• 제목/요약/키워드: BST박막

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Phase-shifters 응용을 위한 MgO 박막위에 성장된 BST(100) 박막의 유전적 특성 (Dielectric properties of (100)-oriented $Ba_{0.6}Sr_{0.4}TiO_3$ Thin Films grown on MgO (100) thin films for phase-shifters)

  • 이병기;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.663-666
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    • 2004
  • In this paper, we have investigated the structure and dielectric properties of the $(Ba_{0.6}Sr_{0.4})TiO_3$ (BST) thin films film fabricatedon MgO(100)/Si substrate by an alkoxide-based sol-gel method. Both the structure and morphology of films were analyzed by x-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM). For the MgO(100)/Si substrates, the BST thin films exhibited highly (100) orientation. The highly (100)-oriented BST thin films showed high dielectric constant, tunability, and figure of merit (FOM). The dielectric constants, dielectric loss and tunability of the BST thin films annealed at 700 C deposited on the MgO(100)/Si substrates measured at 10 kHz were 515.9, 0.0082, and 54.3 %, respectively.

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산소 결핍이 고유전 BST 박막에 미치는 영향 (Effects of Oxygen Vacancies on the Electrical Properties of High-Dielectric (Ba,Sr)TiO$_3$Thin Films)

  • 김일중;이희철
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권4호
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    • pp.63-69
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    • 1999
  • 본 연구에서는 급속 열처리 온도와 분위기를 변화 시키면서 Pt/BST/Pt 커패시터의 전기적 특성 변화를 알아보고, 특성 개선에 대한 체계적인 원인을 분석하였다. 급속 열처리의 온도와 분위기에 따른 Pt/BST/Pt 커패시터의 전기적 특성 변화는 BST 박막 내의 산소 결핍과 관련이 있는 것으로 보인다. 이러한 사실을 확인하기 위하여 450℃, 20mttorr에서 산소와 산소 플라즈마 분위기에서 각각 열처리를 수행한 후 전기적 특성을 비교하였다. 산소 플라즈마에서 열처리를 수행한 BST 커패시터의 누설전류 전류밀도가 단순히 산소 분위기에서 열처리 한 시편과 비교하여 훨씬 낮았다. 또한, 산소 분위기에서 열처리를 수행한 BST 커패시터의 유전율이 약14%정도 감소한 반면, 산소 플라즈마에서 열처리를 수행한 유전율은 거의 감소가 없었다. 위의 결과는 반응성이 강한 산소 원자를 많이 포함하고 있는 산소 플라즈마가 산소 결핍을 보상하는데 있어서 매우 효과적임을 시사하고 있다. 결과적으로, BST박막 내의 산소 결핍이 BST커패시터의 누설전류 밀도와 유전율에 큰 영향을 미치고 있음을 추정할 수 있다. 그리고, 산소 플라즈마에서 열처리를 수행함으로써 유전율의 감소 없이 누설전류 밀도가 크게 개선된 BST커패시터를 얻을 수 있었다.

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열처리에 따른 BST 박막의 특성에 관한 연구 (Study on Post Annealing Dependence of BST Thin Films)

  • 최명률;박인철;권학용;손재구;김홍배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.197-198
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    • 2005
  • 본 논문에서는 p-type (100)Si. (100)MgO 그리고 MgO/Si 기판 위에 RF Magnetron sputtering 법으로 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$(BST) 박막을 증착 후 $600^{\circ}C$ 의 질소분위에서 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 이용한 1 분간의 고온 급속열처리를 하였다. XRD 측정결과 모든 기판에서 (110) $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$의 주피크가 관찰되어졌고, 열처리 후 피크 세기가 증가함을 확인할 수 있었다. C-V 특성에서 각각의 기판에서 측정된 커패시턴스 값으로 계산된 유전율은 120(bare Si), 305(MgO/Si) 그리고 310(MgO)이었다. 누설 전류 특성에서는 150KV/cm이내의 인가전계에서 0.1$uA/cm^2$이하의 안정된 누설전류값을 보여주었다. 결론적으로 MgO 버퍼층을 이용한 기판이 BST 박막의 증착을 위한 기판으로써 효과적임을 알 수 있었다.

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$(Ba,Sr)TiO_3$박막의 전기적 성질과 누설전류 전도기구 (Electrical properties of $(Ba,Sr)TiO_3$ thin films and conduction mechanism of leakage current)

  • 정용국;임원택;손병근;이창효
    • 한국진공학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.242-248
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    • 2000
  • 고주파 스퍼터링 방법으로 증착조건을 변화시키면서 BST 박막을 제작하였다. 증착온도가 높을수록, Ar/O$_2$비가 적을수록 우수한 전기적 특성을 보였다. 누설전류 전도기구를 분석하기 위해 Schottky모델과 modified-Schottky모델을 도입하였다. BST 박막의 누설전류 전도기구는 기존의 Schottky모델이 아니라 modified-Schottky 모델을 따른다는 것을 알았다. Modified-Schottky 모델을 사용하여 광학유전상수 $\varepsilon$=4.9, 이동도 $\mu$=0.019 $\textrm{cm}^2$/V-s, 그리고 장벽높이 $\phi_b$ =0.79 eV를 구하였다.

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Si기판상의 BST박막 제조를 위한 MgO 완충층의 제조 및 특성

  • 최명률;이태일;박인철;김홍배
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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    • pp.10-13
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    • 2002
  • 본 논문에서는 P-type (100)Si 기판위에 RF magnetron sputtering법으로 강유전체 BST 박막을 증착하기 위한 완충층용(buffer layer) MgO 박막을 제작하였다. 증착 시 기판온도는 $400^{\circ}C$, 작업가스 Ar:$O_2$:=80:20, 작업진공 10m torr에서 RF 파워를 25W, 50W, 7SW로 변화하면서 증착하여 최적의 RF 파워조건을 확립하였다. XRD 측정결과 RF 파워 세기에 관계없이 MgO(200)피크만 관찰되었고 RF 파워 5OW에서 제작한 박막이 가장 양호한 결정성을 나타내었고 이 때 I-V측정결과 $\pm$ 1.5 MV/$cm^2$에서 $10^{-7}$A/$cm^2$이하의 양호한 누설전류특성을 나타내었고 C-V 측정결과 히스테리시스가 거의없는 양호한 인터페이스 특성을 보여주었고 비유전율은 약 8.4였다.

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Sol-Gel법으로 제조한 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막의 구조 및 유전특성 (Structural and Dielectric Properties of the (Ba,Sr)$TiO_3$Thin Films Prepared by Sol-Gel Method)

  • 이문기;정장호;이성갑;이영희
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제11권9호
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    • pp.711-717
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    • 1998
  • BST(70/30) and BST(50/50) thin films were prepared by Sol-Gel method and studied about the microstructural and dielectric properties with Pt and ITO bottom electrodes. The stock solution was synthesized and spin coated on the Pt/Ti$SiO_2$/Si and Indium Tin Oxide(ITO)/ glass substrate. the coated films were dries at 350$^{\circ}C$ for 10 minutes and annealed at $750^{\circ}C$ for 1 hour for the crystallization. The thin films coated on ITO substrate were crystallized easily and the packing density and roughness of surface were better that those of films coated on Pt substrates. In the BST(50/50) composition the structural properties were similar to the BST(70/30) composition and grain size were decreased with increasing the contents of Sr. The dielectric constant was higher in the BST(50/50) composition compared with the BST(70/30) composition. Using the ITO substrate, the dielectric constant was higher than the Pt substrate while the dielectric loss was showed a reverse trend. The dielectric constant with and increase of temperature was decreased slowly.

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