• Title/Summary/Keyword: (Ba, Sr)TiO$_3$

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$Ar/O_2$가스비에 따른 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막의 유전특성에 관한 연구

  • 이태일;박인철;김홍배
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.99-99
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    • 2000
  • 본 논문에서는 RF Magnetron Sputtering 방법으로 Ba0.5Sr0.5TiO3 박막을 Pt/Ti/SiO2/Si 기판위에 증착하였다. Ar과 O2의 가스비는 90:10부터 50:50까지 O2의 함유비율을 10씩 증가시켰으며, 모든 조건에서 증착온도는 실온으로 설정하였다. Ba0.5Sr0.5TiO3 박막의 증착후 각 가스비에 따른 동일한 샘플에 대해 RTA(Rapid Thermal Anneal) 장비를 이용하여 $600^{\circ}C$에서 열처리는 하여 열처리 효과에 대한 특성도 조사하였다. 최종적으로 제작한 BST 커패시터는 Pt/BST/Pt 구조를 갖는 MIM(Metal-Insulator-Metal) 구조의 커패시터였으며 상.하부 전극은 전기적 특성이 우수한 Pt를 사용하였다. 제작된 BST 커패시터를 대해 유전 특성을 조사하기 위해 C-V 측정을 한 결과 산소 함유량이 증가함에 따라 유전율의 증가를 보여주었으며, 제작된 샘플 중 산소 함유량이 30인 샘플은 300이상의 우수한 유전율을 나타내었다. 또한 누설 전류특성에서는 모든 샘플에 대해 1.0V의 인가전압에서 1.0$\times$106A/cm2 이하의 누설 전류 밀도 값을 가져 전기적으로도 안정된 커패시터 구조임을 확인하였다. 또한 막의 증착상태와 미세구조관찰을 위해 SEM 측정을 하였고 구성성분 결정 구조를 알기 위해 XRD 측정도 시행하였다. 결과적으로 본 논문에서 제작된 커패시터 중 Sr/O의 비율이 70:30인 샘플이 가장 우수한 유전특성을 나타내었고, 이 샘플의 유전특성과 누설 전류 특성은 차세대 메모리인 1GigaByte급 DRAM에 적용 가능한 조건들을 만족시켰다.

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A Study on Structural and Dielectric Properties of the ((Ba,Sr)TiO$_3$ Thin Films by Sol-Gel Method (Sol-Gel법으로 제작된 (Ba,Sr)O$_3$ 박막의 구조 및 유전특성에 관한 연구)

  • 홍상기;김성구;마석범;장낙원;백동수
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 1999.11a
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    • pp.290-293
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    • 1999
  • (Ba$_{0.5}$Sr$_{0.5}$)TiO$_3$ thin films were fabricated at different RTA temperatures and thicknesses by Sol-Gel method. Solution consisting of acetate powders and titanium isopropoxide in a mixture of acetic acid and ethylene glycol were spin coated onto Pt/Ti/SiO$_2$/Si substrates. The films were annealed in the temperature range of 650~80$0^{\circ}C$ for 3 minutes by rapid thermal annealing. These BST thin films were fully crystallized at 75$0^{\circ}C$ and showed a maximum dielectric constant value of $\varepsilon$$_{r}$=~468 and dielectric loss was ~0.025 at a thickness of approximately 4000$\AA$.EX>.>.

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A study on the glass fabrication and sintering behaviour of glass/ceramics for SiO2-TiO2-RO(RO: BaO, CaO, SrO) system (SiO$_2$-TiO$_2$-RO(RO: BaO, CaO, SrO)계 고유전율 유리 제조 및 글라스/세라믹스의 소결 거동에 관한 연구)

  • 구기덕;오근호
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.8 no.4
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    • pp.626-633
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    • 1998
  • For the fabrication of low temperature cofirable glass/ceramic with high dielectric constant, crystallizing glass [$SiO_2-TiO_2-RO (RO:BaO, CaO:SrO)$] was formed. The glass/ceramic composites were made by mixing this glass and alumina ceramic as filler, and its characteristics was investigated. With this glass compositon, it was possible to fabricate the glass which could be crystallized under $900^{\circ}C$. And it was found that the crystallizing temperature was changed in accordance with the composition of RO in glass. By adding $Bi_2O_3$ as flux, using $Al_2O_3$ as filler and sintering at $860^{\circ}C$, low temperature cofirable glass/ceramic with high dielectric constant was fabricated. The density of that composites was 3.96 g/$\textrm{cm}^3$, dielectric constant was 17 and Q. f was 600.

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Low Temperature Sintering Properties of $Li_2CO_3$ dopped $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})TiO_3$ Ceramic ($Li_2CO_3$ 이 첨가된 저온 소결 $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})TiO_3$의 특성 연구)

  • You, Hee-Wook;Kim, In-Sung;Lee, Young-Hie;Koh, Jung-Hyuk
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.238-239
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    • 2005
  • The effects of $Li_2CO_3$ addition on the sintering behavior of $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ ceramic have been investigated. The amount of $Li_2CO_3$ was varied from 1 wt% to 5 wt%. The crystalline and dielectric properties were investigated through X-ray diffraction and frequency dependent permittivity, respectively.

