• 한국표면공학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.196-205
• /
• 1991

Multi-level thin films are very important in ULSI applications because of their high electromigration resistance. This study presents the effects of titanium, titanium nitride and titanium tungsten underlayers of the stability of multi-aluminum thin films during isothermal annealing. High purity Al(99.999%) films have been electron-beam evaporated on Ti, TiN, TiW films formed on SiO2/Si (P-type(100))-wafer substrates by RF-sputtering in Ar gas ambient. The hillock growth was increased with annealing temperatures. Growth of hillocks was observed during isothermal annealing of the thin films by scanning electron microscopy. The hillock growth was believed to appear due to the recrystallization process driven by stress relaxation during isothermal annealing. Thermomigration damage was also presented in thin films by grain boundary grooving processes. It is shown that underlayers of Al/TiN/SiO2, Al/TiW/SiO2 thin films are preferrable to Al/SiO2 thin film metallization.

• 한국진공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.193-199
• /
• 2003

아크-마그네트론 복합 공정법에 의해 Cu, Ag 도핑된 TiN 나노 복합 화합물 박막을 합성하고 각 금속원소 종류 및 함량에 따른 기계적 특성 및 나노 구조로의 상변화 거동을 관찰하였다. 합성된 박막은 약 40 ㎬의 높은 경도치를 나타내었으며 2 at% 미만의 낮은 금속 원소 함량에서 최대 경도간을 나타내었다. 금속 원소 함량이 증가할수록 결정립 미세화 및 다결정화가 진행되어 초고경도 특성을 나타내는 나노구조 박막이 합성되었으며 도핑되는 금속원소 종류에 따라 나노 구조로의 상변화 기구가 상이함을 관찰하였다. TiN 박막내 도핑된 Cu는 Ti와 일부 결합을 이루면서 Ti의 자리를 치환하는 것으로 나타났으나, Ag는 Ti와 결합을 이루거나 Ti 격자 자리를 치환하는 것이 아니라 독립적으로 결정립계에 존재하여 charge transfer만을 발생시키는 것으로 관찰되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
• /
• pp.236-237
• /
• 2005

The structural properties of $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}(BCT)$ thin films with post-annealing temperature were investigated. $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}(BCT)$ thin films were deposited by RF sputtering method on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrates with optimum deposition condition. The $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}(BCT)$ thin films was post-annealed at 600$^{\circ}C$, 650$^{\circ}C$, 700$^{\circ}C$, 750$^{\circ}C$, 800$^{\circ}C$ in furnace,respectively. Increasing the post-annealing temperature, the grain size, density and peak intensity of (117) and c-axis orientation were increased. The $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}(BCT)$ thin films that annealed at 750$^{\circ}C$ exhibited well crystallized phase and had no vacancy and grain was uniform. but there are some secondary phases observed. At this time, the average thickness of $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}(BCT)$ thin films was 2000 ${\AA}$.

• 한국광학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.9-17
• /
• 1994

Ar 이온빔 보조 증착법(IBAD)으로 제작한 $TiO_2$ 박막의 광학적 특성을 연구하였다. 포락선 방법으로 측정한 단층 IBAD TiO2 박막의 굴절률은 이온빔을 사용하지 않은 보통 $TiO_2$ 박막보다 증가하여 bulk의 값에 보다 가까웠으며, 진공과 공기 중에서 투과 파장 영역의 이동을 측정하여 조사한 단층 IBAD 박막의 조밀도는 보통 박막보다 현격히 증가하였다. 이온빔 보조 증착법으로 $(TiO_2/SiO_2)$ 다층 박막 간섭필터를 제작하였고, 진공과 공기 중에서 각각 간섭 필터의 최고 투과 파장의 이동을 측정하였다. IBAD 간섭 필터의 파장 이동량은 보통 간섭필터에 비해 무시할 수 있을 정도로 작아 IBAD 박막의 조밀도가 증가하고 광학적으로 안정된 것을 알 수 있었다. 또한 IBAD $TiO_2$ 박막과 보통 $TiO_2$ 박막 모두 원소 조성비는 정상이었으며 결정 구조는 비정질이었다.

• 한국진공학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.227-232
• /
• 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.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제51권3호
• /
• pp.190-196
• /
• 2014

Flexible $TiO_2$ films were deposited as dielectric materials for high-energy-density capacitors on polyethylene terephthalate (PET) substrates using a roll-to-roll sputtering method. Both the growth behavior and electrical properties of the flexible $TiO_2$ films were dependent on the sputtering pressure and $O_2$/Ar gas ratio during the sputtering process. All $TiO_2$ films had an amorphous structure regardless of the sputtering conditions due to the low substrate temperature. Microstructural characteristics such as the surface morphology and roughness of the films degraded with an increase in the sputtering pressure and $O_2$ gas concentration. The $TiO_2$ films deposited at a low pressure showed better electrical properties than those of films deposited at a high pressure. The $TiO_2$ films prepared at 10 mTorr exhibited a dielectric constant of approximately 90 at 1 kHz and a leakage current density of $5{\sim}6{\times}10^{-7}A/cm^2$ at 3 MV/cm.

