• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.191-192
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• 2010

높은 유전상수를 가지는 터널 장벽물질 들은 플래쉬메모리 및 나노 부유게이트 메모리 소자에서 터널의 두께 및 밴드갭 구조의 변형을 통하여 단일층의 $SiO_2$ 터널장벽에 비하여 동작속도를 향상시키고 누설전류를 줄이며 전하보존 특성을 높여줄 수 있다.[1-3] 본 연구에서는 $Al_2O_3/HfO/Al_2O_3$구조의 고 유전체 터널장벽을 사용하여 $WSi_2$ 나노입자를 가지게 되는 metal-oxide-semiconductor(MOS)구조의 커패시터를 제작하여 전기적인 특성을 확인하였다. p형 (100) Si기판 위에 $Al_2O_3/HfO/Al_2O_3$ (AHA)의 터널장벽구조를 원자층 단일 증착법을 이용하여 $350^{\circ}C$에서 각각 2 nm/1 nm/3 nm 두께로 증착시킨 다음, $WSi_2$ 나노입자를 제작하기 위하여 얇은 $WSi_2$ 박막을 마그네트론 스퍼터링법으로 3 - 4 nm의 두께로 증착시켰다. 그 후 $N_2$분위기에서 급속열처리 장치로 $900^{\circ}C$에서 1분간의 열처리과정을 통하여 AHA로 이루어진 터널 장벽위에 $WSi_2$ 나노입자들이 형성할 수 있었다. 그리고 초 고진공 마그네트론 스퍼터링장치로 $SiO_2$ 컨트롤 절연막을 20 nm 증착하고, 마지막으로 열 증기로 200 nm의 알루미늄 게이트 전극을 증착하여 소자를 완성하였다. 그림 1은 AHA 터널장벽을 이용한 $WSi_2$ 나노 부유게이트 커패시터 구조의 1-MHz 전기용량-전압 특성을 보여준다. 여기서, ${\pm}3\;V$에서 ${\pm}9\;V$까지 게이트전압을 점차적으로 증가시켰을 때 메모리창은 최대 4.6 V로 나타났다. 따라서 AHA의 고 유전체 터널층을 가지는 $WSi_2$ 나노입자 커패시터 구조가 차세대 비 휘발성 메모리로서 충분히 사용가능함을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.110-110
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• 2009

Aerosol deposition method(ADM)는 상온에서 에어로졸화된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있는 공정으로서, 다양한 재료의 코팅이 가능하고, 코팅층의 조성 및 화학 양론비의 제어가 용이한 특징을 갖는다. 본 연구에서는 ADM을 이용하여 큰 유전상수, 압전계수, 초전계수, 탄성계수를 갖는 $BaTiO_3$ 분말을 원료로 하여 압전소자, 커패시터, 고전압용 유전체 등에 응용이 가능한 세라믹 층 형성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 $BaTiO_3$ 같은 강유전체 세라믹을 이용하여 여러 가지 소자를 제조하는 경우 소자의 미세조직에 따라 물성이 영향을 받는 것으로 확인되어져 있다. 이에 본 연구에서는 세라믹 분말보다 상대적으로 탄성이 큰 polymer 분말을 첨가하여 후막 내부의 결정립의 크기가 20 nm 의 평균 결정립을 갖는 세라믹 후막에 비해 최대 10 배 정도까지 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 후막에서의 유전율 및 유전손실율의 전기적 특성 변화를 확인할 수 있었고, 이러한 물성변화에 대한 원인 고찰을 위하여 후막의 미세구조 및 화학조성 등에 대한 다양한 분석이 이루어 졌으며, 상온에서 성막되는 후막의 세라믹 층의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권10호
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• pp.1-6
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• 1998

