• 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.

• 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.

• 한국세라믹학회지
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• 제30권8호
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• pp.657-663
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• 1993

BaTiO3 sputtering targets of 3 inch diameter were prepared by sintering the CIP (Cold Isotatic Pressing) compacts at 136$0^{\circ}C$ for 3hrs. The apparent density and grain size were 97% and 30${\mu}{\textrm}{m}$, respectively. After BaTiO3 films were deposited on Si and Pt/Ti/SiO2/Si substrates using these targets, films were annealed at various conditions and the crystallization behavior, reaction with the substrate and the electrical properties were investigated. The films on both substrates required 5~20hrs furnace annealing for crystallization at the temperatures from $600^{\circ}C$ to 80$0^{\circ}C$. For the films on Si substrate, interaction between the film and the substrate was suppressed upt o $700^{\circ}C$ for 10 hrs and the relative dielectric constant was 30. As the annelaing temperature and time were increased, the relative dielectric constants of the films decreased due to the formation of silicate phases through the reaction with the substrate. For the BaTiO3 films on Pt/Ti/SiO2/Si substrate, the reaction with the substrate was further reduced when the annealing condition was identical to that for Si substrate, but the reaction between the layers in Pt electrode took place above $700^{\circ}C$. When the films were annealed at $600^{\circ}C$ where the stability of Pt electrode was sustained, relative dielectric constant was increased to 110 since the reaction with substrate was effectively reduced even for a longer annealing time and the crystallization was enhanced.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권3호
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• pp.428-435
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• 2002

Pyroelectric $Pb(Zr_{0.3}Ti_{0.7})O_3$ (PZT30/70) thin film IR detectors has been fabricated and characterised. The PZT30/70 thin film was deposited onto $Pt/Ti/Si_3N_4/SiO_2/Si$ substrate by the sol-gel process. Four different substrate conditions were studied for their effects on the pyroelectric responses of the IR detectors. The substrate conditions were the combinations of the Si etching and the Pt/Ti patterning. In the Si etched substrate, the $Si_3N_4/SiO_2$ composite layer was used as silicon etch-stop, and was used as the membrane to support the PZT pyroelectric film element as well. The measured pyroelectric current and voltage responses of detectors fabricated on the micro-machined thin $Si_3N_4/SiO_2$ membrane were two orders higher than those of the detectors on the bulk-silicon. For detectors on the membrane substrate, the Pt/Ti patterned detectors showed a 2-times higher pyroelectric response than that of not-patterned detectors. On the other hand, the pyroelectric response of the detectors on the not-etched Si substrate was almost the same, regardless of the Pt/Ti patterning. It was also found that the rise time strongly depended on the substrate thickness: the thicker the substrate was, the longer the rise-time.

• 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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.214-214
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• 2010

The 0.65Pb($Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.35PbTiO_3$ (PMN-PT) thin films with $La_{0.5}Sr_{0.5}CoO_{3-\delta}$ (LSCO) bottom electrodes were grown on $CeO_2$/YSZ/Si(001), Pt/$TiO_2$/Si and $SrTiO_3$ (STO) substrates using conventional pulsed laser deposition (PLD) at a substrate temperature of $550^{\circ}C$. Since generally the crystallographic orientation of the bottom electrode induces the orientation of the films deposited on it, it allows us to observe the influence of the PMN-PT film orientation on the electrical properties. Phi scan done on PMN-PT/LSCO thin films shows epitaxial behavior of the films grown on sto substrates and $CeO_2$/YSZ buffered Si(001) substrates, and (110) texture on Pt/$TiO_2$/Si substrates. Polarization-electricfield (P-E) measurement shows good hysteresis behavior of PMN-PT films with remnant polarization of 18.2, 8.8, and $4.4{\mu}C/cm^2$ on $CeO_2$/YSZ/Si, Pt/TiO2/Si and STO substrates respectively.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.436-441
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• 1998

