• 한국세라믹학회지
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• 제37권11호
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• pp.1097-1104
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• 2000

MOD(Metal-Organic-Decomposition)법에 의해 $Y_2$O$_3$버퍼층에 Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판 위에 제조한 후, 그 표면 위에 졸-겔 방법으로 YMnO$_3$박막을 형성하였다. 기판의 종류와 수화조건 변화가 YMnO$_3$박막의 결정화 거동에 미치는 영향을 고찰하였으며, 또한 $Y_2$O$_3$버퍼층 유.무에 따른 Mn의 산화상태를 확인하고 이에 따른 유전특성 변화를 연구하였다. $Y_2$O$_3$버퍼층을 삽입하지 않고 직접 기판 위에 형성한 YMnO$_3$박막의 결정상은 기판의 종류 및 Rw 변화에 관계없이 orthorhombic 구조임이 확인되었다. 반면, $Y_2$O$_3$버퍼층 위에 형성된 YMnO$_3$박막의 경우에는 Rw($H_2O$/alkoxide mole ratio)가 0~6 범위 내에서 낮아질술고 hexagonal 결정상 성장에 유리하였으며, 또한 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판이 Ptd(200)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si에 비하여 결정상 형성에 용이하였다. $Y_2$O$_3$버퍼층은 YMnO$_3$결정상 내에서 $Mn^{4+}$ 이온형성을 억제함으로써 누설전류밀도가 크게 감소되는 효과를 주었으며, 동시에 강유전 특성을 지닌 hexagonal 결정상 형성에 유리하게 작용하였다. 결론적으로, $Y_2$O$_3$는 Pt가 코팅된 Si 기판 위에 YMnO$_3$박막 제조시 그 강유전 특성을 향상시켜주는 우수한 버퍼층 재료임을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제7권2호
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• pp.93-101
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• 1997

Lead titanate박막을 $Pt/Ti/SiO_{2}/Si(Pt/Ti기판)와\;Pt/Ta/SiO_{2}/SiO_{2}$Si(Pt/Ta 기판) 위에서 전자 사이크로트론 공명플라즈마 화학증착법(ECR PECVD)으로 증착하였다. 증착온도, 산소유입량, MO source유입비등의 증착변수에 따른 lead titanate박막의 조성과 미세구조를 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM), X선 회절법(XRD)으로 조사하였다. 산소유입량이 적을 경우,Tisource와 Pb source의 산소화의 반응성 차이 때문에 Pb 농도가 부족한 화학양론비가 잘 맞는 박막이 증착되었다. Pt/ti기판은 lead titanate박막증착도중 기판의 Ti층과 Pt층의 확산으로 기판변형이 발생하는 반면, Pt/Ta기판은 기판변형이 일어나지 않았다. Pt/Ta기판에서 페롭스카이트 화학양론비를 갖는 매우 평탄한 lead titanate박막을 증착 하였는데, 산소유입량이 lead titanate박막의 결정성을 크게 지배하였다.

• 한국진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.17-23
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• 1998

RF magnetron co-sputtering법으로 PFN[$Pb(Fe_{0.5}Nb_{0.5}O_3(PFN)$]박막을 제조한 후 급속 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 XRD(s-ray diffractometer)를 통한 박막의 상변 태 및 전기적 특성에 대하여 연구하였다. $SiO_2$/Si, ITO/glass, 및 Pt/Ti/$SiO_2$/Si기판에 PFN 박막을 증착시켰다. 기판의 변화에 따른 증착된 PFN박막의 조성변화는 관찰할 수 없었다. ITO/glass기판을 사용한 경우와 $SiO_2$/Si기판을 사용하여 증착시킨 PFN박막의 결정구조를 분석한 결과 ITO/glass기판에 증착한 시편이 perovskite상으로의 결정화가 더욱 우세하였다. 이는$SiO_2$기판의 경우 Pb의 확산에 의해 결정화가 잘 되지 못하기 때문이다. Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 증착시킨 PFN박막의 경우 perovskite상과 pyrochlore상이 공존하였다. Perovskite 상으로의 상변태에 대한 중요한 변수로는 열처리 온도와 Pb의 함량인 것이 확인되었으며, Pb의 함량이 화학양론적 조성비에 비해 5-10%정도 과량일수록 perovskite상으로의 상변태 온도가 낮아지고 상전이 정도가 향상되는 것으로 나타났으며, 급속 열처리 후 XRD를 이용 한 결정성 분석결과를 통해 결정한 perovskite상으로의 상전이 최저온도는 $500^{\circ}C$였다. Pb/(Fe+Nb)의 조성비가 1.17인 경우의 박막을 질소 분위기 하에서 $600^{\circ}C$로 30초간 급속열 처리 하였을 때 낮은 누설 전류 값과 1kHz에서 88의 유전 상수 값, 2.0$\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 잔류 분극 값과 144kV/cm의 항전계 값을 얻었다.

