• 한국재료학회지
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• 제4권7호
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• pp.759-766
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• 1994

본 연구에서는 Ta 박막 밑에 $SnO_{2}$박막층을 입혀서 $Ta/SnO_2$이중박막이 산화될 때 산소의 공급원을 2원화 함으로써 $Ta_2O_5$의 stoichiomitry를 향상시켜 $Ta_2O_5$박막 커패시터의 주설전류를 줄이고자 하였다. Tantalum을 실리콘 웨이퍼 위에 기판온도를 변화시켜 가면서 전자빔증착이나 스퍼터링 방밥으로 입히고 $500^{\circ}C$~$900^{\circ}C$에서 산화시켜 Al/$Ta_2O_5$p-Si/Al또는Al/$Ta_2O_5$/p-Si/Al과 같은 MIS형 커패시터를 만들어 유전상수 및 누설전류를 측정하였으며 XRD, AES, ESCA등을 이용하여 박막의 결정성 및 특성을 분석하였다. $SnO_{2}$박막층을 입힌 커패시터는$SnO_{2}$층을 입히지 않은 커패시터보다 10배 이상 큰 200정도의 유전상수 값을 나타내었다. 그리고 산화온도가 높으면 박막의 결정화로 인하여 유전상수는 증가하지아는 누설전류도 약간 증가하는 것이 확인되었다. 또한 높은 증착온도는 일반적으로 누설전류를 낮추는 것으로 나타났다. 특히 $SnO_{2}$층을 입힌 경우에 기판온도를 $200^{\circ}C$로 하고 $800^{\circ}C$에서 산화시켜 만든 커패스터의 경우에 $4 \times 10^{5}$V/cm의 전장강도에서 $10^{-7}A/\textrm{cm}^2$의 낮은 누설전류 값을 나타내었다. $Ta_2O_5$박막은 $700^{\circ}C$ 이상에서 박막이 결정되고, Ta /$SnO_{2}$ 이중박막을 산화시키면 처음에는 Ta박막과 $SnO_{2}$박막 계면에서 $SnO_{2}$로부터 Ta박막에 산소가 공급되지마는 점차 Sn이 Ta박막쪽으로 확산되어 결국에는 Ta-Sn-O계의 새로운 ternary oxide가 생성되는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1502-1504
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• 2003

최근 전자기기의 경박단소화 추세는 전자기기의 크기와 가격의 감소를 이끌었으며 이러한 추세는 앞으로 지속될 것이다. 이와 같은 현상으로 전자기기를 구성하는 요소의 절반이상을 차지하는 단위수동소자의 경우 소형화를 넘어 박막화 및 집적화가 절실히 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 현재 GHz 대역의 휴대용 무선통신 송 수신부 등에 사용되고 있는 기판이 $Al_2O_3$ 기판인 점을 고려하여 기판의 공통화를 위해 $Al_2O_3$ 기판 위에 Ta/$Ta_2O_5$/Ta 구조를 갖는 MIM 박막커패시터를 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 모든 박막의 증착은 RF-magnetron reactive sputtering법에 의해 이루어졌으며, 유전체 열처리는 $700^{\circ}C$ 진공상태에서 60 sec 동안 수행하였다. XRD 분석결과, as-deposited $Ta_2O_5$ 박막은 열처리 후에 비정질상에서 결정질상으로 변환되었다. Ta/$Ta_2O_5$/Ta/Ti/$Al_2O_3$ 커패시터의 전기적 특성으로는 C-F, C-V, I-V 를 측정하였다.

• 한국재료학회지
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• 제1권4호
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• pp.229-235
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• 1991

$Ta_2O_5$ 박막은 실리콘산화막, 실리콘질화막 박막에 비해 유전율은 높으나 누설전류밀도가 높고, 절연파괴강도가 낮아 DRAM의 커패시터용 재료로서 실용화가 되지 못하고 있다. 본 연구에서는 LPCVD법으로 형성시킨 $300{\AA}$ 두께의 $Ta_2O_5$ 유전체박막에 대해 후속열처리 또는 전극재료를 변화시켜 열악한 전기적 특성의 원인을 규명하고자 하였다. 그 결과 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 박막은 전극에 의한 환원반응에 의해 전기적 특성이 열화됨을 알 수 있었고, 이를 TiN 전극의 사용으로 억제시킬 수 있었다. 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 유전체는 누설정류밀도가 $10^{-1}A/cm^2$, 절연파괴강도가 1.5MV/cm 정도였으며, $800^{\circ}C$에서 $O_2$열처리를 하면 전기적 특성은 개선되나, 유전율이 낮아진다 TiN 전극을 채용할 경우 누설전류밀도 $10^{-6}~10^{-7}A/cm^2$, 절연파괴강도 7~12MV/cm 로 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 박막과 비슷한 $Ta_2O_5$ 고유전막을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제8권4호
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• pp.283-290
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• 1997

