• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.362-362
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• 2014

Atomic layer deposition (ALD) can be regarded as a special variation of the chemical vapor deposition method for reducing film thickness. ALD is based on sequential self-limiting reactions from the gas phase to produce thin films and over-layers in the nanometer scale with perfect conformality and process controllability. These characteristics make ALD an important film deposition technique for nanoelectronics. Tantalum pentoxide ($Ta_2O_5$) has a number of applications in optics and electronics due to its superior properties, such as thermal and chemical stability, high refractive index (>2.0), low absorption in near-UV to IR regions, and high-k. In particular, the dielectric constant of amorphous $Ta_2O_5$ is typically close to 25. Accordingly, $Ta_2O_5$ has been extensively studied in various electronics such as metal oxide semiconductor field-effect transistors (FET), organic FET, dynamic random access memories (RAM), resistance RAM, etc. In this experiment, the variations of chemical and interfacial state during the growth of $Ta_2O_5$ films on the Si substrate by ALD was investigated using in-situ synchrotron radiation photoemission spectroscopy. A newly synthesized liquid precursor $Ta(N^tBu)(dmamp)_2$ Me was used as the metal precursor, with Ar as a purging gas and $H_2O$ as the oxidant source. The core-level spectra of Si 2p, Ta 4f, and O 1s revealed that Ta suboxide and Si dioxide were formed at the initial stages of $Ta_2O_5$ growth. However, the Ta suboxide states almost disappeared as the ALD cycles progressed. Consequently, the $Ta^{5+}$ state, which corresponds with the stoichiometric $Ta_2O_5$, only appeared after 4.0 cycles. Additionally, tantalum silicide was not detected at the interfacial states between $Ta_2O_5$ and Si. The measured valence band offset value between $Ta_2O_5$ and the Si substrate was 3.08 eV after 2.5 cycles.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권11호
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• pp.2089-2092
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• 2007

Tantalum-containing metal oxides, well known for their efficiency in water splitting and H2 production, have never been used in visible light driven photodecomposition of H2S and H2 production. The present work is an attempt in this direction and investigates their efficiency. A mixed metal oxide, ZnFe2Ta2O9, with the inclusion of Fe2O3 to impart color, was prepared by the conventional ceramic route in single- and double-calcinations (represented as ZnFe2Ta2O9-SC and ZnFe2Ta2O9-DC respectively). The XRD characterization shows that both have identical patterns and reveals tetragonal structure to a major extent and a minor contribution of orthorhombic crystalline system. The UV-visible diffuse reflection spectra demonstrate the intense, coherent and wide absorption of visible light by both the catalysts, with absorption edge at 650 nm, giving rise to a band gap of 1.9 eV. Between the two catalysts, however, ZnFe2Ta2O9-DC has greater absorption in almost the entire wavelength region, which accounts for its strong brown coloration than ZnFe2Ta2O9-SC when viewed by the naked eye. In photocatalysis, both catalysts decompose H2S under visible light irradiation (λ ≥ 420 nm) and produce solar H2 at a much higher rate than previously reported catalysts. Nevertheless, ZnFe2Ta2O9-DC distinguishes itself from ZnFe2Ta2O9-SC by exhibiting a higher efficiency because of its greater light absorption. Altogether, the tantalum-containing mixed metal oxide proves its efficient catalytic role in H2S decomposition and H2 production process also.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제6권1호
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• pp.14-22
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• 1974