• 한국진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.227-232
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• 2000

광소자와 마이크로파 유전체 소자 및 절연 산화막으로의 응용을 위한 $MgTiO_3$ 박막을 펄스레이저 증착법을 이용하여 다양한 기판 위에서 증착하였다. 사파이어 기판에(c-plane Sapphire) 성장된 $MgTiO_3$ 박막은 에피텍셜 성장(epitaxial growth)이 되었으며, $SiO_2$/Si 및 Pt/Ti/$SiO_2$/Si(plantinzed silicon)기판 위에 성장된 $MgTiO_3$ 박막의 경우, 기판과 관계없이 c축 방향으로 배향(oriented)되었다. 사파이어 기판 위에 증착된 $MgTiO_3$ 박막은 가시영역에서 투명하였으며, 약 290 nm 파장을 갖는 영역에서 급격한 흡수단을 보였다. 사파이어 기판 위에 성장된 박막의 AM(Atomic Force Microscopy)분석결과 약 0.87 nm rms roughness 값을 갖는 매우 평탄한 표면상태를 갖고 있음을 확인하였다. MIM(Pt/$MgTiO_3$/Pt) 구조의 캐패시터를 형성시켜 $MgTiO_3$박막의 유전특성 (dielectric properties)을 관찰하였는데, 펄스레이저 증착법으로 성장된 $MgTiO_3$ 박막의 유전율(relative dielectric constant)은 약 24.5였으며, 1 MHz에서 약 1.5%의 유전손실(dielectric loss) 값을 보였다. 또한 이때 $MgTiO_3$박막은 낮은 유전분산을 보였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1997년도 한국재료학회 춘계학술발표회
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• pp.58-58
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• 1997

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.34-38
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• 1999

유기금속 화학 증착법(MOCVD)을 이용하여 Si(100) 기판 위에 $TiO_2$와 PbO의 동시 증착으로 $Pb(TMHD)_2$(PT) 박막을 증착하였다. 원료물질로는 Titanium tetra-isopropoxide(TTIP)와 $Pb(TMHD)_2$를 사용하였다. 증착온도를 $520^{\circ}C$, Pbdbfid을 30 sccm으로 고정하고, 전체유량을 750 sccm으로 하여 TTIP의 증발온도와 유량에 따른 PT 박막의 XRD 변화를 관찰하였다. PT 박막 생성은 TTIP의 증발온도 및 유량이 각각 48~$50^{\circ}C$와 18~22sccm 영역에서 생성되었으며, 생성된 박막과 기판의 계면에서는 Pb, Si, O의 상호확산을 관찰할 수 있었다.

• 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.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.143-151
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• 1994

$(PbZr_{52},Ti_{48})O_{3}$인 composite ceramic target을 사용하여 R. F. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 기판온도 $300^{\circ}C$에서 Pt/Ti/Si 기판위에 PZT 박막을 증착하였다. 페롭스 카이트 PZT박막을 얻기 위하여 PbO분위기에서 로열처리를 행하였다. 하부전극으로 Pt를 사용하였으며 Pt(205$\AA$)/Ti(500 $\AA$)/Si 및 Pt(1000$\AA$)/Ti(500$\AA$)/Si기판을 준비하여 Pt두께화 Ti층이 산소의sink로 작용함으로서 이를 가속화하였다. Ti층의 상부는 산소의 확산으로 인하여 TiOx층으로 변태하였고 하부는 in diffused Pt와 함께 실리사이드층을 형성하였다. TiOx 층의 형성은PZT층의 방향성에 영향을 주었다. 유전상수 (10kHz), 누설전류, 파괴전압, 잔류분극 및 항전계는 각각 571, 32,65$\mu A /\textrm{cm}^2$, 0.40MV/cm, 3.3$\mu C /\textrm{cm}^2$, 0.15MV/cm이었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권2호
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• pp.206-211
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• 2003