진공 증착법으로 수정 기판 위에 증착된 유전체 고반사 다층 박막의 산란을 TIS 방법을 이용하여 측정하였다. 기판온도 250~300.deg. C에서 증착한(Ta$_{2}$O$_{5}$/SiO$_{2}$) 다층 박막의 산란율은 0.048~0.050%이며 300.deg. C에서 4시간 열처리에 의하여 영향을 받지 않았다. 기판온도 250.deg. C에서 증착한 (TiO$_{2}$/SiO$_{2}$) 다층 박막의 산란율은 0.029%이며 열처리에 의하여 심한 인장 응력을 받았다. 두 다층 박막의 표면 거칠기는 거의 차이가 없었고 Ta$_{2}$O$_{5}$ 박막의 기둥이 TiO$_{2}$ 박막보다 작고 조밀도는 (Ta$_{2}$O$_{5}$/SiO$_{2}$) 다층 박막이 큰 것을 알 수 있었다. (Ta$_{2}$O$_{5}$/SiO$_{2}$) 다층 박막의 산란율이 큰 것은 Ta$_{2}$O$_{5}$ 박막이 더 조밀하고 기둥 크기가 작으므로 박막 내에 기둥 수가 증가하여 체적 산란이 증가하였기 때문인 것으로 판단된다. 것으로 판단된다.

• 전자공학회지
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• 제19권5호
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• pp.47-52
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• 1992

Ta₂O/Si 계면에서 SiO₂층이 dry O₂ 및 N₂분위기에서 열처리에 의해 형성되며 열처리 온도가 증가할수록 이층의 두께가 증가한다. Dry O₂ 및 N₂에서 열처리 할 때 얇은 Ta₂O 박막(40nm 이하)의 누설전류는 열처리 온도가 증가함에 따라 감소한다. 유전상수 vs 열처리 온도 관계에서 750℃또는 800℃에서 Ta₂O 박막의 결정화에 따른 최대값을 보여주며, 이러한 결정화에 의한 유전상수 증가 효과는 두꺼운 Ta₂O 박막에서 현저히 나타난다. 그러나 고온에서 열처리하면 계면에서 SiO₂층의 형성과 성장 때문에 유전상수는 감소한다. Al/Ta₂O/Si MIS capacitor의 stress에 따른 flat band voltage와 gate voltage instability는 열처리에 의해서 형성된 계면 SiO₂성장으로 설명할 수 있다. 열처리 조건의 함수로서 Ta₂O박막의 전기적 특성은 Ta₂O박막형성 방법에 관계없이 Ta₂O 박막 두께에 강하게 의존한다.

• 한국재료학회지
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• 제5권6호
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• pp.633-638
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• 1995

열산화 및 PECVD법으로 p-type(100)Si wafer위에 $Ta_2O_{5}$, 박막을 형성한 후 이들 박막의 전기적 특성과 박막응력 상호간의 관계를 연구하였다 열산화 시편의 경우 dc magnetron sputtering법으로 Ta을 증착시킨 후에 산화온도와 시간을 변수로 열산화시켜 박막을 형성시켰으며 PECVD 시편의 경우 RF power density를 변화시켜가면서 박막을 형성시켰다. 이들 박막의 전기적 특성과 박막응력을 조사하여 전기적 특성과 박막응력 상호간의 관계를 조사한 결과 열산화 박막의 경우 누설전류와 박막응력은 독립적인데 반해 PECVD 박막의 경우 박막응력의 절대값은 누설전류가 증가함에 따라 증가하였다.