• 열처리공학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.31-36
• /
• 2011

$TiO_2$ films were deposited on a glass substrate with RF magnetron sputtering and then surface of $TiO_2$ films were electron beam irradiated in a vacuum condition to investigate the effect of electron bombardment on the thin film crystallization, surface roughness and gas sensitivity for hydrogen. $TiO_2$ films that electron beam irradiated at 450eV were amorphous phase, while the films irradiated at 900 eV show the anatase (101) diffraction peak in XRD pattern. AFM measurements show that the roughness is depend on the electron irradiation energy. As increase the hydrogen gas concentration and operation temperature, the gas sensitivity of $TiO_2$ and $TiO_2$/ZnO films is increased proportionally and $TiO_2$ films that electron beam irradiated at 900 eV show the higher sensitivity than the films were irradiated at 450eV. From the XRD pattern and AFM observation, it is supposed that the crystallization and rough surface promote the hydrogen gas sensitivity of $TiO_2$ films.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
• /
• 제9권10호
• /
• pp.991-1000
• /
• 1996

PbTiO$_{3}$-PbZrO$_{3}$-Pb(Ni$_{1}$3/Nb$_{2}$3/O$_{3}$) (PZT-PNN) thin films were prepared from corresponding metal organics partially stabilized with diethanolamine by the sol-gel spin coating method. Each mol ratio of PT:PZ:PNN solutions were #1(50:40:10), #2(50:30:20), #3(45:35:20), #4(40:40:20), #5(40:50:10), #6(35:45:20) and #7(30:50:20) respectively. The spin-coated PZT-PNN films were heat-treated at 350.deg. C for decomposition of residual organics, and were sintered from 450.deg. C to 750.deg. C for crystallization. The substrates, such as Pt and Pt/TiN/Ti/TiN/Si were used for the spin coating of PZT PNN films. The perovskite phase was observed in the PZT-PNN films heat-treated at 500.deg. C. The crystalline of the PZT-PNN films was optimized at the sintering of 700.deg. C. By the result of AES analysis, It is confirmed that the films of TiN/Ti/TiN was a good diffusion barrier and that co-diffusion into the each films was not observed.

• 한국진공학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.321-327
• /
• 2001

Radio frequency magnetron sputtering방법으로 타켈의 Ti/si 조성과 $N_2$ 유량을 변화시켜 증착한 다양한 조성비의 Ti-Si-N 박막의 비저항 변화와 확산방지능력을 조사하였다. 높은 Si 함량을 포함한 Ti-Si-N박막내의 Si은 주로 비정질의 $Si_3N_4$ 형태로 존재하였으며 $N_2$의 양이 증가함에 따라 비저항도 증가하였다. 반면, 낮은 Si 함량을 포함한 Ti-Si-N박막은 낮은 $N_2$ 유량에서도 결정질의 TiN이 형성되었고 낮은 비저항을 나타내었다. 또한, 박막내의 N의 양이 증가함에 따라, 높은 박막의 밀도와 압축응력을 갖는 Ti-Si-N이 형성되었으며, 이는 박막 내의 N의 함량이 확산방지능력에 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나로 판단된다. 결과적으로, 29~49 at.%, Ti, 6~20 at.% Si, 45~55 at.% N 범위의 조성을 갖는 Ti-Si-N박막이 우수한 확산 억제 능력을 보유하면서 또한 낮은 비저항 특성을 나타내는데 적합한 조성 범위로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제43권6호
• /
• pp.362-368
• /
• 2006

Epitaxial $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ (BSTO) thin films have been grown on TiN buffered Si (001) substrates by Pulsed Laser Deposition (PLD) method and the effects of substrate temperature and oxygen partial pressure during the deposition on their dielectric properties and crystallinity were investigated. The crystal orientation, epitaxy nature, and microstructure of oxide thin films were investigated using X-Ray Diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM). Thin films were prepared with laser fluence of $4.2\;J/cm^2\;and\;3\;J/cm^2$, repetition rate of 8 Hz and 10 Hz, substrate temperatures of $700^{\circ}C$ and ranging from $350^{\circ}C\;to\;700^{\circ}C$ for TiN and oxide respectively. BSTO thin-films were grown on TiN-buffered Si substrates at various oxygen partial pressure ranging from $1{\times}10^{-4}$ torr to $1{\times}10^{-5}$ torr. The TiN buffer layer and BSTO thin films were grown with cube-on-cube epitaxial orientation relationship of $[110](001)_{BSTO}{\parallel}[110](001)_{TiN}{\parallel}[110](001)_{Si}$. The crystallinity of BSTO thin films was improved with increasing substrate temperature. C-axis lattice parameters of BSTO thin films, calculated from XRD ${\theta}-2{\theta}$ scans, decreased from 0.408 m to 0.404 nm and the dielectric constants of BSTO epitaxial thin films increased from 440 to 938 with increasing processing oxygen partial pressure.