아노다이징 전압이 탄탈양극산화피막의 주파수 특성에 미치는 영향을 다음 임피단스 식을 이용하여 분석하였다. (equation omitted) 여기서 $R_{f}$, $C_{f}$는 각각 양극산화피막의 등가직렬저항, 등가직련용량, 유전 손실이다. 파라데타 P, $\tau$$_{ο}$, $\tau$$_{\omega}$, Co는 다음과 같이 정의된다. P=(d-w)/w, $\tau$$_{ο}$=$textsc{k}$$\rho$$_{ο}$, $\tau$$_{\omega}$=$textsc{k}$$\rho$$_{\omega}$, $C_{ο}$=$textsc{k}$A/d 여기서 d는 양극산화피막의 두께, $\omega$는 화산층의 두께, $\rho$$_{ο}$는 금속과산화물의 계면에서의 산화물의 비저항, $\rho$$_{omega}$는 앙극산화피막의 진성영역에서의 비저항, A는 양극산화 피막의 면적이며, $textsc{k}$=0.0885$\times$$10^{-12}$ $\times$유전상수(in farad/cm). 등가직렬용량의 주파수에 따른 변화와 유전손실은 아노다이징전압이 증가함에 따라 감소하였다. 이 현상은 산화피막의 화산충의 두께가 아노다이징전압이 증가함에 따라 약간 증하는반면 선화피막 전체두께는 아노다이징전압에 비례하여 증가한다는 사실 때문이다. 실험측정치가 tan$\delta$$_{f}$=0.682$\Delta$ $C_{f}$ 관계식으로부터 부로 이탈하는것을 위의 임피단스식에 바탕을 두고 검토하였다. 여기서 $\Delta$ $C_{f}$는 0.1과 1KHZ 사이에서의 용량변화이다.이다.다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제5권1호
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• pp.30-37
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• 1973

양극산화 피막의 임피단스(impedance)에 대한 니시다니식은 p-i-n 모델에 기초를 두고 $\omega$$\varepsilon$$\rho$$_{ο}$<<4$\pi$<<$\omega$$\varepsilon$$\rho$$_{\omega$}$의 가정하에서 유도된 것이다. 여기서 $\omega$는 각 주파수, $\varepsilon$는 유전상수, $\rho$$_{ο}$ and $\rho$$_{\omega}$는 양극산화피막의 계면과 중간영역의 비저항이다. 그러나 이 식의 파라데타를 전부 계산할 수 없기 때문에 이 식으로 양극산화피막의 물리적 모형을 분명히 할 수가 없다. 그러므로 $\omega$$\tau$$_{\omega}$1과 In(1+$\omega$$^2$$\tau$$^2$$_{ο}$)<<1이란 가정을 하여 임피단스에 대한 수정된 식을 유도하였다. 여기서 $\tau$$_{\omega}$=$\varepsilon$$\rho$$_{\omega}$/(4$\pi$) 및 $\tau$$_{ο}$=$\varepsilon$$\rho$$_{ο}$/(4$\pi$)로 정의된다. 양극산화피막을 가열하였을 때의 주파수톡성의 변화를 이 수정된 식으로 설명하였다. 양극산화피막을 가열하였을 매 양극산화피막의 임피단스의 변화는 주로 양극산화피막의 확산층의 증가와 비저항의 감소때문이라고 해석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권1호
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• pp.106-115
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• 1996

본 연구에서는 PET(PentaEthoxy Tanatalum:Ta(OC2H5)5) 유기금속 화합물 전구체를 사용하여 차세대 초고집적회로 제조시 고유전체 물질로 유망한 Ta2O5 박막을 열화학증착 방법에 의하여 증착하였다. 본 증착실험을 통하여 여러 가지 운속기체, 기판온도, 반응압력 등의 공정변수가 층덮힘에 미치는 영향을 고찰하였으며 Monte Carlo 전산모사 결과와 기판온도 변화에 따른 층덮힘 패턴의 변화에 대한 실험결과를 비교하여 부착계수를 산출하였다. 운송기체로는 N2, Ar, He을 바꿔가며 실험하였으며 He>N2>Artns으로 층덮힘이 양호한 것으로 나타났다. 이는 운송기체의 종류에 따라 운동량 확산도, 열 확산도, 물질 확산도 등의 이동현상 특성값들이 다르기 때문이라 생각된다. 기판온도의 증가는 운송기체의 종류에 관계없이 층덮힘을 악화시켰으며 도랑내부에서의 Knudsen 확산과 표면반응물의 탈착에 비해 표면반응이 보다 지배적인 역할을 담당함을 알 수 있었다. 또한 질소를 운송기체로 사용한 경우에 부착계수의 겉보기 활성화 에너지는 15.9Kcal/mol로 나타났다. 그리고 3Torr 이하에서 반응압력이 증가하는 반응압력이 증가하는 경우에는 물질 확산도의 감소 효과 때문에 층덮힘이 악화되었다. 본 연구결과 3Torr, 35$0^{\circ}C$에서 He 운송기체를 이용한 경우가 가장 우수한 층덮힘을 얻을 수 있는 최적 공정 조건임을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.165-165
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• 2012

