최인훈
    • 한국진공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.315-320
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    • 2000
  • 본 연구에서는 강유전체 박막을 게이트 산화물로 사용한 $Pt/Sr_{0.8}Bi_{2.4}Ta_2O_{9}(SBT)/ZrO_2Si$(MFIS)와 Pt/SBT/Si(MFS)구조의 결정 구조 및 전기적 성질을 고찰하였다. XRD 및 SEM측정 결과 SBT/ZrO$_2$/Si 구조의 경우 SBT/Si구조에 비해 SBT 박막이 더 큰 결정립이 형성되었다. AES분석 결과 $ZrO_2$ 박막을 완충층으로 사용함으로써 SBT 박막과 Si 기판의 상호반응을 적절히 억제할 수 있음을 확인하였다. Pt/SBT/$ZrO_2/Pt/SiO_2$/Si와 Pt/SBT/Pt/$SiO_2$/Si 구조에서 Polarization-Voltage(P-V) 특성을 비교해 본 결과 $ZrO_2$ 박막의 도입에 따라 잔류분극값은 감소하였고 항전계값은 증가하였다. MFIS 구조에서 메모리 윈도우값은 항전계값과 직접적 관련이 있으므로 이러한 항전계값의 증가는 MFIS 구조에서의 메모리 윈도값이 증가할 수 있음을 나타낸다. Pt/SBT(210 nm)/$ZrO_2$/ (28 m)/Si 구조에서 Capacitance-Voltage(C-V) 측정 결과로부터 인가전압 4~6 V에서 메모리 윈도우 가 1~1.5V정도로 나타났다. Pt/SBT/ZrO$_2$/Si구조에서 전극을 갓 증착한 경우와 산소분위기 $800^{\circ}C$에서 후열처리한 경우의 전류 밀도는 각각 약 $8\times10^{-8} A/\textrm{cm}^2$$4\times10^{-8}A/\textrm{cm}^2$ 정도의 값을 나타내었다.

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MEICP 식각에 의한 SBT 박막의 표면 반응 연구 (The Study on the Surface Reaction of $SrBi_{2}Ta_{2}O_{9}$ Film by Magnetically Enhanced Inductively Coupled Plasma)

  • 김동표;김창일
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권4호
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    • pp.1-6
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    • 2000
  • 최근에 빠른 쓰기/읽기 속도, 적은 소비 전력과 비휘발성을 가지는 메모리 캐패시터의 유전 재료로서 SrBi/sub 2/Ta/sub 2/O/sub 9/(SBT)에 대한 관심이 집중되고 있다. 강유전체 물질을 이용한 고밀도 FeRAM을 생산하기 위하여서는 식각에 의한 패턴이 형성되어야 한다. 강유전체 물질의 성장과 그 전기적 특성에 관한 연구와 발표는 많이 발표 되고 있다. 그러나, 강유전체 물질의 식각의 어려움 때문에 SBT 박막 식각에 관한 연구는 거의 전무하다고 할 수 있다. 그러므로, SBT 박막의 식각의 특성을 알아보기 위하여, SBT 박막은 CF/sub 4/Ar 가스 플라즈마를 이용하여 MEICP로 식각 되어졌다. XPS를 이용하여 식각 된 SBT 박막의 표면에서의 화학 반응을 분석하였고, XPS 분석을 검증하기 위하여 SIMS 분석을 하여 비교하였다.

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SBT 벌크 세라믹스 특성에 관한 연구 (A study on characteristics of SBT bulk ceramics)

  • 마석범;이훈구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 전문대학교육위원 P
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    • pp.20-23
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    • 1999
  • 본 연구에서는 $SrBi_xTa_2O_9$ 세라믹스에서 Bi 몰비 변화에 대한 x를 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2로 변화시키면서 소결 온도도 변화하여 각각에 대한 구조 및 전기적 특성을 조사하였다. Bi 부족과 이상과잉에 따라 이상의 결정구조를 보였으며 소결온도가 높아질수록 Bi 휘발이 많아져 정방성이 떨어졌다. Sr/Bi/Ta=1/2.8/2 조성에서 가장 큰 정방성과 그레인 크기를 나타내었으며 그 조성에서 1000[$^{\circ}C$]로 소결한 시료에서 유전율 132를 보였고 1050[$^{\circ}C$]로 소결한 시료에서 잔류분극 1.134[${\mu}C/cm^2$]을 나타내었다.

