• Title/Summary/Keyword: 고온 유전상수

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열처리 조건이 실리콘 기판위의 $Ta_2O_5$ 박막에 미치는 영향

  • 박성욱;백용구
    • The Magazine of the IEIE
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    • v.19 no.5
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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.

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A Study on Development of Dielectric Layers for High-Temperature Electrostatic Chucks (고온용 정전기척의 유전층 개발에 관한 연구)

  • 방재철
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.8 no.3
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    • pp.31-36
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    • 2001
  • Dielectric material which is suitably designed for the application of the high-temperature electrostatic chucks(HTESCS) has been developed. Electrical resistivities and dielectric constants of the dielectric layer satisfy the demands for the proper operation of HTESC, and coefficient of thermal expansion(CTE) of the dielectric material matches well that of the bottom insulator so that it secures stable structure. In order to minimize particle contaminations, borosilicate glass(BSG) is selected as a bonding layer between dielectric layer and bottom insulator, and silver is used as a electrode. BSG is solidly bonded between upper dielectric and bottom insulator, and no diffusions or reactions are observed among silver electrode, dielectric, and glass layers. The chucking characteristics of the fabricated HTESC are found to be superior to those of the commercialized one.

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Phase Transition and Relaxation Properties of Nonlinear-Optical KTP Single Crystal (비선형광학 단결정 KTP의 상전이 및 완화특성에 관한 연구)

  • Choi, Byung-Chun
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.7 no.6
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    • pp.386-393
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    • 1998
  • We have carried out the measurements of complex dielectric constants with impedance/gain-phase analyzer using capacitor method and the experiments of high temperature X-ray powder diffraction with X-ray diffractometer using ${\theta}-2{\theta}$ scan method for the KTP single crystal which has the premium nonlinear optical properties. From the results of high temperature X-ray powder diffraction experiments, we have found that KTP does not undergo structural phase transition below $900^{\circ}C$. It is clear that KTP undergoes structural phase transition around $900^{\circ}C$ and belongs to orthorhombic above $900^{\circ}C$ still. However, we have applied phenomenological relation of dielectric relaxation to the results of complex dielectric measurement and have found that relaxation mechanism of KTP well satisfies the Cole-Cole relation over the temperature range from $-78^{\circ}C$ to $200^{\circ}C$. And also the relaxation time well satisfies the Vogel-Fulcher relation. It is regarded that the hopping and thermally activated diffusion mechanism may control the conduction behavior of KTP above $200^{\circ}C$.

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Correlation between Dielectric Constant Change and Oxidation Behavior of Silicon Nitride Ceramics at Elevating Temperature up to 1,000 ℃ (질화규소 세라믹스의 고온(~1,000 ℃) 유전상수 변화와 산화 거동의 상관관계 고찰)

  • Seok-Min, Yong;Seok-Young, Ko;Wook Ki, Jung;Dahye, Shin;Jin-Woo, Park;Jaeho, Choi
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.25 no.6
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    • pp.580-585
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    • 2022
  • In this study, the high-temperature dielectric constant of Si3N4 ceramics, a representative non-oxide-based radome material, was evaluated and the cause of the dielectric constant change was analyzed in relation to the oxidation behavior. The dielectric constant of Si3N4 ceramics was 7.79 at room temperature, and it linearly increased as the temperature increased, showing 8.42 at 1,000 ℃. As results of analyzing the microstructure and phase for the Si3N4 ceramics before and after heat-treatment, it was confirmed that oxidation did not occur at all or occurred only on the surface at a very insignificant level below 1,000 ℃. Based on this, it is concluded that the increase in the dielectric constant according to the temperature increase of Si3N4 ceramics is irrelevant to the oxidation behavior and is only due to the activation of charge polarization.

Dielectric and Piezoelectric Properties of Li-Substituted $(K_{0.5}Na_{0.5})(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ Ceramics (Li 치환에 따른 $(K_{0.5}Na_{0.5})(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ 세라믹스의 유전 및 압전 특성)

  • Seo, Byeong-Ho;Oh, Young-Kwang;Yoo, Ju-Hyun;Yoon, Hyun-Sang;Hong, Jae-Il
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.307-307
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    • 2010
  • 최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

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7-Pole HTS Bandpass Filter Using New Non-adjacent Coupling of Pseudo-lumped Element Resonators (의사 집중상수 소자 공진기의 새로운 비 인접 결합을 이용한 7-극 고온초전도 마이크로스트립 대역 통과 필터)