$Pt/SrTiO_3/Pb_x(Zr_{0.52}, Ti_{0.48})O_3/SrTiO_3/Si$ structure was prepared by rf-magnetron sputtering method for use in nondestructive read out ferroelectric RAM(NDRO-FEAM). PBx(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3}$(PZT) and $SrTiO_3$(STO) films were deposited respectively at the temperatures of $300^{\circ}C and 500^{\circ}C$on p-Si(100) substrate. The role of the STO film as a buffer layer between the PZT film and the Si substrate was studied using X-ray diffraction (XRD), Auger electron spectroscopy (ASE), and scanning electron microscope(SEM). Structural analysis on the interfaces was carried out using a cross sectional transmission electron microscope(TEM). For PZT/Si structure, mostly Pb deficient pyrochlore phase was formed due to the serious diffusion of Pb into the Si substrate. On the other hand, for STO/PZT/STO/Si structure, the PZT film had perovskite phase and larger grain size with a little Pb interdiffusion. the interfaces of the PZT and the STO film, of the STO film and the interface layer and $SiO_2$, and of the $SiO_2$ and the Si substate had a good flatness. Across sectional TEM image showed the existence of an amorphous layer and $SiO_2$ with 7nm thickness between the STO film and the Si substrate. The electrical properties of MIFIS structure was characterized by C-V and I-V measurements. By 1MHz C-V characteristics Pt/STO(25nm)/PZT(160nm)/STO(25nm)/Si structure, memory window was about 1.2 V for and applied voltage of 5 V. Memory window increased by increasing the applied voltage and maximum voltage of memory window was 2 V for V applied. Memory window decreased by decreasing PZT film thickness to 110nm. Typical leakage current was abour $10{-8}$ A/cm for an applied voltage of 5 V.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권2호
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• pp.104-109
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• 2005

PbO 완충층의 역할을 확인하기 위해, r.f. magnetron sputtering법을 이용하여 p-type (100) Si 기판 위에 $Pt/Pb_{1.1}Zr_{0.53}Ti_{0.47}O_{3}$와 PbO target으로 Pt/PZT/PbO/Si의 MFIS 구조를 제조하였다. MFIS 구조에 완충층으로 PbO를 삽입함으로써 PZT 박막의 결정성이 크게 향상되었고, 박막의 공정온도도 상당히 낮출 수 있었다. 그리고 XPS depth profile 분석 결과, PbO 증착시 기판온도가 PbO와 Si의 계면에서 Pb의 확산에 미치는 영향을 확인하였다. PbO 완충층을 삽입한 MFIS는 높은 메모리 윈도우와 낮은 누설전류 밀도를 가지는 추수한 전기적 특성을 나타내었다. 특히, 기판온도 $300^{\circ}C$에서 증착된 PbO를 삽입한 Pt/PZT(200nm, $400^{\circ}C)PbO(80nm)/Si$는 9V의 인가전압에서 2.OV의 가장 높은 메모리 윈도우 값을 나타내었다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.359-364
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• 1996

Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 r.f. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 $300^{\circ}C$이하의 저온에서 SrTiO3 박막을 증착하였다. XRD, RBS, TEM, EPMA로 증착된 박막의 재료적 특성을 분석하였고, Al/$SrTiO_3$/Pt의 구조로 커패시터를 제작하여 전기적 특성을 분석하였다. 기판온도가 증가함에 따라 박막의 결정성과 유전율이 향상되었으나, $200^{\circ}C$이하의 기판온도에서는 Sr이 결핍된 조성을 갖게 되어 증착된 박막이 반도성을 나타내었다. 증착중에 기판에 양의 d.c. 전압을 10~30V 인가함으로써 박막의 결정성이 크게 향상되었고, 유전특성도 개선되었다. $300^{\circ}C$의 기판온도에서 20V의 d.c. bias를 인가하여 증착한 400nm 두께의 $SrTiO_3$ 박막은 <211> 우선방향성을 갖는 주상정 구조와 화학양론적인 조성을 나타내었고, 본 연구에서 가장 우수한 전기적 특성을 보였다. 100 kHz에서 유전율이 98, 유전손실이 3.4%였으며, 3V에서 누설전류는 $10^{-5}A/\textrm{cm}^2$였다.