비정질의 Tantalum-indium-zinc oxide (TIZO) 박막 트랜지스터는 RF-sputtering 방법으로 증착되었으며 소결된 단일 타겟을 사용하였다. 증착당시 반응 가스는 알곤과 산소를 95 : 5로 섞어 반응성 스퍼터링을 진행하였으며, 1 mtorr에서 5 mtorr까지 다양한 공정압력에서 증착한 이 후 Furnace system을 통하여 $350^{\circ}C$의 온도로 1시간 동안 후열처리 공정을 진행하였다. 비정질 TIZO 박막을 활성 층으로 사용하여 제작한 박막 트랜지스터는 공정압력이 낮아짐에 따라 높은 이동도와 낮은 subthrehsold gate swing 보였다. 이러한 현상의 원인을 규명하고자 물리적, 전기적, 광학적 분석을 통하여 공정압력의 변화가 박막 트랜지스터 구동에 미치는 영향을 해석하였다. 우선 공정압력에 따른 TIZO 박막의 Ta, In, Zn, O 각각의 조성을 분석하기 위하여 Rutherford back scattering (RBS) 분석을 실시하였다. 또한 X-선 회절(X-ray diffraction)분석을 통해 열처리된 TIZO 박막은 공정압력에 따라 물리적 구조의 변화를 일으키지 않으며 모든 박막은 비정질상을 보이는 것을 확인하였다. 3.3eV의 광학적 밴드 갭은 기존에 보고되었던 비정질 산화물 반도체(InGaZnO, HfInZnO 등)와도 유사한 밴드갭을 가지고 있음을 확인하였다. 또한, spectroscopic ellipsometry (SE)분석을 통하여 전도대 이하 밴드 갭 내에 존재하는 결함상태 및 전도대에서 결함상태까지의 에너지 준위 그리고 공정압력에 따라 결함의 양과 발생되는 에너지 준위가 변화하는 현상을 관측하였다. 박막을 제조 할 때의 공정압력은 박막 내의 결함의 양 및 발생되는 에너지 준위의 변화를 야기하고 변화된 결함의 양과 발생된 에너지 준위에 따라 박막트랜지스터의 전기적 특성을 변화시킨다는 결과를 도출하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.496-496
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• 2013

스마트윈도우는 디스플레이, 산업용 외장재 등 다양한 분야에 응용이 가능하며, 특히 전기변색을 이용한 디바이스는 나노코팅 기술을 통한 나노입자 및 나노가공제어 등 나노융합기술을 접목할 수 있다. 전기변색 디바이스는유리 또는 필름 기판소재를 통해 제작이 가능하며, 본 연구에서는 전기변색의 산화, 환원반응에 의해 재료의 광특성이 가역적으로 변화할 수 있는 물질을 증착하여 기존 라미네이터 및 Sol-Gel방식의 전해질보다 열화현상에의한 성능저하를 막아주는 박막전해질 코팅 연구이다. 전기변색 소자는 외부 인가 전압(external voltage)에 의해 유도된 전하의 주입(injection) 과 추출(extraction)을 통하여 그 광학적 특성(optical property)을 가역적으로(reversibly) 변 화시킬 수 있는 특징을 가지고 있다. 전기변색소재의 원리를 간략하게 설명하면 대표적인 환원착색 물질인 전기변색층(WO, MoO, Nb2O5 등)으로 Li+ 또는 H+과 전자가 주입되면 전기변색되고 방출 시는 투명하게 되며, 반대로산화착색 물질인(V2O5, NiO, IrO, MnO 등)으로 Li+ 또는 H+과 전자가 방출되면 변색되고 주입되면 투명하게 되는 것이다. 본 연구에서는 전자가 주입되는 환원착색물질인 WO와 함께 Ta2O5박막을 증착하여 광학적특성을 연구하고 박막의 두께 및 전압인가에따른 변색 및 응답속도를 연구하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.157-159
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• 2005