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Microstructures and Electrical Properties of $RuO_2$Bottom Electrode for Ferroelectric Thin Films

  • Shin, Woong-Chul;Yang, Cheol-Hoon;Jun-SiK Hwang;Yoon, Soon-Gil
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제3권4호
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    • pp.263-268
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    • 1997
  • RuO$_3$ thin films were deposited on Si(100) substrate at low temperatures by hot-wall metalorganic chemical vapor deposition. Bis(cyclopentadienyl) ruthenium, Ru$(C_5H_5)_2$, was used as the precursor RuO$_2$single phase was obtained at a low deposition temperature of 25$0^{\circ}C$ and the crystallinity of RuO$_2$thin films improved with increasing deposition temperature. RuO$_2$thin films grow perpendicularly to the substrate and show the columnar structure. The grain size of RuO$_2$films drastically increases with increasing the deposition temperature. The resistivity of the 180 nm-thick RuO$_2$thin films deposited at 27$0^{\circ}C$ was 136 $\mu$$\Omega$-cm and increased with decreasing film thickness. SrBi$_2Ta_2O_4$ thin films deposited by rf magnetron sputtering on the RuO$_2$bottom electrodes showed a fatigue-free characteristics up to ~10$^10$ cycles under 5 V bipolar square pulses and the remanent polarization, 2 P$_r$ and the coercive field, 2 E, were 5.2$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ and 76.0 kV/cm, respectively, for an applied voltage of 5 V The leakage current density was about 7.0$\times$10$^{-6}$ A/$\textrm{cm}^2$ at 150 kV/cm.

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졸겔법에 의해 제작된 강유전체 BST막의 기계.화학적인 연마 특성 (Chemical Mechanical Polishing (CMP) Characteristics of BST Ferroelectric Film by Sol-Gel Method)

  • 서용진;박성우
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제53권3호
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    • pp.128-132
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    • 2004
  • The perovskite ferroelectric materials of the PZT, SBT and BST series will attract much attention for application to ULSI devices. Among these materials, the BST ($Ba_0.6$$Sr_0.4$/$TiO_3$) is widely considered the most promising for use as an insulator in the capacitors of DRAMS beyond 1 Gbit and high density FRAMS. Especially, BST thin films have a good thermal-chemical stability, insulating effect and variety of Phases. However, BST thin films have problems of the aging effect and mismatch between the BST thin film and electrode. Also, due to the high defect density and surface roughness at grain boundarys and in the grains, which degrades the device performances. In order to overcome these weakness, we first applied the chemical mechanical polishing (CMP) process to the polishing of ferroelectric film in order to obtain a good planarity of electrode/ferroelectric film interface. BST ferroelectric film was fabricated by the sol-gel method. And then, we compared the surface characteristics before and after CMP process of BST films. We expect that our results will be useful promise of global planarization for FRAM application in the near future.

가거도(소흑산도)의 백악기 화산암류에 대한 암석화학적 연구 (Petrochemical Study on the Cretaceous Volcanic Rocks in Kageo island, Korea)