플라스틱 실장된 GaAs(ε/sub r/=13) MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuits) 마이크로스트립의 플라스틱 유전체에 의한 영향을 SDM (Spectral Domain Method)을 이용하여 해석하였다. 현재 초고주파 실장용 및 PCB 기판 재료로 널리 사용되는 FR-4 composites(ε/sub r/=4.2)를 이용하여 플라스틱 실장할 경우, GaAs MMIC 마이크로스트립의 특성 임피던스는 실장 전에 비하여 약 6 % 감소하고, 유효 유전상수는 약 13 % 증가한다. 이러한 플라스틱 유전체에 의한 기생 특성은 실장된 고주파 집적회로의 성능 저하를 초래할 수 있으므로 본 논문에서는 이러한 플라스틱 유전체 영향을 고려하여 실장후에도 50 Ω 정합 특성을 유지할 수 있는 스트립 폭을 계산하였다. 본 연구의 결과는 저가격 플라스틱의 실장 구조를 최적화시킴으로써 그 응용 범위를 확대하는데 유용하게 사용될 수 있다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제7권5호
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• pp.403-408
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• 1994

Dielectric and structural properties of $Ba_{1-x}$(Z $n_{1}$3/T $a_{2}$3/) $O_{3}$+1 mol% Mn $O_{2}$ (x=0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04) ceramics was investigated at microwave frequencies. With $Ba_{+2}$ shortage, the sinterability and the unloaded Q( $Q_{u}$) were much improved, and the ordering in B site and the lattice distortion was greatly enhanced and the structure approached the completely ordered structure. $Q_{u}$ was strongly correlated with these factors such as ordering ratio, lattice distortion and sinterability, and had the maximum value of 7500 at x=0.01. The dielectric constant was near 30 and the temperature coefficient of the resonant frequency was 2 ppm/.deg. C at x=0.01.1.1.1.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.48-48
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• 2009

최근 빠른 동작속도와 고 집적도를 얻기 위해 metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) 의 크기는 계속 해서 줄어들고 있다. 동시에 게이트의 절연층도 얇아지게 된다. 절연층으로 사용되는 $SiO_2$ 의 두께가 2nm 이하로 얇아 지게 되면 터널링에 의해 누설 전류가 발생하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해 $SiO_2$ 를 대체할 고유전체 물질의 연구가 활발하다. 고유전체 물질 중에는 $ZrO_2,\;Al_2O_3,\;HfO_2$ 등이 많이 연구 되어 왔다. 하지만 유전상수 이외에 band gap energy, thermodynamic stability, recrystallization temperature 등의 특성이 좋지 않아 대체 물질로 문제점이 있다. 이를 보안하기 위해 산화물을 합금과 결합시키면 서로의 장점들이 합쳐져 기준들을 만족하는 물질을 만들 수 있고 $HfAlO_3$가 그 중 하나이다. Al를 첨가하는 이유는 문턱전압을 낮추기 위해서다. $HfAlO_3$는 유전상수 18.2, band gap energy 6.5 eV, recrystallization temperature 800 $^{\circ}C$이고 열역학적 특성이 안정적이다. 게이트 절연층은 전극과 기판사이에 적층구조를 이루고 있어 이방성인 드라이 에칭이 필요하고 공정 중 마스크물질과의 선택비가 높아야한다. 본 연구는 $HfAlO_3$박막을 $BCl_3/Ar,\;N_2/BCl_3/Ar$ 유도결합 플라즈마를 이용해 식각했다. 베이스 조건은 RF Power 500 W, DC-bias -100 V, 공정압력 15 mTorr, 기판온도 40 $^{\circ}C$ 이다. 가스비율, RF Power, DC-bias, 공정 압력에 의한 마스크물질과 의 선택비를 알아보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.238-238
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• 2011