MOS capacitors were fabricated to study electrical and chemical properties of Ta-Mo metal alloy with $ZrO_2$. The work function of Ta-Mo alloy were varied from 4.1eV to 5.1eV by controlling the composition. When the atomic composition of Mo is 10%, good thermal stability up to $800^{\circ}C$ was observed and work function of MOS capacitor was 4.1eV, compatible for NMOS application. But pure Ta exhibited very poor thermal stability. After $600^{\circ}C$ annealing, equivalent oxide thickness of tantalum gate MOS capacitor was continuously decreased. Barrier heights of Ta-Mo alloy and pure metal that supported the work function values were calculated from Fowler-Nordheim analysis. As a result of these electrical?experiments, Ta-Mo metal alloy with $ZrO_2$ is excellent gate electrode for NMOS.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.300-300
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• 2008

In this study, the advanced DuoPIGatron-type ion beam (IB) system was applied to inorganic thin film for aligning liquid crystal (LC). LC alignment on $Ta_2O_5$ via IB irradiation was embodied. As a result of IB irradiation, the homogeneously aligned liquid crystal display (LCD) on $Ta_2O_5$ was observed with low pretilt angles. The $Ta_2O_5$ were deposited on indium-tin-oxide coated Coming 1737 glass substrates by rf magnetron sputtering at $200^{\circ}C$. The deposition process resulted in forming very uniform thin film on glass substrates without any defects. To confirm the application of the inorganic alignment on modem display optical devices, we fabricated twisted nematic LCD and measured optical property and response time. As a result of the experiment, the electro optical characteristics of the LCD fabricated by using IB irradiation on $Ta_2O_5$ alignment layer were similar with the other LCD fabricated by using rubbing process.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.23-23
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• 2018

In this study, new titanium alloys were prepared by adding elements such as tantalum (Ta), zirconium (Zr) and the like to complement the biological, chemical and mechanical properties of titanium alloys. The Ti-40Ta-xZr ternary alloy was formed on the basis of Ti-40Ta alloy with the contents of Zr in the contents of 0, 3, 7 and 15 wt. %. Plasma electrolytic oxidation (PEO), which combines high-voltage sparks and electrochemical oxidation, is a novel method to form ceramic coatings on light metals such as Ti and its alloys. These oxide film produced by the electrochemical surface treatment is a thick and uniform porous form. It is also composed of hydroxyapatite and calcium phosphate-based phases, so it has the characteristics of bone inorganic, non-toxic and very high bioactivity and biocompatibility. Ti-40Ta-xZr alloys were homogenized in an Ar atmosphere at $1050^{\circ}C$ for 1 hour and then quenched in ice water. The electrochemical oxide film was applied by using a power supply of 280 V for 3 minutes in 0.15 M calcium acetate monohydrate ($Ca(CH_3COO)_2{\cdot}H_2O$) and 0.02 M calcium glycerophosphate ($C_3H_7CaO_6P$) electrolyte. A small amount of 0.0075M zinc acetate and magnesium acetate were added to the electrolyte to enhance the bioactivity. The mechanical properties of the coated surface of Ti-40Ta-xZr alloys were evaluated by Vickers hardness, roughness test, and elastic modulus using nano-indentation, and the surface wettability was evaluated by measuring the contact angle of the coated surface. In addition, cell activation and differentiation were examined by cell culture of HEK 293 (Human embryonic kidney 293) cell proliferation. Surface properties of the alloys were analyzed by scanning electron microscopy(FE-SEM), EDS, and X-ray diffraction analysis (XRD).