Etching characteristics of (Pb,Sr)$TiO_3$(PST) thin films were investigated using inductively coupled chlorine based plasma system as functions of gas mixing ratio, RF power and DC bias voltage. It was found that increasing of hi content in gas mixture lead to sufficient increasing of etch rate and selectivity of PST to Pt. The maximum etch rate of PST film is $562{\AA}/min$ and the selectivity of PST film to Pt is 0.8 at $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ of 20 %. It was Proposed that sputter etching is dominant etching mechanism while the contribution of chemical reaction is relatively low due to low volatility of etching products.
We have studied fabrication of $MgB_2$ thin film on $SrTiO_3$ (001) and r-cut $A1_2$$O_3$ substrates by rf magnetron sputtering method using and $ MgB_2$ single target and two targets of Mg and B, respectively. Based on P -T phase diagram of $MgB_2$ and vapor pressure curves of Mg and B, a three-step process was employed. B layer was deposited at the bottom to enhance the film adhesion to the substrate. Secondly, co-sputtering of Mg and B was done. Finally, Mg was sputtered on top to compensate fur the loss of Mg during annealing. Subsequently, $MgB_2$ films were in-situ annealed in various conditions. The sample fabricated using the three-step process showed $T_{c}$ of 24 K and formation of superconducting $MgB_2$ phase was confirmed by XRD spectra. In case of co-sputtering deposition, $T_{c}$ depended on annealing time and argon pressure. However, those made by single-target sputtering showed non-superconducting behavior or low transition temperature, at best.est.
YBCO do superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometers based on bicrystal Josephson junctions on 10 mm ${\times}$ 10 mm $SrTiO_3$ substrates have been fabricated. The pickup coil of the device was designed to have 16 parallel loops with 50-fm-wide lines. We could obtain optimised direct coupled YBCO SQUID magnetometer design with field sensitivity $B_{N}$$\Phi$/ of $4.5 nT/\Phi_{0}$ and magnetic field noise $B_{N}$ of about $22 fT/Hz^{1}$2/ with an I/f corner frequency of 2 Hz measured inside a magnetically shielded room. Preliminary results of magnetocardiograph measurement using the HTS SQUID magnetometers show signal to noise ratio of about 110, which is comparable to the quality of a commercial MCG system based on Nb-SQUIDs.
ln this paper, the $Sr_{l-x}Ca_xTiO_3(0\leqx\leq0.2)-based$ grain boundary layer ceramics were fabricated to measure dielectric properties with the sintering temperature and the thermal treatment time. The sintering temperature and time were $1420~15206{\circ}C$, 4hours, and the thermal treatment temperature and time of the specimen were $l150^{\circ}C$, 1, 2, 3hours, respectively. The structural and the dielectric properties were investigated by SEM, X-ray, HP4194A and K6517. The average grain size was increased with increasing the sintering temperature, but it decreased up to 15mo1% with increasing content of Ca. X-ray diffraction analysis results showed that all specimens were the cubic structure, and the main peaks were moved to right and the lattice constant were decreased with increasing content of Ca. The appropriate thermal treatment time and temperature of CuO to obtain dielectric properties of $\varepsilon_r>50000,\; tan \delta<0.05\; and \;\DeltaC<\pm10%$ were 2hrs and $l150^{\circ}C$, respectively.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제4권1호
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pp.15-20
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2003
NiCr alloys are prepared onto poly-Si/ $SiO_2$/Si substrates to replace Pt bottom electrode with a new one for integration of high dielectric constant materials. Alloys deposited at Ni and Cr power of 40 and 40 W showed optimum properties in the composition of N $i_{1.6}$C $r_{1.0}$. The grain size of films increases with increasing deposition temperature. The films deposited at 50$0^{\circ}C$ showed a severe agglomeration due to homogeneous nucleation. The NiCr alloys from the rms roughness and resistivity data showed a thermal stability independent of increasing annealing temperature. The 80 nm thick BST films deposited onto N $i_{1.6}$C $r_{1.0}$/poly-Si showed a dielectric constant of 280 and a dissipation factor of about 5 % at 100 kHz. The leakage current density of as-deposited BST films was about 5$\times$10$^{-7}$ A/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 1 V. The NiCr alloys are possible to replace Pt bottom electrode with new one to integrate f3r high dielectric constant materials.terials.
