• 한국세라믹학회지
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• 제34권8호
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• pp.803-810
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• 1997

Ba0.5Sr0.5TiO3박막을 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Pt/Ti/SiO2/Si(100) 기판에 증착하였다 .누설전류에 영향을 주는 것으로 알려진 열처리 조건, dopant 효과 등을 평가하고자 이온반경이Ti와 유사하고 대부분이 Ti 자리를 치환하는 것으로 알려진 Nb와 Al을 각각 danor와 acceptor로 선택하여 BST 박막에 첨가한 후 누설전류를 측정하였다. 고온에서 in-situ 증착된 BST 박막은 거친 표면 형상을 보이며 낮은 전압에서 파괴가 발생하고, Nb 첨가로 누설전류가 증가하였다. 삼온 증착후 후열처리된 박막은 표면 형상도 평할도가 증가하였으며 in-situ로 제조된 박막에 비해 높은 파괴전압과 낮은 누설전류를 나타내었다. 특히 Al이 첨가된 BST 박막의 누설전류밀도는 ~10A/cm2로 도핑을 하지 않은 박막이나 Nb가 첨가된 박막에 비해 매우 낮은 누설전류밀도를 나타내었으며, 이는 산화로 인한 산소공공의 감소, 이동 가능한 hole의 감소와 후열처리과정중 계면 및 입계의 산화로 Schottky 장벽에 높아진 결과로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권10호
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• pp.1101-1108
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• 1996

No-doped PZT thin films have been fabricated on Pt/Ti/SiO2/Si substrate using Sol-Gel technique. A fast annealing metho (three times of intermediate and final annealing) was used for the preparation of multi-coated 1800$\AA$ thick Nb-doped PZT thin films. As Nb doping percent was increased leakage current was lowered approximately 2 order but dielectic properties were degraded due to the appearance of pyrochlore phase and domain pinning. Futhermore the increase of the final annealing temperature up to 74$0^{\circ}C$lowered the pyrochlore phase content resulting in enhancing the dielectric properties of the Nb doped films. The 3%-Nb doped PZT thin films with 5% excess Pb showed a capacitance density of 24.04 fF/${\mu}{\textrm}{m}$2 a dielectric loss of 0.13 a switchable polarization of 15.84 $\mu$C/cm2 and a coercive field of 32.7 kV/cm respectively. The leakage current density of the film was as low as 1.47$\times$10-7 A/cm2 at the applied voltage of 1.5 V.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권2호
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• pp.245-251
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• 2017

Niobium doped zirconium oxide (Nb-Zr-O:NZO) thin films were fabricated on Si substrates by a sol-gel technique with an annealing temperatures of $500{\sim}1000^{\circ}C$ in air ($N_2:O_2=3:1$) for 20 minutes. It was found that the NZO film is based on tetragonal $ZrO_2$ polycrystalline structure with the Nb 5+ ion state and there is almost no diffusion of Nb or Zr to Si substrate. The relative dielectric constant for the NZO film with the Nb composition of 30 mol% and annealed at $800^{\circ}C$ was around 40. The root mean roughness was 1.02 nm. In addition, the leakage current of NZO films was as low as $10^{-6}A/cm^2$ at 4.4 V.

• 한국재료학회지
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• 제13권5호
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• pp.317-322
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• 2003

Bismuth layered structure ferroelectric thin films, $Bi_4$$Ti_3$$O_{12}$ / (BTO) and Nb-doped BTO (BTN) were prepared on the Pt(111)/Ti/$SiO_2$/Si(100) substrates by a sol-gel route. We investigated the Nb-doping effect on the grain orientation and ferroelectric properties. $Nb^{5＋}$ ion substitution for $Ti^{4＋}$ ion in perovskite layers of BTO decreased the degree of c-axis orientation and increased the remanent polarization (2Pr). The fatigue resistance of Nb-doped BTO thin film was shown to be superior to that of BTO, and the leakage current of Nb-doped BTO thin film was decreased about 1 order of magnitude compared with BTO. The improvement of ferroelectric properties with $Nb^{5＋}$ doping in BTO could be attributed to the changes in space charge densities and grain orientation in the thin film.

• 한국재료학회지
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 1995

Titanium oxide$(TiO_{2})$ 박막을 금속 알콕사이드 물질인 $(Ti(OC_3H_7)_4$(titanium isopropoxide)를 이용하여 p-Si(100) 기판위에 상압 화학 기상 증착법으로 증착시켰다. $(TiO_{2})$ 박막의 증착기구는 단순경 계층 이론으로 잘 설명되었으며, 화학반응 지배 기구 영역에서 겉보기 활성화 에너지는 18.2kcal/mol이었다. 증착된 박막은 $250^{\circ}C$이상에서 anatase상의 결정질 박막이었으며, 고온에서 열처리를 했을 경우에 rutile상으로 전이하였다. 박막의 상전이에는 열처리 온도외에도 열처리 시간과 박막의 두께가 영향을 미쳤다. 정전용량-전압특성을 조사해 본 결과 전형적인 MOS 다이오드구조의 특성을 보였으며, 비유전율 상수는 약 80정도였다. 제조한 $(TiO_{2})$ 박막의 열처리 공정 후에는 정전용량이 감소하였으며, 첨가물을 사용한 박막은 열처리 전과 같았다. 이때 $V_{FB}$는 -0.5 ~ 1.5V였다. 전기전도 특성을 알아보기 위하여 전류-전압특성을 조사하였으며 증착된 박막의 전도기구는 hopping mechanism이었다. 전기적 특성을 개선하기 위해서 후열처리 방법과 박막 증착시 Nb, Sr을 첨가하였으며, 모두 누설전류의 감소와 정전파괴전압의 증가를 가져왔다.