• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.622-626
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• 2011

Lead-free piezoelectric ceramics with the composition of $(Na_{0.54}K_{0.46})_{0.96}Li_{0.04}(Nb_{1-0.10-x}Ta_{0.10}Sb_x)O_{3}$ (x= 0~8 mol%) were fabricated by nomal sintering at $1,090^{\circ}C$ for 5 h. the phase structure, microstructure and electrical properties were investigated with a emphasis on the influence of the Sb content. All samples exhibit a single perovskite phase over the whole compositional range. For the ceramics with x= 4 [mol%], two phase transitions are observed at $75^{\circ}C$ and $366^{\circ}C$, corresponding to the phase transitions of orthorhombic to tetragonal (To-t) and tetragonal to cubic (Tc), respectively. high electrical properties of $d_{33}$= 210.83 pC/N, kp= 40%, ${\varepsilon}_r$= 1,091.35, $\rho$= 4.54 g/$cm^2$ were obtained from the specimen with x= 4 [mol%], which suggests that the composition ceramics is a promising lead-free piezoelectric material.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권6호
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• pp.466-474
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• 2021

[011] poled ternary Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃-Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃ (PIN-PMN-PT) single crystals have been investigated for active materials for acoustic transducers because of their high piezoelectric properties in both shear and transverse modes. In order to use [011] poled PIN-PMN-PT single crystals for acoustic transducers, the characterization of full-matrix material properties is required. In this study, full sets of compliance, dielectric, and piezoelectric constants of [011] poled rhombohedral PIN-PMN-PT were measured by a resonance method. Dimensions and geometries of 12 samples were proposed for measuring 17 independent material constants of [011] poled rhombohedral PIN-PMN-PT single crystals. Two sets of samples with different PT concentrations, 0.24PIN-0.49PMN-0.27PT and 0.24PIN-0.46PMN-0.30PT, were fabricated and their material properties were measured. Measured impedance spectra and simulated impedance spectra of the samples were compared to check the accuracy of the measurements.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.67-67
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• 2009

Due to the scaling down of the dielectrics thickness, the leakage currents arising from electron tunneling through the dielectrics has become the major technical barrier. Thus, much works has focused on the development of high k dielectrics in both cases of memories and CMOS fields. Among the high-k materials, $Al_2O_3$ considered as good candidate has been attracting much attentions, which own some good properties as high dielectric constant k value (~9), a high bandgap (~2eV) and elevated crystallization temperature, etc. Due to the easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure of the inductively coupled plasma (ICP), we chose it for high-density plasma in our study. And the $BCl_3$ was included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of BClxOy compound. In this study, the etch characteristic of ALD deposited $Al_2O_3$ thin film was investigated in $BCl_3/N_2$ plasma. The experiment were performed by comparing etch rates and selectivity of $Al_2O_3$ over $SiO_2$ as functions of the input plasma parameters such as gas mixing ratio, DC-bias voltage and RF power and process pressure. The maximum etch rate was obtained under 15 mTorr process perssure, 700 W RF power, $BCl_3$(6 sccm)/$N_2$(14 sccm) plasma, and the highest etch selectivity was 1.9. We used the x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to investigate the chemical reactions on the etched surface. The Auger electron spectroscopy (AES) was used for elemental analysis of etched surface.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.470-470
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• 2012

Organic thin film transistors (OTFTs) backplane constitute the active elements in new generations of plastic electronic devices for flexible display. The overall OTFTs performance is largely depended on the properties and quality of each layers of device material. In solution based process of organic semiconductors (OSCs), the interface state is most impediments to preferable performance. Generally, a threshold voltage (Vth) shift is usually exhibited when organic gate insulators (OGIs) are exposed in an ambient air condition. This phenomenon was caused by the absorbed polar components (i.e. oxygen and moisture) on the interface between OGIs and Soluble OSCs during the jetting process. For eliminating the polar component at the interface of OGI, the role of high vacuum seasoning on an OGI for all solution processable OTFTs were studied. Poly 4-vinly phenols (PVPs) were the material chosen as the organic gate dielectric, with a weakness in ambient air. The high vacuum seasoning of PVP's surface showed improved performance from non-seasoning TFT; a $V_{th}$, a ${\mu}_{fe}$ and a interface charge trap density from -8V, $0.018cm^2V^{-1}s^{-1}$, $1.12{\times}10^{-12}(cm^2eV)^{-1}$ to -4.02 V, $0.021cm^2V^{-1}s^{-1}$, $6.62{\times}10^{-11}(cm^2eV)^{-1}$. These results of OTFT device show that polar components were well eliminated by the high vacuum seasoning processes.

