• 제목/요약/키워드: 배향성 박막

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RF 스퍼터를 이용하여 미리 가열된 기판을 냉각하며 증착한 ZnO 박막의 c축 배향성 향상에 관한 연구 (Improvement of c-axis orientation of ZnO thin film prepared on pre-heated substrate with cooling during RF sputter deposition)

  • 박성현;이순범;신영화;이능헌;지승한;권상직
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.24-25
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    • 2006
  • In this paper, ZnO thin films were prepared on p-Si(100) by RF magnetron sputtering. Before the depostion, the substrates were pre-heated to 500, 400, 300, $200^{\circ}C$ or not. During the deposition, the substrates were cooled down naturally or kept and then the films were investigated by XRD(X-ray diffraction) and SEM (scanning micro scope). It is showed the most outstanding result that the film was prepared on the substrate were cooled from $400^{\circ}C$. When the substrate was cooled from a certain temperature during deposition, it could be improve the c-axis orientation and useful for application of SAW(surface acoustic wave) filter and FBAR(film bulk acoustic wave resonator) device.

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D.C Magnetron Reactive Sputtering 법으로 증착한 $PbTiO_3$ 박막의 열처리에 따른 c-축 배향성의 변화 (Effect of Annealing on c-axis Orientation of $PbTiO_3$ Thin Films by D.C magnetron Reactive Sputtering)

  • 이승현;권순용;최한메;최시경
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.802-808
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    • 1996
  • PbTiO3 thin films were fabricated onto MgO(100) single crystal substrate by reactive D. C magnetron sput-tering of Pb and Ti metal in an oxygen and argon gas mixture. The annealing of the thin films resulted in the decrease of both the c-axis orientation ratio and the lattice parameter. It is well known that the c-axis lattice parameter of thin film is dependent on the Pb/(Pb+Ti)ratio and the residual stress in the film The PbTiO3 thin films with a Pb/(Pb+T) ratio ranging from 0.45 to 0.57 were fabricated and annealed. The structure of the film the c-axis orientation ratio and the lattice parameter were not dependent on the Pb/(Pb+Ti) ratio before and after annealing. These experimental results proved that the decrease of the c-axis lattice parameter under the annealing conditions was due to the relaxation of the intrinsic stress in the film. This relaxation of the intrinsic stress caused the decrease of the c-axis orientation ratio and this phenomenon can be explained by c-axis growth lattice model.

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Fe[NiFe/Cu] 다층박막의 자기저항 효과에 대한 연구 (The Study on Magnetioresistance in Fe[NiFe/Cu] Multilayers)

  • 박병숙;백주열;이기암;현준원
    • 한국진공학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.258-262
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    • 1996
  • d.c.magnetron sputtering 방법으로 제작된 Fe/[NiFe/Cu] 다층박막을 Fe 기저층의 두께, 적층횟수 및 열처리 온도 변화에 따라 자기저항비가 계면 거칠기 및 우선 배향에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Fe 기저층의 두께가 증가함에 따라 (200) 우선 배향의 세기라 증가하였으며, 자기저항비는 Fe70$\AA$의 두께어서 최대값 4.7%를 보이며 이때 자장감응도도 최대를 나타낸다. Fe 기저층의 두께를 70$\AA$ 으로 고정시키고 적층횟수를 변화시켰을 때 40층에서 최대값 5.3%를 보였다. 열처리 온도에 따른 자기저항비는 $300^{\circ}C$이하에서는 커다란 변화가 없으며, $300^{\circ}C$이상에서는 크게 감소하였는데, 이는 Cu의 확산에 의한 상자성 혼합층의 증가와 반강자성석으로 결함된 자성층간의 배열의 변화가 그 원인이다.