  • 전부경;김종헌;이찬주;민병철;최영환
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.11 no.8
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    • pp.1313-1321
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    • 2000
  • This paper presents a novel HTS microstrip pseudo-lumped element resonator for the compact and simple filter design. A 7-pole bandpass filter with quasi-elliptic response is designed and fabricated using non-adjacent couplings between resonators. A seven-pole quasi-elliptic filter is fabricated using double sided YBCO on a LaAlO$_3$ substrate with thickness of 0.5 mm and dielectric constant of 23.5. The filter has an insertion loss of 0.8 dB at 20K, a bandwidth of 8 MHz at the center frequency of 1774 MHz, and an attenuation of 33 dB for the cut-off-band of 1 MHz.

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Variations in electrical properties and interface reactions of $Ta_{2}O_{5}-Si$ by RTA post annealing (RTA 후속 열처리에 의한 $Ta_{2}O_{5}-Si$ 계면 반응과 전기적 특성 변화)

  • Jeon, Seok-Ryong;Lee, Jeong-Yeop;Han, Seong-Uk;Park, Jong-Wan
    • 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.

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Dielectric properties of A-site defect perovskite La1/3NbO3 single crystal (A-자리 결함 perovskite La1/3NbO3 단결정의 유전특성)

  • Sohn, Jeong-Ho
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.20 no.6
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    • pp.249-253
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    • 2010
  • After the specimen of A-site defect perovskite $La_{1/3}NbO_3$ single crystal was manufactured, the dielectric properties were studied between the temperature range of 10 and 800 K. The dielectric anomaly appeared at 50 K and 650 K, and, at about 650 K, the thermal hysteresis of dielectric constant was shown. The ac-conductivity of bulk showed the lowest activation energy of 0.43 eV at 560~690 K. Based on the results, it is assumed that the dielectric anomaly at 50K and 650 K was due to the antiparallel shift of $Nb^{5+}$-ion and the rearrangement of $Nb^{3+}$-ion, respectively.

Oxidative Stability of Tallow Heated by Different Frying Conditions (튀김조건에 따른 가열 우지의 산화안정성)

  • 장영상;양주홍
    • Food Science and Preservation
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    • v.8 no.3
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    • pp.331-337
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    • 2001
  • The oxidative stability of tallow heated was studied by different frying condition (temperature 130, 150, and 180$^{\circ}C$;heating time, each 10hours per day, total 240hrs). Changes of physicochemical parameters such as acid value, peroxide value, iodine value, dielectric constant, content of polar components and polymer, refractive index, smoke point, viscosity and color changes in tallow heated were also measured. Acid value, dielectric constant, refractive index, viscosity, and content of polar component and polymer increased as the tallow was heated longer, whereas iodine value and smoke point decreased and peroxide value was increased and decreased repeatedly. These parameters changed to a greater extent as the heating temperature went up. The color became darkened with the increase of red and yellow values during heating. The decree of coloration was proportional to heating temperature.

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Fabrication and Properties of $(Pb_{1-x}C_{ax})((Co_{\frac{1}{2}}W_{\frac{1}{2}})_yTi_{1-y})O_3+(MnO_2, NiO)$ piezoelectric ceramic (압전세라믹 $(Pb_{1-x}C_{ax})((Co_{\frac{1}{2}}W_{\frac{1}{2}})_yTi_{1-y})O_3+(MnO_2, NiO)$)

  • Mun, Dong-Jin;Do, Si-Hong;Jang, Ji-Won
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.6 no.4
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    • pp.55-63
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    • 1987
  • Modified $PbTiO_3$ piezoelectric ceramics added with 0.2, 0.25, 0.3 mol of $CaCO_3$ and 0.04 mol of $(Co_{\frac{1}{2}}W_{\frac{1}{2}})$ and 0.05 mol of $MnO_2$ and NiO have been fabricated. These ceramics can be poled sufficiently within 10 minutes at $100^{\circ}C$ under about d.c. field of 40 kv/cm. Detailed measurement was performed on dielectric constants, cutie temperatures, elastic and piezoelectric properties and coupling factors for the fabricated ceramics. The most value of the piezoelectric coupling factors was coupling factor of thickness mode kt and its value for 0.25 mol of Ca was about $45\%$. Dielectric constants of $\varepsilon_{33}^T$ and $\varepsilon_{11}^T$ for 0.25 mol of Ca were 242 and 260, and coupling factor ratio (kt/Kp) and Qm were 6 and 357 respectively.

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