• 제목/요약/키워드: BZN Thin Films

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스퍼터링법을 이용한 Bismuth Zinc Niobate 박막의 제작 및 특성 (Fabrications and properties of Bismuth Zinc Niobate Thin Films by Sputtering)

  • 김재현;정상현;정순원;최행철;김광호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.18-19
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    • 2006
  • The bismuth zinc niobate(BZN) pyrochlore thin films were fabricated on Pt(111)/Ti/$SiO_2$/p-Si(100) substrates using a reactive rf magnetron sputtering method at the conditions of working gas ratio Ar:$O_2$=90:10, substrate temperate $R.T{\sim}600^{\circ}C$, rf power 50 W. The dielectric constant, tunability, leakage current density and crystallinity of thin films changed with a substrate temperate. The BZN pyrochlore thin films sputtered with a substrate temperature of $600^{\circ}C$ and RTA at $800^{\circ}C$ showed a leakage current density lower than $10^{-8}\;A/cm^2$ at the range of ${\pm}300\;kV/cm$.

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고유전 $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ 게이트 절연막을 이용한 저전압 구동 상온공정 ZnO 박막트랜지스터 (Low-Voltage, Room temperature Fabricated ZnO Thin Film Transistor using High-K $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ Gate Insulator)

  • 조남규;김동훈;김경선;김호기;김일두
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.96-96
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    • 2007
  • Low voltage organic TFTs (OTFTs) and ZnO based TFTs (<5V), utilizing room temperature deposited $Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7$ (BZN) thin films were recently reported, pointing to high-k gate insulators as a promising route for realizing low voltage operating flexible electronics. $Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7$ (BZN) thin film is one of the most promising materials for gate insulator because of its large dielectric constant (~60) at room temperature. However their tendency to suffer from relatively high leakage current at low electric field (>0.3MV/cm) hinder the application of BZN thin films for gate insulator. In order to improve leakage current characteristics of BZN thin film, we mixed 30mol% MgO with 70mol% BZN and their dielectric and electric properties were characterized. We fabricated field-effect transistors with transparent oxide semiconductor ZnO serving as the electron channel and high-k $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ as the gate insulator. The devices exhibited low operation voltages (<4V) due to high capacitance of the $(Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7)_{0.7}(MgO)_{0.3}$ dielectric.

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PLD 법을 이용한 고유전율, 저유전손실 BZN 박막 제작 (Fabrication of High-permittivity and low-loss dielectric BZN thin films by Pulsed laser deposition)

  • 배기열;이원재;신병철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.230-231
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    • 2009
  • 펄스 레이저 층착법 (이하 PLD)은 다성분계 산화물 박막 또는 다층구조의 박막 제작에 매우 유용한 기술이다. 본 실험에서는 KrF 엑시머 레이저를 이용하여 pt on Si 기판 위에 150nm 두께의 $Bi_{1.5}ZnNb_{1.5}O_7$(이하 BZN) 박막을 다양한 기판온도에서 제작하였다. XRD를 이용하여 BZN 박막의 구조적 특성을 분석하였고, 박막을 MIM 구조로 제작하여 유정적 특성을 측정하였다. 제조한 BZN 박막은 $500^{\circ}C$ 이상에서 결정질을, $500^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 비정질 특성을 보였다. 유전 특성은 100 - 400$^{\circ}C$ 영역에서는 온도가 증가함에 따라 졸은 특성을 나타내었고, $500^{\circ}C$에서부터는 감소하였다. 증착 온도 $400^{\circ}C$에서 제작한 BZN 박막이 유전상수가 67.8, 유전 손실이 0.006으로 가장 줄은 유전특성을 나타내었다.

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The Structural and Electrical Properties of Bismuth-based Pyrochlore Thin Films for embedded Capacitor Applications

  • Ahn, Kyeong-Chan;Park, Jong-Hyun;Ahn, Jun-Ku;Yoon, Soon-Gil
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제8권2호
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    • pp.84-88
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    • 2007
  • [ $Bi_{1.5}Zn_{1.0}Nb_{1.5}O_7$ ] (BZN), $Bi_2Mg_{2/3}Nb_{4/3}O_7$ (BMN), and $Bi_2Cu_{2/3}Nb_{4/3}O_7$ (BCN) pyrochlore thin films were prepared on $Cu/Ti/SiO_2/Si$ substrates by pulsed laser deposition and the micro-structural and electrical properties were characterized for embedded capacitor applications. The BZN, BMN, and BCN films deposited at $25\;^{\circ}C$ and $150\;^{\circ}C$, respectively show smooth surface morphologies and dielectric constants of about $39\;{\sim}\;58$. The high dielectric loss of the films deposited at $150\;^{\circ}C$ compared with films deposited at $25\;^{\circ}C$ was attributed to the defects existing at interface between the films and copper electrode by an oxidation of copper bottom electrode. The leakage current densities and breakdown voltages in 200 nm thick-BMN and BZN films deposited at $150\;^{\circ}C$ are approximately $2.5\;{\times}\;10^{-8}\;A/cm^2$ at 3 V and above 10 V, respectively. Both BZN and BMN films are considered to be suitable materials for embedded capacitor applications.

가변형 박막 유전체에 전극을 임베디드 시킨 고가 변형 커패시터 (A High Tunable Capacitor Embedding Its Electrodes in Tunable Thin Film Dielectrics)

  • 이영철;홍영표;고경현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.860-865
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    • 2006
  • 본 논문에서는 가변형 $Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5(BZN)$ Pyrochlore 박막을 이용한 고가변형 inter-digital capacitor를 제안하였다. 가장자리 전계 효과를 이용한 가변성의 향상과 DC 전압의 감소를 위해 inter-digital capacitor의 전극이 박막 내부에 삽입되었다. 2.5D simulator를 이용한 설계 결과, 제 안된 구조의 inter-digital capacitor(IDC)가 일반적인 구조의 IDC에 비해 가변성이 10 % 향상되었다. 제안된 IDC는 설계 결과를 바탕으로 실리콘 기판 위에 BZN 박막을 이용하여 제작되었다. BZN 박막은 reactive RF magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었다. 제작된 inter-digital capacitor는 5.8 GHz와 18 V의 DC 인가 전압에서 최대 가변율이 50 %였다.