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Fabrication of YBCO thin film on a cube-textured Ni substrate by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method

  • 이영민;이희균;홍계원;신형식
    • 한국초전도학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도학회 2000년도 High Temperature Superconductivity Vol.X
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    • pp.56-60
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    • 2000
  • Cube texture를 갖는 Ni기판위에 MOCVD(Metal Chemical Vapor Deposition)를 이용하여 NiO, CeO$_2$, YBCO 박막을 제조하였다. NiO(200)와 CeO$_2$(200) buffer layer는 450${\sim}$470$^{\circ}$C에서 10분간 MOCVD방법으로 (100)<001>Ni 기판위에 직접 증착하였다. 제조된 NiO, CeO$_2$ buffer layer는 조직이 치밀하며 표면의 상태가 매우 좋으며 Ni기판 위에 epitaxial하게 성장하였다. NiO는 Ni기판과 NiO<100>//Ni<100>의 방위관계를 가지고 성장하였으며, CeO$_2$는 증착조건에 따라 CeO$_2$ <100>//Ni<100> 및 CeO$_2$ <110>//Ni<100> 의 방위관계를 가지고 성장하였다. 증착된 NiO막과 CeO$_2$막에서 균열은 발생하지 않았다. MOCVD법으로 표면에 biaxial texture를 갖는 ceramic buffer를 증착시킨 NiO/Ni및 CeO$_2$/Ni 기판위에 YBCO박막을 MOCVD법으로 제조하였다. YBCO막은 기판온도 800$^{\circ}$C,증착압력 10torr, 산소분압을 0.7torr로 하여 10분간 행하였다. 공급원료의 조성에 따라 YBCO의 막의 texture와 형성되는 상이 변화되었다. NiO/Ni및 CeO$_2$/Ni 기판 위에 증착된 YBCO막은 c축 배향성을 가지고 성장하였으며, -scan 및 ${\varphi}$ -scan으로 측정한 (500)면의 in-plane과 (110)면의 out-of-plane의 FWHM(Full Width Half Maximum)값은 각각 10$^{\circ}$ 미만으로 우수하였다.

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RF Magnetron Sputtering법으로 제작된 (Pb0.92La0.08)(Zr0.65Ti0.35)O3 박막의 Ar/O2 분압비에 따른 강유전 특성연구 (The Effect of Ar/O2 Partial Pressure Ratio on the Ferroelectric Properties of (Pb0.92La0.08)(Zr0.65Ti0.35)O3 Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering Method)

  • 김상지;윤지언;황동현;이인석;안정훈;손영국
    • 한국진공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.141-146
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    • 2009
  • rf magnetron sputtering 법을 이용하여 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 buffer layer인 $TiO_2$ 층을 증착한 후 PLZT 강유전체 박막을 증착하였다. PLZT 박막 증착 시 가스 분압비가 박막의 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 Ar/$O_2$ 분압비를 각각 27/1.5 sccm, 23/5.5 sccm, 21/7.5 sccm, 19/9.5 sccm로 변화시키면서 박막을 증착하였다. 이들 박막의 구조적인 특성을 분석하기 위해 X-선 회절법을 사용하였으며 FE-SEM을 이용하여 입자상을 관찰하였다. 또한 박막의 유전특성을 분석하기 위해 Precision LC를 이용하여 이력곡선, 잔류분극, 누설전류를 측정하였다. 산소 분압이 높아질수록 박막의 결정성 및 치밀성이 저하되었으며, (110) 방향에서 (111) 방향으로 우선배향성이 변화하는 것을 확인하였다. 산소 분압비의 변화는 박막 표면 및 강유전 특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

