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$Ar^+$이온 충격이 MOD 법에 의해 제조된 ${SrBi_2}{Ta_2}{O_9}$박막의 화학 상태에 미치는 영향
박윤백,조광준,이문근,허성,이태권,김호정,민경열,이순영,김일욱,Park, Yoon-Baek,Cho, Kwang-Jun,Lee, Moon-Keun,Heo, Sung,Lee, Tae-Kwon,Kim, Ho-Joung,Min, Kyung-Youl,Lee, Sun-Young,Kim, Yil-Wook 한국세라믹학회 2000 한국세라믹학회지 Vol.37 No.11
(Bi$_2$O$_2$)$^{2+}$층 사이에 두 개의 Ta-O 팔면체로 연결된 Bi 계의 층상 페로브스카이트 구조인 SrBi$_2$Ta$_2$O$_{9}$ (SBT) 박막을 XPS를 이용하여 깊이별 화학 상태 변화를 분석하였다. 아르곤 이온으로 SBT 박막을 식각하면, SBT 박막의 각 구성물들은 가속 Ar$^{+}$ 이온의 에너지에 따라 변화한다. SBT 각 구성물 중 Sr 3d의 화학 상태는 Ar$^{+}$ 이온의 에너지변화에 따라 근소하게 변화한다. 반면에, Ta 4f와 Bi 4f의 화학 상태 변화는 인가되는 Ar$^{+}$ 이온 에너지에 확실하게 의존한다. 특히, Bi 4f는 Sr과 Ta에 비해 낮은 Ar$^{+}$ 이온 에너지에서도 Bi-O의 화학 상태가 금속 Bi 화학 상태로 현저하게 변화한다. 이러한 SBT 박막의 화학 상태 변화는 산호 원자의 선택적인 식각 때문에 발생하며 선택적인 식각은 SBT 박막 내에서 각 구성물과 산소간의 질량 차이와 각 구성물의 열적 안정성에 의존함을 알 수 있다.
Heterostructure 열처리에 의한 Bi 조성 제어가 SrBi$_2$Ta$_{2-x}$Nb$_x$O$_9$ 박막의 강유전 특성에 미치는 영향
박윤백,이전국,정형진,박종완 한국세라믹학회 1998 한국세라믹학회지 Vol.35 No.10
Ferroelectric properties of{{{{ { { { {SrBi }_{2 }Ta }_{2-x }Nb }_{x }O }_{9 } }} (SBIN) thin films were affected by the amount of Bi content in SBTN. The addition of Bi into the SBTN films could be accomplished by heat treating SBTN/Bi2O3/SBTN het-erostructures fabricated by r.f. magnetron sputtering method. The variation of Bi content was controlled by changing the thickness of the sandwiched Bi2O3 in SBTN/Bi2O3/SBTN heterostructure from 50 to 400$\AA$. As changing the thickness of the sandwiched Bi2O3 in Bi2O3 films was increased from 0 to 100$\AA$ the grain grew faster and the ferroelectric pro-perties were improved. On the other hand when the thickness of Bi2O3 films was thicker than 150$\AA$ the fer-roelectric properties were deteriorated Especially for SBTN thin films inserted by 400$\AA$ Bi2O3 layer a Bi2Phase appeared as a second phase resulting in poor ferroelectric properties. The maximum remanent po-larization (2Pr) and coercive field(Ec) were obtained for the SBTN/Bi2O3/(100$\AA$)/SBTN thin films. In this case 2Pr and Ec were 14.75 $\mu$C/cm2 and 53.4kV/cm at an applied voltage of 3V respectively.
Co/Ti이중박막을 이용한 $CoSi_2$에피박막형성에 관한 연구
김종렬,배규식,박윤백,조윤성,Kim, Jong-Ryeol,Bae, Gyu-Sik,Park, Yun-Baek,Jo, Yun-Seong 한국재료학회 1994 한국재료학회지 Vol.4 No.1
전자빔 증착법을 사용하여 10nm두께의 Ti과 18nm두께의 Co를 Si(100)기판에 증착한 후, $N_{2}$분위기에서 $900^{\circ}C$, 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중금속박막의 역전을 유도함으로서 $CoSi_{2}$박막을 형성하였다. 4점 탐침기로 측정한 면저항은 3.9Ω/ㅁ 었으며, 열처리 시간을 증가해도 이값은 유지하여 열적 안정성을 나타내었다. XRD 결과는 형성된 실리사이드는 기판과 에피관계를 갖는 $CoSi_{2}$상 임을 보였으며, SEM 사진은 평탄한 표면을 나타내었다. 단면 TEM 사진은 기판위에 형성된 박막층은 70nm 두께의 $CoSi_{2}$ 에피박막과 그위에 두개의 C0-Ri-Si합금층등 세개의 층으로 되어 있음을 보였다. AES 분석은, 기판상의 자연산화막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. AES분석은, 기판상의 잔연산화막이 열처리초기, Ti에 의해 제거된후 Co가 원자적으로 깨끗한 Si기판에 확산하여 $CoSi_{2}$에피박막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. $700^{\circ}C$, 20초 + $900^{\circ}C$, 20초 이중 열처리를 한 경우, $CoSi_{2}$결정성장으로 면저항값은 약간 낮아졌으나, 박막의 표면과 계면이 거칠었다. 이 $CoSi_{2}$에피박막의 실제 소자에의 적용방안과 막의 역전을 통한 에피박막형성의 기제를 열역학 및 kinetics 관점에서 고찰하였다. Ti film of lOnm thickness and Co film of 18nm thickness were sequentially e-heam evaporated onto Si (100) substrates. Metal deposited samples were rapidly thermal-annt.aled(KTA) in thr N1 en vironment a t $900^{\circ}C$ for 20 sec. to induce the reversal of metal bilayer, so that $CoSi_{2}$ thin films could be formed. The sheet resistance measured by the 4-point probe was 3.9 $\Omega /\square$This valur was maintained with increase in annealing time upto 150 seconds, showing high thermal stab~lity. Thc XRII spectra idrn tified the silicide film formed on the Si substrate as a $CoSi_{2}$ epitaxial layer. The SKM microgr;iphs showed smooth surface, and the cross-sectional TKM pictures revealed that the layer formed on the Si substrate were composed of two Co-Ti-Si alloy layers and 70nm thick $CoSi_{2}$ epl-layer. The AES analysis indicated that the native oxide on Si subs~rate was removed by TI ar the beginning of the RTA, and Ihcn that Co diffused to clean surface of Si substrate so that epitaxial $CoSi_{2}$ film could bt, formed. In thc rasp of KTA at $700^{\circ}C$. 20sec. followed by $900^{\circ}C$, 20sec., the thin film showed lower sheet resistance, but rough surface and interface owing to $CoSi_{2}$ crystal growth. The application scheme of this $CoSi_{2}$ epilayer to VLSI devices and the thermodynarnic/kinetic mechan~sms of the $CoSi_{2}$ epi-layer formation through the reversal of Co/Ti bdayer were discussed.