• 한국광학회지
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• 제11권3호
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• pp.147-151
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• 2000

전자총을 사용하여 이온 보조한 Ta2O5 박막과 이온 보조하지 않은 ${Ta_2}{O_5}$ 박막을 진공 증착하고, 증착 조건에 따른 광학적 특성과 기계적 특성을 측정하였다. 양극전압 120V, 이온빔 전류밀도 $50~500\muA/cm^2$로 산소 이온보조 증착한 박막의 경우 굴절률은 상온에서 제작한 보통 ${Ta_2}{O_5}$ 박막의 1.94보다 높은 2.15이었으며, 변형력은 $7.0\times10^8 dyne/cm^2$보다 낮은 $5.0\times10^8 dyne/cm^2$2이었다. 이는 기판온도 $230^{\circ}C$에서 증착한 박막과 광학적.기계적 특성이 유사함을 알수 있었다. 아르곤 이온 보조한 박막의 경우 인장 변형력은 감소하였으나 가시광 영역의 단파장쪽에서 흡수가 발생하였다. 그리고 X-선 회절분석 결과 모든 박막의 비정질로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 C
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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.

• 한국재료학회지
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• 제8권10호
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• pp.945-949
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• 1998

Ta(OC2H5)5와 NH3를 이용하여 Cycle-CVD법으로 산화탄탈륨 막을 증착하였다. Cycle-CVD법에서는 Ta(OC2H5)5와 NH3사이에 불활성 기체를 주입한다. 하나의 cycle은 Ta(OC2H5)5주입, Ar주입, NH3 주입, Ar 주입의 네 단계로 이루어진다. Cycle-CVD법으로 산화탄탈륨 막을 증착할 때, 온도 $250-280^{\circ}C$에서 박막의 증착 기구는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition:ALD)이었다. $265^{\circ}C$에서 Ta(OC2H5)5:Ar:NH3:Ar:NH3:Ar의 한 cycle에서 각 단계의 주입 시간을 1-60초:5초:5초:5초로 Ta(OC2H5)5 주입 시간을 변화시키면서 산화탄탈륨 막을 Cycle-CVD법으로 증착하였다. Ta(OC2H5)5주입시간이 증가하여도 cycle 당 두께가 $1.5\AA$/cycle로 일정하였다. $265^{\circ}C$에서 증착된 박막의 누설 전류는 2MV/cm에서 2x10-2A/$\textrm{cm}^2$이었고 열처리후의 산화탄탈륨 막의 누설 전류값은 $10-4A\textrm{cm}^2$ 이하고 감소하였다. 증착한 산화탄탈륨 막의 성분을 Auger 전자 분광법으로 분석하였다. 2$65^{\circ}C$에서 증착한 막의 성분은 탄탈륨 33at%, 산소 50at%, 탄소 5at%, 질소 12at% 이었으며 90$0^{\circ}C$, O2300torr에서 10분 동안 열처리한 박막은 탄탈륨 33at%, 산소 60wt%, 탄소 4at%, 질소 3at%이었다. 박막의 열처리 온도가 높을수록 불순물인 탄소와 질소의 박막 내 잔류량이 감소하였다. 열처리 후의 박막은 O/Ta 화학정량비가 증가하였으며 Ta의 4f7/5와 4f 5/2의 결합 강도가 열처리 전 박막보다 증가하였다. 열처리 후 누설 전류가 감소하는 것은 불순물 감소와 화학정량비 개선 및 Ta-O 결합 강도의증가에 의한 것으로 생각된다.

• 한국자기학회지
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• 제25권2호
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• pp.43-46
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• 2015

$SiO_2$ 산화막이 제거되지 않은 Si(100) 기판 위에 실온에서 5 nm Ta과 5 nm MgO 기저층을 증착하고, 그 위에 RF 스퍼터링 기법으로 실온에서 약 35 nm 두께의 $Fe_3O_4$ 박막을 적층하였다. 진공 후열처리에 따라 향상된 $Fe_3O_4$ 박막의 결정성과 그에 따른 자기적 특성의 변화 양상을 관찰하였다. $500^{\circ}C$에서 1시간 동안 후열처리한 시료에 대해, 실온에서 강자성 특성을 보았을 뿐만 아니라, $Fe_3O_4$ 박막의 고유한 특성으로 알려진 Verwey 상전이 현상 또한 관찰되었다. 후열처리에 의해 MgO 박막 위에 적층된 $Fe_3O_4$에 미치는 Ta 기저층의 영향에 대해 Ta이 삽입되지 않은 경우와 비교하여 논의 할 것이다.