Structural and Optical Properties of Sol-gel Derived ZnO:Cu Films

  • 배지환;박준수;조신호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.199-199
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    • 2013
  • 최근 단파장 광전 소자와 고출력 고주파 전자 소자에 대한 수요 때문에 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체에 관심이 많다. 이중에서, ZnO는 우수한 화학 및 역학적 안정성, 수소 플라즈마 내구성과 저가 제조의 장점 때문에 광전자 소자 개발 분야에 적합한 산화물 투명 전극으로 관심을 끌고 있다. 불순물이 도핑되지 않은 ZnO는 본질적으로 산소 빈자리 (vacancy)와 아연 격자틈새 (interstitial)와 같은 자체의 결함으로 말미암아 n형의 극성을 갖기 때문에, 반도체 소자로 응용하기 위해서는 도핑 운반자의 농도와 전도성을 제어하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 박막 제조시 제어성, 안정성과 용이하게 성장이 가능한 졸겔 (sol-gel) 방법을 사용하여 사파이어와 석영 기판 위에 Cu가 도핑된 ZnO 박막을 성장시켰으며, 그것의 구조, 표면 형상, 평균 투과율, 광학 밴드갭 에너지를 계산하였다. 특히, Cu의 몰 비를 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 mol로 변화시키면서 ZnO:Cu 박막을 성장시켰다. ZnO:Cu 졸은 zinc acetate dihydrate, 2-methoxyethanol (용매), momoethanolamine (MEA, 안정제)을 사용하여 제조하였다. 상온에서 2-methoxyethanol과 MEA가 혼합된 용액에 zinc acetate dihydrate (Zn)을 용해시켰다. 이때 MEA와 Zn의 몰 비는 1로 유지하였다. 이 용액을 $60^{\circ}C$ 가열판 (hot plate)에서 24 h 동안 자석으로 휘젓으며 혼합하여 맑고 균일한 용액을 얻었다. 이 용액을 3000 rpm 속도로 회전하는 스핀 코터기의 상부에 장착된 사파이어와 석영 기판 위에 주사기 (syringe)를 사용하여 한 방울 떨어뜨려 30 s 동안 스핀한 다음에, 용매를 증발시키고 유기물 찌꺼기를 제거하기 위하여 $300^{\circ}C$에서 10분 동안 건조시킨다. 기판 위에 코팅하는 작업에서 부터 건조 작업까지를 10회 반복한 다음에, 1 h 동안 전기로에 장입하여 석영 기판 위에 증착된 시료는 $550^{\circ}C$에서, 사파이어 기판은 $700^{\circ}C$에서 열처리를 수행하였다. Cu의 몰 비 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 1로 성장된 ZnO:Cu 박막에 대한 x선 회절 분석의 결과에 의하면, 모든 ZnO:Cu 박막의 경우에 관측된 34.3o의 피크는 ZnO (002) 면에서 발생된 회절 패턴을 나타낸다. 이것은 JCPDS #80-0075에 제시된 회절상과 일치하였으며, ZnO:Cu 박막이 기판에 수직인 c-축을 따라 우선 배향됨을 나타낸다. 사파이어 기판 위에 증착된 박막의 경우에, Cu의 몰 비가 점점 증가함에 따라(002)면 회절 피크의 세기는 전반적으로 증가하여 0.07 mol에서 최대를 나타내었으나, 석영 기판 위에 증착된 박막의 경우에는 0.05 mol에서 최대를 보였다. 외선-가시광 분광계를 사용하여 서로 다른 Cu의 몰 비로 성장된 ZnO:Cu 박막에서 광학 흡수율 (absorbance) 스펙트럼을 측정하였으며, 이 데이터를 사용하여 평균 투과율을 계산한 결과, 투과율은 Cu의 몰 비에 따라 현저한 차이를 나타내었다. Cu의 몰 비가 0.07 mol일 때 평균 투과율은 80%로 가장 높았으며, 0.03 mol에서는 30%로 최소이었다. 광학밴드갭 에너지는 Tauc 모델을 사용하여 계산하였고, 결정 입자의 형상과 크기와의 상관 관계를 조사하였다.

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졸-겔법에 의한 $GdAlO_3$ 버퍼층의 제조 (DFabrication of $GdAlO_3$ Buffer Layers by Sol-Gel Processing)

  • 방재철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.801-804
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    • 2006
  • [ $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}(YBCO)$ ]계 초전도 선재용 $GdAlO_3(GAO)$ 버퍼층을 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 제조하였다. 전구체 용액은 Gd 질산염과 Al 질산염을 1:1 화학양론비로 하여 메탄올에 용해하여 준비하였다. 전구체 용액을 $SrTiO_3(STO)$ (100) 단결정 기판위에 스핀 코팅하고, 수분이 포함된 $N_2-5%\; H_2$ 분위기에서 $1000^{\circ}C$에서 2시간 열처리 하였다. 열처리 후 GAO 층의 표면에 대한 주사전자현미경 관찰에 의해 GAO 층이 에피택셜의 특징인 각면 형상을 갖는 것을 알 수 있었다. X-선 회절분석에 의하면 GAO 버퍼층은 c-축으로 우선 배향된 에피택셜 박막으로써 반가폭이 각각 (002)면에서 $0.29^{\circ}(out-of-plane)$, {112}지면에서 $1.10^{\circ}(in-plane)$의 우수한 배향성을 나타내었다.