The effects of Nb doping on the crystal structure, microstructure, and dielectric ferroelectric and piezoelectric properties of $(Bi_{0.5}Na_{0.5})_{0.935}Ba_{0.065}Ti_{(1-x)}Nb_xO_3-0.01SrZrO_3$ (BNBTNb-SZ, with ${\chi}=0$, 0.01 and 0.02) ceramics have been investigated. X-ray diffraction patterns revealed that all ceramics have a pure perovskite structure with tetragonal symmetry. The grain size of the ceramics slightly decreased and a change in grain morphology from square to spherical shape was observed in the Nb-doped samples. The maximum dielectric constant temperature ($T_m$) increases with increasing amount of Nb; however, ferroelectric-relaxor transition temperature ($T_{F-R}$) and maximum dielectric constant (${\varepsilon}_m$) values decrease gradually. Nb addition disrupted the polarization hysteresis loops of the BNBT-SZ ceramics by leading a reduction in the remnant polarization coercive field and piezoelectric constant.
1Gb급 이상 기억소자의 캐패시터 재료로 주목받고 있는 (Ba,Sr)TiO3 [BST] 박막의 전극재료로는 Pt, Ru, Ir과 같은 금속전극과 RuO2, IrO2와 산화물 전도체가 유망한 것으로 알려져 있다. 그런데, DRAM의 집적도가 증가하게 되면, BST같은 고유전율 박막을 유전재료로 사용한다 하더라도, 3차원적인 구조가 불가피하게 때문에 기존의 sputtering 방법으로는 우수한 단차피복성을 얻기 힘들므로, MOCVD법이 필수적이다. 본 연구에서는 기존에 연구되었던 Pt에 비해 식각특성이 우수하고, 비교적 낮은 비저항을 갖는 Ru 박막증착에 대한 연구를 행하였다. 본 연구에서는 수직형의 반응기와 저항 가열 방식의 susceptor로 구성된 저압 유기금속 화학증착기를 사용하여 최대 6inch 직경을 갖는 기판 위에 Ru박막을 증착하였다. Precursor로는 기존에 연구된 적이 없는 bis-(ethyo-$\pi$-cyclopentadienyl)Ru (Ru(C5H4C2H5)2, [Ru(EtCp)2])를 사용하였으며, bubbler의 온도는 85$^{\circ}C$로 하였다. Si, SiO2/Si를 사용하였으며, 증착온도 25$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$, 증착압력 3Torr의 조건에서 Ru 박막을 증착하였다. Presursor를 운반하는 수송기체로는 Ar을 사용하였으며, carbon과 같은 불순물의 제거를 위해 O2를 첨가하였다. 증착된 박막은 XRD, SEM, 4-point probe등을 통해 구조적, 전기적 특성을 평가하였으며, 열역학 계산을 위해서는 SOLGASMIX-PV프로그램을 사용하였다. Ru 박막의 증착에 있어서 산소의 첨가는 필수적이었으며, Ru 박막의 증착속도는 30$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$의 온도 영역에서 200$\AA$/min으로 일정하였으며, 첨가된 산소의 양이 적을수록 더 치밀하고 평탄한 표면형상을 보였으며, 또한 더 낮은 전기 전도도를 보였다. 그리고 증착된 박막은 12~15$\mu$$\Omega$cm 정도의 낮은 비저항 값을 나타냈으며 이것은 기존의 sputtering 법에 의해 증착된 Ru 박막의 비저항 값들과 비교될만하다. 한편, 높은 온도, 높은 산소분압 조건에서 RuO2의 형성을 관찰하였으며, 이것은 열역학적인 계산을 통해서 잘 설명할 수 있었다.
Thin films of $YB_{2}Cu_{3}O_{7-d}$ were prepared on various substrated of MgO(100), $SrTiO_{3}$, and $LaAlO_{3}$ by using off-axis magentron sputtering methods and annealing in-situ. The prarameters of film fabrication processes had been optimized through a "follow the lcoal maxima" strategy to yield good quality films in therms of the critical temperature $T_{c}$ and the critical current density $J_{c}$. Optimizedproecsses employing a plane magndtron and an cylindrical magnetron yielded $T_{c}$>90K along with $J_{c}$$10^{6}$A/$\textrm{cm}^2$ at 77K and > 2${\times}$$10^{7}$A/$\textrm{cm}^2$ at 5K. The sampels, however, showed degradationinthe properties, after chemical etching for fabrication of microbridges with the line width of 2-10 mocrons. In particular, the value of $T_{c}$ for the microbridges of 2microns was as small as 80%. The degradation was strongly dependent on the line width through a formula : $T_{c}$(e)=$T_{c}$)b) [1-a exp(-1000 bL)} where $T_{c}$(e) and $T_{c}$ (b) are the values of $T_{c}$ in the absolute scale measured after and before chemical etching, respectively and L is the line width in mm. By utilizing a best fitting technique, the proper constant values of a and to b were found as exp(-1.2) and 0.22, respectively. This formula was very useful in estimatiing the upper limit of the device operationtemperature.
