• 제목/요약/키워드: IBSD

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$Fe/BaTiO_3$ 이중박막의 다강성 연구 (Multiferroic properties of $Fe/BaTiO_3$ bilayer films)

  • 김경만;이재열;이희영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.175-175
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    • 2009
  • 최근 전자 소자의 소형화 집적화에 따른 대응 방안으로 한 개의 소자에 두가지 이상의 물리적 특성을 갖는 다기능성 소재의 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 다강체는 강유전성 (ferroelectricty ), 강자성 (ferromagnetism), 강탄성 (ferroelasticity) 중에서 두 개 이상의 현상을 나타내는 재료로, 이중에서도 특히 강유전성과 강자성을 동시에 나타내는 다강체가 학계 및 산업계로부터 집중적인 관심을 받으면서 최근 이 분야 연구가 국내 외적으로 매우 활발하게 이루어지고 있다. 이는 다강체를 이용하면 기존의 강유전 현상을 이용한 메모리소자인 FRAM이나 차세대 메모리소자로 주목을 받고 있는 MRAM을 결합한 새로운 방식의 메모리소자의 탄생이 가능할 수도 있기 때문이다. 즉, 일부 다강체가 나타내는 magnetoelectric (ME) 현상을 이용하면 자기적으로 신호를 인가하여 전기신호로 데이터를 저장하거나 또는 전기적으로 신호를 인가하여 자기적으로 데이터를 저장하는 것이 가능해지기 때문이다. 이 연구에서는 다강체 특성을 가지는 $Fe/BaTiO_3$ 이중박막을 IBSD(Ion Beam Sputter Deposition)을 이용하여 (111)Pt/Ti/$SiO_2/Si$ 기판에 증착을 하여 구조적, 전기적, 자기적 특성을 토론할 것이다.

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IBASD법으로 제조된 BNN 박막의 결정화 및 전기적 특성 (Crystallization Behavior and Electrical Properties of BNN Thin Films prepared by IBASD Methods)

  • 우동찬;정성원;이희영;조상희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.489-493
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    • 2004
  • [ $Ba_2NaNb_5O_{15}$ ]은 orthorhombic tungsten bronze 결정구조를 갖는 강유전체로서, 단결정의 경우 $LiNbO_3$에 비해 우수한 비선형 전광계수 값을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 또한 주목할만한 초전, 압전, 강유전특성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 다른 강유전체박막에 비하여 상대적으로 연구가 덜 이루어진 BNN 박막을 세라믹 타겟을 사용하여 이온빔 보조 증착법을 사용하여 제조하였으며, $Ar/O_2$ 분위기에서 증착된 BNN 박막에 대한 결정화 및 배향 특성을 고찰하였고, 이에 따른 전기적 특성의 변화를 살펴보았다. 연구에 사용된 기판은 $Pt(100)/TiO_2/SiO_2/Si(100)$이었으며, 이온빔 보조 증착법에서 보조 이온빔의 에너지를 $0{\sim}400eV$로 변화 시키며 BNN 박막을 증착한 후, 열처리하였다. BNN 박막의 전기적 특성은 MFM 박막 커패시터의 형태로 제조하여 강유전 특성에 대해 살펴보았다.

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이온빔 스퍼터링법에 의한 ATO박막의 저온 증착 특성 (Low Temperature Deposition and Characteristics of ATO Thin Films by Ion Beam Sputtering)

  • 구창영;이희영;홍민기;김경중;김광호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.307-310
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    • 2000
  • Antimony doped tin oxide (ATO) thin films were deposited at room temperature by ion-beam sputter deposition (IBSD) technique in oxidizing atmosphere utilizing Sb and Sn metal targets. Effect of Sb doping concentration, film thickness and heat treatment on electrical and optical properties was investigated. The thickness of as-deposited films was controlled approximately to $1500{\AA}$ or $2000{\AA}$, and Sb concentration to 10.8 and 14.9 wt%, as determined by SEM and XPS analyses. Heat treatment was performed at the temperature from $400^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$ in flowing $O_2$ or forming gas. The resulting ATO films showed widely changing electrical resistivity and optical transmittance values in the visible spectrum depending on the composition, thickness and firing condition.