Ion sensitive field effect transistor (ISFET)는 용액의 이온 농도를 측정하는 반도체 센서로, 1970년 Bergveld에 의해 처음으로 제안되었다. ISFET가 제안된 이래로, 제조공정이 간단하고 감지막의 감지 특성 평가가 용이한 electrolyte-insulator-semiconductor (EIS) pH센서 또한 지속적으로 연구되었다. EIS pH센서는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 빠른 응답속도와 CMOS공정과의 호환성이 좋다는 장점이 있다. EIS 또는 ISFET 센서를 이용하여 생물학적 요소의 신호 감지 특성을 평가함에 있어 소자의 signal to noise 비율이 우수해야 한다. EIS pH센서의 높은 signal to noise 비율을 얻기 위해, 소자의 표면적을 증가시키거나 감지막으로 유전상수가 높은 물질을 사용하여 출력 특성을 향상시켜야 한다. 본 연구에서는 trench구조와 SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층 감지막을 갖는 EIS pH센서를 제작하여 출력 특성을 증가시키는 실험을 실시하였다. 120 nm, 380 nm, 780 nm의 다양한 깊이를 가진 trench를 형성하였으며, trench 깊이에 따른 출력특성을 비교하였다. 또한, 제작된 EIS 소자의 pH감지 특성을 분석하였다. 제작된 EIS소자의 감지막 중 SiO2는 Si와 high-k물질의 계면 상태를 보완하기 위한 완충막으로 성장되었고, HfO2는 높은 유전상수를 가지고 있어 signal to noise 비율을 향상시키는 물질로 증착되었다. 최종적으로 Al2O3는 pH용액과의 화학적 손상을 막기 위한 물질로 증착되었다. 실험 결과, trench 깊이가 깊어질수록 출력값이 증가하였고 이는 signal to noise 비율이 향상되는 것을 의미한다. 결론적으로 trench 형성을 통한 표면적 증가와 high-k물질을 적층한 감지막으로 인해 높은 출력 특성을 갖는 우수한 EIS 바이오센서를 제작할 수 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권6호
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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.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권6호
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• pp.533-540
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• 1997

The microwave dielectric properties of ((P $b_{1-x}$ C $a_{x}$)Zr $O_3$ and (P $b_{0.63}$,C $a_{0.37-x}$ $M_{x}$)Zr $O_3$(M=Mg,Sr) ceramics were investigated. In (P $b_{1-x}$ C $a_{x}$)Zr $O_3$ (X=0.33~0.40) ceramics, high quality factor and small temperature coefficient of resonant frequency were obtain in (P $b_{0.63}$C $a_{0.37}$)Zr $O_3$with perovskite structure. In the case of (P $b_{0.63}$C $a_{0.37-x}$M $g_{x}$)Zr $O_3$ dielectric constant temperature coefficient of resonant frequency increased and quality factor decreased due to increase of polarization of A-O bonding. When replacing Ca ion with Sr ion with large ion radius, polarization decreased with increased of bonding length and thus dielectric constant and temperature coefficient of resonant frequency decreased.decreased.creased.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2031-2032
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• 2006

고압 배전선로를 전력선통신망으로 활용하기 위하여는 고압 배전선로에 대한 입력 임피던스에 대한 정확한 이론적 고찰과 실선로에서의 측정을 통한 검증이 요구된다. 본 논문에서는 고압 배전선로용 신호결합장치의 등가회로를 바탕으로 고압 전력선통신시스템의 입출력 모뎀을 제안한다. 제안된 시스템입출력 모델을 바탕으로 고압 배전선로의 고주파(2-30MHz) 대역의 입력 임피던스를 계산한다. 고압 배전선로 통신 입출력 모델에서 지면의 유전상수, 전력선의 길이, 지면의 도전율에 따른 배전선로 입력 임피던스의 이론적 분석과 실 선로에서의 입력 임피던스 측정 결과를 소개한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.229-233
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• 2000

In this study, the temperature coefficient of resonant frequency($TCF_r$), dielectric and piezoelectric properties of $Pb_{1-x}Sr_x[(Sb_{1/2}Nb_{1/2})_{0.035}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.065}(Zr_{0.49},Ti_{0.51})_{0.90}]O_3$ ceramics were investigated with the Sr substitution to Pb site. The dielectric constant was increased according to the increase of Sr substitution and electromechanical coupling factor($k_t$) also showed the highest values of 0.485 when the Sr substitution was 5 mol%. Moreover, the mechanical quality factor($Q_{mt}$) showed the highest value of 233 when the Sr substitution was 2 mol%.