• 한국진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.14-21
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• 2010

Ge은 Si에 비하여 높은 이동도를 갖기 때문에 차세대 고속 metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) 소자를 위한 channel 물질로서 각광받고 있다. 그러나 화학적으로 안정한 게이트 산화막의 부재는 MOS 소자에 Ge channel의 사용에 주요한 장애가 되어왔다. 특히, Ge 기판 위에 고품질의 계면 특성을 갖는 게이트 절연막의 제조는 필수 요구사항이다. 본 연구에서, $HfO_xN_y$ 박막은 Ge 기판 위에 플라즈마 원자층 증착법(plasma-enhanced atomic layer deposition, PEALD)을 이용하여 증착되었다. 플라즈마 원자층 증착공정 동안에 질소는 질소, 산소 혼합 플라즈마를 이용한 in situ 질화법에 의하여 첨가되었다. 산소 플라즈마에 대한 질소 플라즈마의 첨가로 성분비를 조절함으로써 전기적 특성과 계면 성질을 향상시키는데 초점을 맞추어서 연구를 진행하였다. 질소 산소의 비가 1：1이었을 때, EOT의 값의 10% 감소를 갖는 고품질의 소자특성을 보여주었다. X-ray photoemission spectroscopy (XPS)와 high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM)를 사용하여 박막의 화학적 결합 구조와 미세구조를 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.375-375
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• 2012

Graphene is a sp2-hybridized carbon sheet with an atomic-level thickness and a wide range of graphene applications has been intensely investigated due to its unique electrical, optical, and mechanical properties. In particular, hybrid graphene structures combined with various nanomaterials have been studied in energy- and sensor-based applications due to the high conductivity, large surface area and enhanced reactivity of the nanostructures. Conventional metal-catalytic growth method, however, makes useful applications difficult since a transfer process, used to separate graphene from the metal substrate, should be required. Recently several papers have been published on direct graphene growth on the two dimensional planar substrates, but it is necessary to explore a direct growth of hierarchical nanostructures for the future graphene applications. In this study, uniform graphene layers were successfully synthesized on highly dense dielectric nanowires (NWs) without any external catalysts. We also demonstrated that the graphene morphology on NWs can be controlled by the growth parameters, such as temperature or partial pressure in chemical vapor deposition (CVD) system. This direct growth method can be readily applied to the fabrication of nanoscale graphene electrode with designed structures because a wide range of nanostructured template is available. In addition, we believe that the direct growth growth approach and morphological control of graphene are promising for the advanced graphene applications such as super capacitors or bio-sensors.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권11호
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• pp.15-19
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• 2007

OTFTs (Organic Thin Film Transistors)의 구동에 있어, 게이트 절연막 표면과 채널의 계면상태가 소자의 전기적 특성에 큰 영향을 미치게 된다. OTS(Octadecyltrichlorosilane)등과 같은 습식 SAM(Self Assembly Monolayer)를 이용하거나, $O_2$ Plasma와 같은 건식 표면 처리등 여러 표면 처리법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 pentacene을 진공 증착하기 전에 게이트 절연막을 $O_2$ plasma와 Ar ion beam을 이용하여 건식법으로 전처리 한 후 표면 특성을 atomic force microscope (AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 비교 분석하였고, 각 조건으로 OTFT를 제작하여 전기적 특성을 확인하였다. Ar ion beam으로 표면처리 했을 때, $O_2$ plasma처리했을 때 보다 향상된 on/off ratio 전기적 특성을 얻을 수 있었다. 표면 세정을 위하여 $O_2$ plasma 처리시 $SiO_2$ 표면의 OH-기와 반응하여 oxide trap density가 높아지게 되고 이로 인하여 off current가 증가하는 문제가 발생한다. 불활성 가스인 Ar ion beam 처리를 할 경우 게이트 절연막의 세정 효과는 유지하면서, $O_2$ Plasma 처리했을 때 증가하게 되는 계면 trap을 억제할 수 있게 되어, mobility 특성은 동등 수준으로 유지하면서 off current를 현저하게 줄일 수 있게 되어, 결과적으로 높은 on/off ratio를 구현할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권3호
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• pp.202-206
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• 2005