  • 김진섭;백맹언;성종규
    • 암석학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.19-33
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    • 1997
  • 본역의 지질은 백악기 경상누층군의 퇴적암, 이를 관입 또는 분출한 중성화산암류, 산성화산암류 및 제 4기 충적층으로 구성된다. 중성화산암류는 화성쇄설화산각력암, 석질화산력응회암, 안산암용암으로 구성되며, 산성화산암류는 데사이트질용결응회암 및 유문암용암, 유문암질응회암으로 구성된다. 본 연구에서는 중성 및 산성 화산암류에 대해 암석기재학적 연구와 신선한 시료 10개에 대한 암석화학적 특성을 고찰하고, K-Ar법에 의한 절대연대 측정을 실시하였다. 현미경 관찰에서 안산암용암은 사장석이 주 반정광물로 나타나며, 기질은 미정질 내지 은미정질로서 반정광물과 동일한 필로택시틱 조직을 보인다. 안산암질각력암은 퇴적암 및 안산암의 자력 암편을 포함한다. 테사이트질용결응회암은 현저한 파라택시틱 조직을 보이며, 유문암용암은 유상구조를 잘 보여 주고, 안산암의 암편을 함유하고 용결구조가 현저한 화산력용결응회암이 나타나는데, 유문암용암에서 기질의 함량은 80.9~ 89.3%에 이른다. 주 반정광물은 사장석이며 부분적으로 녹염석, 녹니석, 방해석, 제오라이트, 푸로필라이트 등으로 2차 변질되어 나타난다. 본역의 화산암류는 Norm값에 의한 Q-A-P 도표에서 현무암질안산암, 안산암, 데사이트, 유문암의 일련의 분화과정을 나타내고 대부눈 칼크알칼리 계열에 속한다. 화산암류의 화학조성은 $SiO_2$ 함량이 57.61~75.40 %이며, MgO, CaO, $Fe_2O_3$, $Al_2O_3$, $Ti_2$, MnO, $P_2O_5$ 등은 $SiO_2$함량이 증가함에 따라 연속적으로 증가하는 경향을 보인다. 주성분원소 및 미량 원소의 변화도에서 안산암질에서 유문암으로 분화되는, 즉 마그마의 정출 분화 특징을 뚜렷이 보여준다. REE 양상 및 spider 도표에서 일정한 분화 경향을 보이며 나란하다. spider 도표에서 본역의 화산암류는 Th, La, Nd, Gd 등이 부화되어 있으며, Ba, Nb, Sr, Hf, Zr 등이 결핍되어 있는 특징을 나타낸다. 안산암에서 유문암으로 분화가 진행될수록 Cs, Sr, Eu이 점차 결핍되는 경향이, Th가 증가하는 경향이 있고, Ba, Nb, Sr, Eu의 부(-)의 이상값이 점차 커지는 경향을 보인다. 희유 원소의 변화 경향에서 안산암과 중성 암맥, 데사이트와 유문암의 경향이 서로 일치함을 볼 수 있다. 주성분 원소 및 미량 원소 함량 변화는 본역의 화산암이 안산암으로부터 일연의 분별결정작용 산물임을 암시하며, 또한 $Al_2O_3$와 CaO 함량의 관계도, Th/Yb 비에 대한 Ta/Yb 비의 관계도, $Ce_N/Yb_N$$Ce_N$의 관계도에 따른 판별에서도 분별결정작용의 경향을 따르고 있다. 본역의 화산암은 $K_2O$, $Na_2O$, CaO 삼각도에서 도호의 영역에, Ba/La비, La/Th비에 의한 판별도에서 조산대의 high-K suite에 속한다. Rb 대 (Y+Nb)의 판별도 및 Hf-Th-Ta 지구조 판별도에서 지판이 침강 섭입하는 지판 경계부(destructive plate margin) 중 화산호의 조구적 영역에 도시된다. 본역의 화산암을 생성시킨 마그마는 $Al_2O_3$와 CaO 함량의 관계도, mode에서 나타나는 사장석 반정, 분화가 진행될수록 부의 Eu 이상이 증가하는 것 등에서 사장석의 분별이 우세한 분별결정작용을 거쳤음을 알 수 있다. 안산암질암을 관입한 중상 암맥에서 측정한 암석 년령은 $97.0{\pm}6.8~94.5{\pm}6.6$, 데사이트질암은 $68.9{\pm}4.8,\61.5{\pm}4.9~60.7{\pm}4.2$Ma으로 측정되었고, 이것은 백악기 유천층군과 대비되며, 백악기 유천층군 암석의 지화학적 자료와 본역 화산암의 지화하적 자료는 판별도 등에서 같은 영역에 도시된다.

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예천전단대 북동부 명호지역 엽리상 화강암류와 압쇄 편마암류에 대한 지구화학 및 Nd-Sr 동위원소 연구 (Geochemical and Nd-Sr Isotope Studies for Foliated Granitoids and Mylonitized Gneisses from the Myeongho Area in Northeast Yecheon Shear Zone)