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자기 중성방전 스퍼터링에 의한 산화몰리브덴 박막의 제작 및 그 응용 (Molybdeum Oxide Film Preparation by a Magnetic Null Discharge Sputtering and its Application)

  • 김두환;박차수;성열문
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.169-175
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    • 2009
  • 본 실험에서 자계중성방전 스파트링 시스템으로 균일한 산화 몰리브덴 박막을 얻을 수 있었다. 한편, 열처리 조건에 따라 박막의 제반특성은 XRD, XPS 및 SEM 등으로 고찰되었다. 기판의 열처리 온도에 따라 결정성장배향이 (100)에서 (210)으로 변함으로써, 박막의 결정성이 향상되었으며, 박막의 구조는 치밀해졌다. 광전자 Mo3d의 XPS 피크치는 결합에너지 228.9[eV]과 232.4[eV]에서 검출되었지만, O1s 피크치는 532.6[eV]였다. 서지 전압으로 방전시험은 연속적으로 10회 수행되었다. 전류-전압 특성곡선으로부터, 400[V]의 전압이 인가된 상태에서 시료의 초기 및 평균 저항치는 1.4[$M{\Omega}$]과 800[$M{\Omega}$]이었다.

유기 분자선 증착법(OMBD)에 의한 $alpha-sexithiophene$ 박막의 제조와 특성 (The preparation of $alpha-sexithiophene$ thin films by organic molecular beam deposition method and their characteristics)

  • 권오관;김영관;손병청;박주상;변대현;신동명;최종선
    • 한국진공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.361-367
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    • 1998
  • 유기 박막 트렌지스터의 활성층으로 사용하기 위하여 공액성 소중합체인 $\alpha$ -sexithiophene($\alpha$-6T)이라는 시료를 가지고 유기 분자선 증착법(OMBD)을 이용하여 박막 을 제작하였으며 $\alpha$-6T박막의 성막 조건에 따른 박막의 분자 배향, 결정구조 그리고 표면 특성을 알아보기 위해 angle-resolved UV/visible absorption spectroscopy, X-ray diffractometry(XRD) 그리고 atomic force microscopy(AFM)를 이용하였으며 그 분석 결과 성막 조건에 관계없이 모두 monoclinic한 결정구조를 갖으나, 초고진공, 낮은 성막 속도, 기 판의 온도가 높은 조건일 경우 $\alpha$-6T 분자들이 기판에 수직적으로 배열한다는 것을 확일할 수 있었다.

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고주파 마그네트론 스퍼터 기법으로 제조된 Ce:YIG 박막의 화학 조성, 미세구조 및 자기적 특성 (Chemical Composition, Microstructure and Magnetic Characteristics of Cerium Substituted Yttrium Iron Garnet Thin Films Prepared by RF Magnetron Sputter Techniques)

  • 박명범;조남희
    • 한국자기학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.123-132
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    • 2000
  • 고주파 마그네트론 스퍼터를 이용하여 cerium 치환 YIG(Ce:YIG, cerium substitued yttrium iron garnet) 박막을 제조시 기판유형, 기판온도, 스퍼터전력, 스퍼터가스 등의 증착변수와 증착후 열처리 조건이 박막의 결정성, 화학조성, 미세구조 그리고 자기적 특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 750 $^{\circ}C$ 이상의 온도에서 수행한 증착후 열처리에 의하여 비정질 박막이 결정화 되었으며, 특히 GGG(gadolinium gallium garnet) 기판 위에 제조된 박막은 강한 우선배향성을 나타냈다. 박막의 조성은 스퍼터가스 내의 산소분율에 민감하게 변하였으며, 산소 분율이 10%인 스퍼터 가스(Ar+ $O_2$)를 사용하여 제조된 박막은 C $e_{0.23}$ $Y_{1.30}$F $e_{3.50}$ $O_{12}$의 조성을 나타내었다. 증착후 열처리 온도가 900 $^{\circ}C$로부터 1100 $^{\circ}C$로 증가함에 따라, GGG 기판 위 박막의 표면 거칠기는 약 3 nm로부터 40 nm까지 증가하였으며, 보자력과 강자성 공명 선폭은 각각 0.48 kA/m로부터 0.37 kA/m로 각각 감소하였다.다.하였다.다.

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