삼덕 Mo 광상 주변지질은 고생대 화전리층, 고운리층, 서창리층, 이원리층, 황강리층, 백악기 우백질 반상화강암 및 화강반암으로 구성된다. 이 광상은 서창리층 내에 발달된 NS 방향의 열극대를 따라 충진한 3개조의 석영맥으로 구성된 광상으로 석영맥의 맥폭은 0.05~0.3 m 정도로 팽축이 심하고 석영맥의 연장성은 약 400 m 정도이다. 석영맥은 괴상, 각력상 및 정동조직들이 관찰되며 모암변질로는 규화작용, 견운모화작용, 점토화작용 및 녹니석화작용 등이 관찰된다. 산출광물은 석영, 형석, 백색운모, 흑운모, 인회석, 모나자이트, 금홍석, 티탄철석, 휘수연석, 황동석, Fe-Mg-Mn 산화물 및 철 산화물 등이다. 이 광상의 백색운모는 석영맥과 모암에서 세립질에서 조립질로 산출되며 4가지 산출유형(I 유형: 석영, 휘수연석, 철 산화물 및 Fe-Mg-Mn 산화물과 함께 산출되는 것, II 유형: 석영, 철 산화물 및 Fe-Mg-Mn 산화물과 함께 산출되는 것, III 유형: 석영 및 흑운모와 함께 산출되는 것 및 IV 유형: 석영과 함께 산출되는 것)을 갖는다. 석영맥에서 산출되는 백색운모의 화학조성은$(K_{0.89-0.60}Na_{0.05-0.00}Ca_{0.01-0.00}Sr_{0.02-0.00})_{0.94-0.62}(Al_{1.54-1.12}Mg_{0.36-0.18}Fe_{0.26-0.09}Mn_{0.04-0.00}Ti_{0.02-0.00}Cr_{0.02-0.00}Zn_{0.01-0.00})_{1.91-1.72}(Si_{3.40-3.11}Al_{0.92-0.60})_{4.00}O_{10}(OH_{1.68-1.42}F_{0.58-0.32})_{2.00}$이나 I 유형의 백색운모는 나머지 유형의 백색운모보다 $SiO_2$ 및 MgO 함량은 낮고 FeO 함량은 높게 나타난다. 또한 이 광상의 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환($(Al^{3+})^{VI}+(Al^{3+})^{IV}{\leftrightarrow}(Fe^{2+}$ 또는 $Mg^{2+})^{VI}+(Si^{4+})^{IV}$) 및 직접적인 $(Fe^{3+})^{VI}{\leftrightarrow}(Al^{3+})^{VI}$ 치환에 의해 일어났음을 알 수 있다.
한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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pp.508-508
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1996
;The growth of films have considerable interest in the field of superlattice structured multi-layer epitaxy led to realization of new devices concepts. Molecular beam epitaxy (MBE) with in situ observation by reflection high-energy electron diffraction (RHEED) is a key technology for controlled layered growth on the atomic scale in oxide crystal thin films. Also, the combination of radical oxygen source and MBE will certainly accelerate the progress of applications of oxides. In this study, the growth process of single crystal films using by MBE method is discussed taking the oxide materials of Bi-Sr-Ca-Cu family. Oxidation was provided by a flux density of activated oxygen (oxygen radicals) from an rf-excited discharge. Generation of oxygen radicals is obtained in a specially designed radical sources with different types (coil and electrode types). Molecular oxygen was introduced into a quartz tube through a variable leak valve with mass flowmeter. Corresponding to the oxygen flow rate, the pressure of the system ranged from $1{\;}{\times}{\;}10^{-6}{\;}Torr{\;}to{\;}5{\;}{\times}{\;}10^{-5}$ Torr. The base pressure was $1{\;}{\times}{\;}10^{-10}$ Torr. The growth of Bi-oxides was achieved by coevaporation of metal elements and oxygen. In this way a Bi-oxide multilayer structure was prepared on a basal-plane MgO or $SrTiO_3$ substrate. The grown films compiled using RHEED patterns during and after the growth. Futher, the exact observation of oxygen radicals with MBE is an important technology for a approach of growth conditions on stoichiometry and perfection on the atomic scale in oxide. The oxidization degree, which is determined and controlled by the number of activated oxygen when using radical sources of two types, are utilized by voltage locked loop (VLL) method. Coil type is suitable for oxygen radical source than electrode type. The relationship between the flux of oxygen radical and the rf power or oxygen partial pressure estimated. The flux of radicals increases as the rf power increases, and indicates to the frequency change having the the value of about $2{\times}10^{14}{\;}atoms{\;}{\cdots}{\;}cm^{-2}{\;}{\cdots}{\;}S^{-I}$ when the oxygen flow rate of 2.0 seem and rf power 150 W.150 W.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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