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Phase change properties of BN doped GeSbTe films

  • 장문형;박성진;박승종;정광식;조만호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.226-226
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    • 2010
  • Boron Nitride (BN) doped GeSbTe films were grown by the ion beam sputtering deposition (IBSD). The in-situ sheet resistance data and the x-ray diffraction patterns showed the crystallization is suppressed due to the BN incorporation. The phase change speed in BN doped GeSbTe films were investigated using the static tester equipped with nanosecond pulsed laser. The phase change speed for BN doped GST films become faster than the corresponding values for an undoped GST film. The Johnson-Mehl-Avrami(JMA) plot and Avrami coefficient for laser crystallization showed that the change in growth mode during the laser crystallization is a most important factor for the phase change speed in the BN doped GST films. The JMA results and the atomic force microscopy (AFM) images indicate that the origin of the change in the crystalline growth mode is due to an increase in the number of initial nucleation sites which is produced by the incorporated BN. In addition, the retension properties for the laser writing/erasing are remarkably improved in BN doped GeSbTe films owing to the stability of the incorporated BN.

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XRR용 두께 표준물질 제작을 위한 박막성장 및 특성평가

  • 유병윤;빈석민;김창수;오병성
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.141-141
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    • 2012
  • X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법과 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 인하여 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR은 두께 분석 측정의 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 XRR용 두께 표준물질을 이온빔 스퍼터링 증착방법을 이용하여 제작하였다. 두께 표준물질 제작에 있어 공기 중 노출에 의해 산화가 되지 않는 산화물 박막과 산화물 기판을 선택하였다. 후보물질은 glass, sapphire, quartz, SiO2기판과 HfO2, Ta2O5, Cr2O3 산화물 타켓을 이용하여 박막을 제작하였다. 제작된 후 보물질은 교정된 XRR을 통하여 박막의 두께, 계면 및 표면 거칠기, 밀도등 박막의 구조특성분석을 하였다. Glass, quartz의 경우 기판 표면 거칠기가 좋지 않아 제작된 샘플의 X-선 반사율 곡선이 급격히 떨어지면서 측정되는 각도의 영역이 작아졌다. Sapphire로 제작한 시편은 측정된 데이터와 simulation의 curve fitting이 양호하지 않았다. 이 중 SiO2기판을 사용하고 HfO2박막을 증착한 샘플이 다른 후보물질보다 XRR curve fitting 결과가 가장 양호하여 두께 표준물질로 응용하기에 적절하였다. 그리고 AFM (Atomic Force MicroScope)을 이용하여 기판의 거칠기 및 증착한 박막표면 거칠기 측정을 하였고, TEM (Transmission Electron Microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 데이터와 비교하였다. 이러한 결과를 토대로 XRR용 두께 표준물질 제작할 수 있었고, 추후 불확도 평가 및 비교실험을 통하여 제작된 XRR용 두께 표준물질을 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

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이온선 스퍼터 증착법에 의하여 제초된 CrOX의 전기적 특성에 관한 연구 (Study on The Electrical Characteristics of Chromium Oxide Film Produced by ton Beam Sputter Deposition)

  • 조남제;장문식;이규용
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.409-414
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    • 1999
  • The influence of ion beam energy and reactive oxygen partial pressure on the electrical and crystallographic characteristics of transition metal oxide compound(Cr0x) film was studied in this paper. Chromium oxide films were prepared onto the coverglass using Ion Beam Sputter Deposition(1BSD) technique according to the processing conditions of the partial pressure of reactive oxygen gas and ion beam energy. Crystallinity and grain size of as-deposited films were analyzed using XRD analysis. Thickness and Resistivity of the films were measured by $\alpha$-step and 4-point probe measurement. As results, according to the XRD, XPS and resistivity measurement, the deposited films were the cermet type films which has a crystal structure including amorphous oxide(a-oxide) phase and metal Cr phase simultaneously. The increasernent of the ion b m energy during the deposition process happened to decreasernent of metal Cr grain size and the rapid change of resistivity above the critical $O_2$ partial pressure.