Sol-gel 공정으로 제조된 YMnO$_3$박막의 결정상과 강유전특성에 미치는 기판종류와 버퍼층의 영향에 대하여 고찰하였다. Si(1OO) 기판위에는 hexagonal YMnO$_3$이 형성되었으나 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판위에는 hexagonal과 orthorhombic YMnO$_3$이 함께 형성되었다. 기판위에 미리 $Y_2$O$_3$버퍼층을 형성시킨 경우에는 Si(100)와 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 두가지 기판 모두 단일 hexagonal YMnO$_3$이 성장하였으며, 특히 c-축 배향성이 향상되었다. 박막내에 hexagonal과 orthorhombic YMnO$_3$이 혼재된 시편보다는 hexagonal 단일상이 형성된 시편이, 또한 단일상 시편중에서도 c-축 우선배향성이 좋은 시편이 그렇지 않은 시편에 비해 누설전류밀도 특성이 우수하였다. YMnO$_3$박막의 잔류분극값은 Si(100)기판을 사용했을 경우, 버퍼층 없이 제조된 시편은 0.14, 버퍼층이 삽입된 시편은 0.24$\mu$C/$ extrm{cm}^2$의 값을 나타내었다 한편 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판의 경우, 버퍼층 없이 형성된 YMnO$_3$시편은 이력곡선을 보여주지 못하였고, 버퍼층이 삽입된 시편은 1.14$\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 잔류분극값을 나타내었다. 이상의 연구를 통하여 기판의 종류와 $Y_2$O$_3$버퍼층 삽입으로 YMnO$_3$박막의 결정상과 배향성을 제어함으로서 박막시편의 누설전류밀도 특성 및 강유전특성을 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.68-68
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• 2000

펄스레이저 증착법(이하 PLD)을 이용하여 마이크로파 유전체 소자 및 절연 산화막으로의 응용을 위한 MgTiO3 박막을 다양한 기판상에서 증착하였다. 사파이어 기판에 (a,c-plane Al2O3) 성장된 MgTiO3 박막은 에피텍셜 성장(epitaxial growth)이 되었으며, SiO2/Si 및 Pt/Ti/Si 기판위세 성장된 MgTiO3 박막의 경우 003방향으로 배향(oriented) 되었다. MgTiO3 박막은 450~75$0^{\circ}C$까지 기판온도를 변화시키면서 증착시켰으며, 증착시 산소분압은 50~200 mTorr로 변화시켰다. PLD 증착시 타켓에 조사된 레이저 에너지 밀도는 약 2J/cm2였으며, MgTiO3 박막 증착후 200Torr O2 분위기에서 상온까지 1$0^{\circ}C$/min 의 속도로 냉각시켰다. 사파이어 c-plane 상에서 일머나잇(ilminite) MgTiO3 구조가 55$0^{\circ}C$ 에피텍셜 성장하는 것을 관찰할 수 있었으며, 사파이어 a-plane 상에서는 MgTiO3 구조가 $650^{\circ}C$ 이상부터 110방향으로 배향되며 성장하였다. $600^{\circ}C$ 이상에서 c-축으로 배향된 구조를 갖고 있었다. 증착된 MgTiO3 박막의 조성분석(stoichio metric analysis)을 위해 RBS 분석을 수행하여, 증착에 이용된 타켓과 동일한 조성을 갖는 MgTiO3 박막이 성장된 것을 확인할 수 있었다. 사파이어 기판상에 증착된 MgTiO3 박막은 가시영역에서 투명하였으며, 약 270nm 파장을 갖는 영역에서 급격한 흡수단을 보였다. 이때의 MgTiO3 박막은 AFM 분석을 통해 약 0.87mn rms roughness 값을 갖는 매우 평탄한 표면구조를 갖고 있는 것을 확인하였다. MIM(Pt/MgTiO3/Pt) 구조의 캐패시터를 형성시켜 MgTiO3 박막의 유전특성(dielectric properties)을 관찰하였다. PLD로 성장된 MgTiO3 박막의 유전율(relative dielectric constant)은 약 22였으며, 1MHz에서 약 1.5%의 유전손실(dielectirc loss) 값을 보였다. 또한 이때 MgTiO3 박막은 낮은 유전분산값을 보였다.