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Dielectric and Electric Properties of Mutilayer Ceramic Capacitor with SL Temperature Characteristics (SL 온도특성을 가지는 적층 칩 세라믹 캐패시터용 유전체의 유전 및 전기적 특성)

  • Yoon, Jung-Rag;Lee, Sang-Won;Kim, Min-Ki;Lee, Kyoung-Min
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.21 no.7
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    • pp.645-651
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    • 2008
  • To reduce noise in high frequency and distortion of signal, the composition of $(Ca_{0.7}Sr_{0.3})(Zr_{0.97}Ti_{0.03})O_3$ and $(Ba_{0.2}Ca_{0.4}Sr_{0.4})TiO_3$ was developed. The composition was not solid solution, but mixtures of various phases composed of Ca, Sr, Zr, Ti and Ba oxides. The dielectric constant increased, the quality factor and the insulation resistance decreased with $(Ba_{0.2}Ca_{0.4}Sr_{0.4})TiO_3$ content. The composition of $0.4(Ba_{0.2}Ca_{0.4}Sr_{0.4})TiO_3$ satisfied the electric characteristics and the temperature coefficient of dielectric constant (TCC). In addition, the glass frit and $MnO_2$ also affected the electric characteristics. From the result of the best fit simulation, $MnO_2$ 0.3 mol%, the glass frit 0.6 wt% showed the insulation resistance $906{\Omega}{\cdot}F$, the quality factor 821, and the dielectric constant 92. With the selected composition, MLCC capacitors sized $4.5{\times}3.2{\times}2.5mm$ were manufactured with 105 layered of the dielectric thickness $16{\mu}m$ using Ni inner electrode, They represented the capacitance $98{\sim}102$ nF, the quality factor 1,200 and the insulation resistance $1,500{\Omega}{\cdot}F$. Also, they had high break-down voltage with $107{\sim}115V/{\mu}m$, and satisfied the SL TCC characteristics.

Characterization of Electrical Properties of $Ba_{0.65}Sr_{0.35}TiO_3$Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering (RF 마그네트론 스퍼터링법에 의해 증착된 $Ba_{0.65}Sr_{0.35}TiO_3$ 박막의 전기적 특성 분석)

  • 양기덕;조호진;조해석;김형준
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.32 no.4
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    • pp.441-447
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    • 1995
  • Ba0.65Sr0.35TiO3 (BST) thin films were deposited on Pt/SiO2/Si(100) substrate by rf magnetron sputtering. The substrate temperature changed from 35$0^{\circ}C$ to 55$0^{\circ}C$ and crystalline BST thin films were deposited above 45$0^{\circ}C$. Most of the films had (111) preferred orientation regardless of deposition temperature, but the films changed to (100) preferred orientation as gas pressure increased. The dielectric constant increased with increasing substrate temperature and film thickness, and ranged from 100 to 600 at room temperature. The leakage current increased as substrate temperature increased or as film thickness decreased.

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Uncooled pyroelectric thin-film (Ba,Sr)$TiO_3$ infrared detector thermally isolated by dielectric membrane (유전체 멤브레인에 의해 열 차단된 비냉각 초전형 박막 (Ba,Sr)TiO3 적외선 검지기)

  • Kim, Jin Seop;Lee, Jae Sin;Lee, Jeong Hui;Lee, Yong Hyeon
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.38 no.3
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    • pp.75-75
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    • 2001
  • Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ 멤브레인에 의해 실리콘 기판으로부터 열차단된 비냉각 초전형 박막 (Ba,Sr)TiO₃ 적외선 검지기를 제작하고, 적외선 검지기의 특성을 논의하였다. 25℃의 공기중에서 쵸핑주파수가 1 ㎐일 때 적외선 검지기는 약 168.8 V/W의 비교적 높은 전압 감응도를 나타내었으나, 매우 작은 신호대잡음비 때문에 약 2.6×10⁴㎝·㎐/sup 1/2//W의 낮은 비검지도를 나타내었다. 또한 출력파형의 쵸핑주파수 및 온도 의존성에 대한 정성적인 해석으로부터 적외선 검지기의 열잡음전압 및 열시정수가 모두 상당히 크다는 것을 알 수 있었다.

Effects of Seed Layer and Rapid Thermal Annealing on the Properties of (Ba, Sr)TiO3 Films Prepared by Chemical vapor deposition (씨앗층과 급속 열처리가 화학 기상 증착법에 의한(Ba, Sr)TiO3 박막의 특성에 미치는 영향)

  • 최영철
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.4 no.2
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    • pp.47-54
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    • 1997
  • Pt/SiO2/Si을 기판으로 사용하고 RF 마그네트론 스퍼터링에 의한 (Ba, Sr)TiO3 (BST) 씨앗층을 약 10nm 정도의 두께로 입힌 다음 그 상부에 화학 기상증착법으로 BST를 증착하여 BST seed layer가 CVD BST 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 급 속열처리가 BST 박막과 커패시터의 특성에 미치는 영향도 조사하였다. Seed layer와 급속 열처리에 의해 박막의 결정성이 향상되었으며 이로인해 유전상수가 증가되었고 주파수에 대 한 유전특성도 개선되었다. Seed layer를 도입함으로써 BST 박막과 Pt 하부전극 사이의 계 면에 존재하고 있는 산소부족\ulcorner이 사라짐을 확인할수 있었으며 이로 인해 Pt/BST/Pt 커\ulcorner 시터의 누설전류가 감소하였다. 또한 급속 열처리에 의해 BST/Pt 계면에서 트랩된 전자의 농도가 감소함으로써 누설전류 특성이 개선됨을 알수 있었다. Seed layer 위에 증착된 CVD BST 박막의 유전상수는 증착온도가 증가함에 따라 증가하였으나 누설전류도 같이 증가하 였다.