무전해 도금법에 의해 제조된 은 피복 Ni-Zn 페라이트 분말의 전파흡수특성을 조사하였다. 분무건조법 및 소결 고정에 의해 평균입경이 $50{\mu}m$ 정도인 페라이트 구형 분말을 제조하고, 이 분말 위에 은 피막을 무전해 도금법에 의해 코팅하였다. 페라이트 표면에 형성되는 은 피막의 미세조직은 도금욕의 $AgNO_3$의 농도에 따라 민감히 변화하였다. 균일한 은 피막을 얻기 위해 페라이트 분말 20g당 10g/L $AgNO_3$가 필요하였다. 페라이트 분말 표면에 은 피막이 형성됨에 따라 전기저항은 $10^{-2}\~10^{-3}\;\Omega$ 정도까지 감소하였다. 도금 처리되지 않은 순수 페라이트 분말은 400 MHz에서 자기공명을 나타내는 전형적인 자성재료의 특성을 나타내었고, 복소유전율은 실수 항이 35, 허수 항은 거의 0에 가까운 값을 나타내었다. 반면 균일한 은 도금이 이루어진 페라이트 분말은 투자율의 큰 변화 없이 복소유전율 실수항이 35, 허수항이 8 이상으로 매우 크게 증가하였다. 이에 따라 전파흡수체의 두께를 현저히 줄일 수 있었다. 임피던스 정합두께는 C-band대역에서 도금되지 않은 페라이트 분말의 경우 5mm로부터 도금 후 2mm 수준으로 감소하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.576-581
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• 2005

강유전체$(SrTiO_3)$ 박막을 게이트 절연층으로 하여 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터를 유리 기판 위에 제조하였다. 강유전체는 기존의 $SiO_2,\;SiN$ 등과 같은 게이트 절연체에 비하여 유전특성이 매우 뛰어나 TFT의 ON 전류를 증가시키고 문턱전압을 낮추며 항복특성을 개선하여 준다. PECVD에 의하여 증착된 a-Si:H는 FTIR 측정 결과 $2,000cm^{-1}$과 $876cm^{-1}$에서 흡수 밴드가 나타났으며, $2,000cm^{-1}$과 $635cm^{-1}$은 $SiH_1$의 stretching과 rocking 모드에 기인한 것이며 $876cm^{-1}$의 weak 밴드는 $SiH_2$ vibration 모드에 의한 것이다. a-SiN:H는 optical bandgap이 2.61 eV이고 굴절률은 $1.8\~2.0$, 저항률은 $10^{11}\~10^{15}\Omega-cm$ 정도로 실험 조건에 따라 약간 다르게 나타난다. 강유전체$(SrTiO_3)$ 박막의 유전상수는 $60\~100$ 정도이고 항복전계는 IMV/cm 이상으로 우수한 절연특성을 갖고 있다. 강유전체를 이용한 TFT의 채널 길이는 $8~20{\mu}m$, 채널 넓이는 $80~200{\mu}m$로서 드레인 전류가 게이트 전압 20V에서 $3.4{\mu}A$이고 $I_{on}/I_{off}$ 비는 $10^5\~10^8,\;V_{th}$는 $4\~5\;volts$이다.

• 한국재료학회지
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• 제5권6호
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• pp.754-762
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• 1995

차세대 LSI용 유전체 박막으로서의 응용을 목적으로 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 Si기판위에 SrTiO$_3$박막을 제조하였다. Ar과 $O_2$혼합가스 비, 바이어스 전압변화, 열처리 온도등의 증착조건을 다양하게 변화시키며 SrTiO$_3$박막을 제조하여 최적의 증착조건을 조사하였다. 박막의 결정성을 XRD로, 박막과 Si 사이의 계면의 조성분포를 AES로 각각 분석하였다. Ar과 $O_2$의 혼합가스를 스퍼터링 가스로 사용함으로써 결정성이 좋은 박막을 얻었다. 그리고 보다 치밀한 박막을 얻고자 바이어스 전압을 걸어주며 증착시켰다. 본 실험결과에서는 스퍼터링 가스는 Ar+20% $O_2$혼합가스, 바이어스 전압은 100V에서 좋은 결정성을 얻었다. 또한 하부전극으로 Pt, 완충층으로 Ti를 사용함으로써 SrTiO$_3$막과 Si 기판과의 계면에서 SiO$_2$층의 형성을 억제할 수 있었으며, Si의 확산을 막을 수 있었다. 전류 및 유전특성을 측정하기 위해 Au/SrTiO$_3$/Pt/Ti/SiO$_2$/Si로 구성된 다층구조의 시편을 제작하였다. Pt/Ti층은 RF 스퍼터링으로, Au 전극은 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 증착시켰다 $600^{\circ}C$로 열처리함에 의해 미세하던 결정림들이 균일하게 성장하였으며, 이에 따라 유전율이 증가하고 누설전류가 감소하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리한 두께 300nm의 막에서 유전율은 6.4fF/$\mu\textrm{m}$$^2$이고, 비유전상수는 217이었으며, 누설전류밀도는 2.0$\times$$10^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$로 양질의 SrTiO$_3$박막을 제조하였다.