  • 김성원;이창윤;유인창
    • 자원환경지질
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    • 제41권3호
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    • pp.299-314
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    • 2008
  • 북동 방향의 호남전단대는 한국의 옥천대 남쪽 경계와 선캠브리아기 영남육괴 사이를 지나는 광역적인 우수향 주향 이동 단층대로 동아시아의 두드러진 지나 변형의 방향과 평행하다. 이 논문에서는 호남전단대의 한 지류인 예천전단대 명호지역의 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암과 엽리상 각섬석-흑운모 화강암의 지화학 및 Nd-Sr 동위원소자료를 보고하고자 한다. 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류를 $SiO_2$$Na_2O+K_2O$의 분별도에 도시하면 $SiO_2$의 함량은 61.9-67.lwt% 그리고 $Na_2O+K_2O$의 함량은 5.21-6.99wt%로 화강섬록암 영역에 대부분이 점시된다. 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암은 화강암의 영역에 점시된다. $SiO_2$에 대한 수정된 알칼리-라임 지수 및 Fe#($FeO_{total}/(FeO_{total}+MgO)$)에 의한 관계도에서 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 캘크-알카리 계열의 마크네슘 성분이 우세한 코딜러리안(Cordilleran)형 중생대 화강암류의 지화학 특징과 잘 부합된다. 또한 이들 암석들은 $Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)$$0.89{\sim}1.10$로 중알루미나에서 약한 고알루미나질의 I형에 해당한다 하지만, 원남층의 압쇄 편마암은 $1.11{\sim}1.22$의 과알루미나질을 보여준다. 연구지역 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류 및 압쇄 편마암류의 미량원소 성분을 초생맨틀(Primitive mantle) 값으로 규격화한 거미 성분도상에서는 저장력 원소(large ion lithophile element)이며 불호정성 원소인 Rb, Ba, Th 및 U이 부화되어 있고 Ta, Nb, P, Ti 가 상대적으로 다른 원소보다 결핍되어 있으며 이러한 지화학적 특징은 호상형(Arc-type) 화강암류와 전형적인 활동성 대륙연변부의 지각물질로부터 유래한 화강암류와 유사하다. ${\varepsilon}_{Nd}(T)$와 Sr 초생값은 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류가 상부지각의 기원물질로부터 형성된 마그마로부터 생성되었음을 지시해 주고 있다. 연구지역을 포함한 영주저반의 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 전단대에서 멀어지면서 변형에 의한 특정 원소들(Ti, P, Zr, V 및 Y)의 변화경향이 관찰되지 않는다. 이러한 원인으로, 많은 유체를 가지고 있는 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류에서는 전단운동 변형동안 전단대 내와 외부의 유체의 흐름에 의한 질량 전달이 동일하게 일어나 암석 내의 부피변화 및 지화학 변질들을 야기 시키지 않았을 것으로 추정된다.

조성변화에 따른 BST 박막의 특성에 관한연구 (A study on the characteristics of BST thin films with various Ba/Sr Ratio)

  • 류정선;강성준;윤영섭
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권6호
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    • pp.120-126
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    • 1996
  • In the present study, we have studied on the characteristics of BST thin films with various Ba/Sr ratios by using sol-gel method. Barium-acetate, strontium-acetate and titanium isopropoxide are used as starting materials to fabricate BST thin films by sol-gel method. The fabrication conditions are estabilished through the TG-dT analyses and XRD measurements. BST thin films with the Ba/Sr ratios of 90/10, 70/30, 50/50 and 30/70 were deposited on the Pt/Ta/SiO$_{2}$Si substrate with the estabilished sol-gel process, and their characteristics were examined. The relative permittivity and the leakage current density at 5V vary from 287 to 395 and from 2.3 to 220${\mu}$A/cm$^{2}$, respectively, with various Ba/Sr ratio. Among the films investigatd in this research, BST (70/30) thin film shows the best relative permittivity and dielectric loss of BST (70/30) thin film are 395 and 0.045, respectively and the leakage current density at 5V is 2.3${\mu}$A/cm$^{2}$.

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SBT 커패시터의 열처리 조건에 따른 강유전 특성 (Ferroelectric Properties of SBT Capacitors with Annealing Conditions)

  • 이성일
    • 한국안전학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.72-76
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    • 2004
  • The $Sr_{0.7}Bi_{2.6}Ta_2O_9$(SBT)thin films are deposited on pt-coated electrode(Pt/$TiO_2/SiO_2/Si$) using a RF magnetron sputtering method. The electrical properties of SBT capacitors with annealing conditions were studied. In the XRD pattern, the SBT thin films in all annealing temperatures had (105) orientation. In the SEM images, Bi-layered perovskite phase was crystallized at $750^{\circ}C$,/TEX> and grains largely grew in oxygen annealing atmosphere. The maximum renanent polarization and the coercive electric field with annealing conditions are 12.40C/$cm^2$ and 30kV/cm, respectively. The dielectric constant and leakage current density with Pt electrode is 340 and 2.13${\times}10^{-10}A/cm^2$, respectively.