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SBN 박막의 배향도에 따른 초전특성 변화 (Pyroelectric Properties on the Orientation of SBN Thin Film)

  • 이채종;이희영;김정주;조상희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.366-367
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    • 2006
  • Different orientated SBN thin films were deposited by Ion Beam Sputtering, and electric properties were measured on each orientation. Ferroelectric $Sr_xBa_{1-x}Nb_2O_6$(SBN) has excellent electro-optic, photo-refractive, piezoelectric, pyroelectric properties. SBN thin film has been deposited by various method, of sol-gel, PLD, CVD, sputtering, etc.. To avoid lead pollution of Pb-system perovskite ferroelectric materials. SBN thin films were fabricated for pyroelectric IR sensor. Using the ceramic target of the same composition and Pt(100)/$TiO_2/SiO-2$/Si(100) substrate, crystallization and orientation behavior as well as electric properties of the films were examined. Seed layer and thin films thickness was controlled to observe the effect on preferred orientation. We measured I-V, C-V, P-E hysteresis to characterize electric-properties on each orientations.

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Epitaxy of Si and Si1-xGex(001) by ultrahigh vacuum ion-beam sputter deposition

  • Lee, N. E.;Greene, J. E.
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • 제2권2호
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    • pp.107-117
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    • 1998
  • Epitaxial undoped and Sb-doped si films have been grown on Si(001) substrates at temperatures T between 80 and 750$^{\circ}C$ using energetic Si in ultra-high-vacuum Kr+-ion-beam sputter deposition(IBSD). Critical epitaxial thicknesses te, The average thickness of epitaxial layers, in undoped films were found to range from 8nm at Ts=80$^{\circ}C$ to > 1.2 ${\mu}$m at Ts=300$^{\circ}C$ while Sb incorporation probabilities $\sigma$sb varied from unity at Ts 550$^{\circ}C$ to 0.1 at 750$^{\circ}C$. These te and $\sigma$Sb values are approximately one and one-to-three orders of magnitude, respectively, higher than reported results achieved with molecular-beam epitaxy. Plan-view and cross-sectional transmission electron microscopy, high-resolution x-ray diffraction, channeling and axial angular-yield profiles by Rutherford back scattering spectroscopy for epitaxial Si1-x Gex(001) alloy films (0.15$\leq$x$\leq$0.30) demonstrated that the films are of extremely high crystalline quality. critical layer thicknesses hc the film thickness where strain relaxation starts, I these alloys wre found to increase rapidly with decreasing growth temperature. For Si0.70 Ge0.30, hc ranged from 35nm at Ts=550$^{\circ}C$ to 650nm at 350$^{\circ}C$ compared to an equilibrium value of 8nm.

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Electrical properties and thermal stability of oxygen incorporated GeSbTe films

  • 장문형;박승종;임동혁;박성진;조만호;조윤호;이종흔
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.155-155
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    • 2010
  • Oxygen incorporated $Ge_2Sb_2Te_5$ (GST) films were prepared by an ion beam sputtering deposition (IBSD) method. From the I-V curves, the $V_{th}$ value varies with the oxygen content. Ge-deficient hexagonal phases are responsible for the observed unstability and decrease in $V_h$ values. In the case of a GST film with an elevated oxygen content of 30.8 %, the GST layer melted at 9.02 V due to the instability conferred by the high oxygen content. The formation of Ge-deficient hexagonal phases such as $GeSb_2Te_4$ and $Sb_2Te_3$ appear to be responsible for the $V_{th}$ variation. Impedance analyses indicated that the resistance in GST films with oxygen contentsof 16.7 % and 21.7 % had different origins. Thermal desorption spectroscopy (TDS)data indicate that moisture and hydrocarbons were more readily desorbed at higher oxygen content because the oxygen incorporated GST films are more hydrophilic than undoped GST films.

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