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- 저자 : 이재찬(Jaichan Lee) (검색결과 5 건)
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솔 - 젤 법을 이용한 Pb(Zr, Ti)O₃ 박막의 성장 및 전기적 특성에 관한 연구
김봉주(Bong Ju Kim),전성진(Sungjin Jun),이재찬(Jaichan Lee),유지범(Ji Beom Yoo) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)
MEMS 소자 제작을 위하여 압전체로서 Pb(Zr,Ti)O₃ (以下 PZT)박막 및 전극물질로 전도성 산화물인(La,Sr)CoO₃ (以下 LSCO) 박막을 솜-젤 법으로 제작하였다. 실리카 후막과 PZT 박막의 접착성의 개선을 위해, 그리고 하부 전극으로 사용된 LSCO 박막은 물을 용매로 제작된 용액을 이용하여 제작되었으며 실리카와의 계면상태 향상을 위하여 고분자 계통의 첨가제인 poly vinyl alcohol(PVA)를 첨가하였다. PZT 박막에 사용된 용액은 보다 용이한 후막화를 위하여 높은 점성과 끓는점을 가지는 1,3-propanediol을 용매로 사용하였으며 출발물질의 합성에 있어서 반응성은 높지만 안정성이 약한 propoxide 계열의 특성을 보완하기 위하여 안정성이 높은 특성을 가지는 acetylacetone으로 부분치환을 시켜 제조하였다. 제조된 용액으로 스핀코팅 및 열처리를 통하여 박막을 성장시켰으며 약 0.8~1 ㎛ 두께의 균열이 없는 PZT 박막을 LSCO/SiO₂상에서 성장시킬 수 있었다. PZT 박막의 유전상수 및 유전손실 값은 각각 900~1200, 2~5%이었으며 Mach-Zehnder interferometer를 통해서 측정된 d₃₃ 압전상수는 100 kV/㎝의 전기장 하에서 200 pm/V이었다. Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O₃ (PZT) thick films as an actuating material with conducting oxides, (La_(0.5)Sr_(0.5)) CoO₃ (LSCO), have been fabricated by sol-gel method for Optical Micro-Electro-Mechanical System(MEMS) devices, in which PZT/LSCO/SiO₂ structures were used. In order to improve the adhesion between the silica and electrode, conducting oxides (LSCO) was used. Poly vinyl alcohol (PVA) was added to LSCO solution in order to enhance the wetting behavior of a water-based LSCO precursor solution and further to improve the adhesion between LSCO and SiO₂ layers. PZT films were made using 1-3 propanediol based precursor solution which has a high viscosity and a boiling point appropriate for thick film fabrication. In the precursor solution, Ti-propoxide and Zr-propoxide are partially substituted with acetylacetone to achieve the solution stability while maintaining reactivity. Crack free PZT films (0.8~1㎛) have been successfully fabricated at crystallization temperatures above 700℃. Dielectric constants and dielectric losses of the PZT films were 900~1200 and 2~5%, respectively. Piezoelectric properties of PZT films were measured by modified Mach Zehnder interferometer. Piezoelectric constant d₃₃ of the PZT films constrained by a substrate were 200 pm/V at 100 kV/㎝.
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펄스 레이저 증착법으로 증착된 MgTiO₃ 박막의 전기적 특성 분석
안순홍(Soonhong Ahn),노용한(Yonghan Roh),이영훈(Younghun Lee),강신충(Shinchung Kang),이재찬(Jaichan Lee) 한국진공학회(ASCT) 2000 Applied Science and Convergence Technology Vol.9 No.3
차세대 마이크로파 유전체 소자에 응용하기 위한 MgTiO₃ 박막을 펄스 레이저 증착법(PLD, pulsed laser deposition)을 이용하여 400~500℃에서 비정질 상태로 실리콘 기판 위에 성장시킨 후 전기적 특성을 분석하였다. PLD로 증착된 MgTiO₃ 박막의 전기적 특성은 성장 시 온도에 의존하였다. 즉, 증착 온도가 낮아짐에 따라 MgTiO₃ 박막 내부에 존재하는 이상정전하 결함 밀도가 증가하였으며, 이들 결함과 실리콘 기판과의 전하교환에 의하여 High Frequency(HF) C-V 곡선이 음의 방향으로 이동하는 현상이 관측된 것으로 사료된다. 또한, 증작 온도간 HF C-V 곡선 이동 폭 및 이상정전하 밀도는 ~100Å 두께의 SiO₂ 중간층을 사용할 경우에 현저히 감소함을 확인하였다. We have analyzed electrical characteristics of the amorphous MgTiO₃ thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD) technique with the temperature of 400~500℃. The electrical characteristics of MgTiO₃ films heavily depend on the deposition temperature. We speculate that the density of anomalous positive charge (APC) substantially increases as the deposition temperature lowers, causing the HF C-V curves shift to the direction of the negative gate voltage. We further observed that both the degree of C-V shift as a function of the deposition temperature and the density of APC were minimized by the use of SiO₂ with thickness of approximately 100 Å between MgTiO₃ films and the Si substrate.
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강신충(Shinchung Kang),임왕규(Wangkyu Lim),안순홍(Soonhong Ahn),노용한(Younghan Roh),이재찬(Jaichan Lee) 한국진공학회(ASCT) 2000 Applied Science and Convergence Technology Vol.9 No.3
광소자와 마이크로파 유전체 소자 및 결연 산화막으로의 응용을 위한 MgTiO₃ 박막을 펄스레이저 증착법을 이용하여 다양한 기판 위에서 증착하였다. 사파이어 기판에(c-plane Sapphire) 성장된 MgTiO₃ 박막은 에피텍셜 성장(epitaxial growth)이 되었으며, SiO₂/Si 및 Pt/Ti/SiO₂/Si(platinzed silicon)기판 위에 성장된 MgTiO₃ 박막의 경우, 기판과 관계없이 c축 방향으로 배향(oriented)되었다. 사파이어 기판 위에 증착된 MgTiO₃ 박막은 가시영역에서 투명하였으며, 약 290 ㎚ 파장을 갖는 영역에서 급격한 흡수단을 보였다. 사파이어 기판 위에 성장된 박막의 AFM(Atomic Force Microscopy) 분석결과 약 0.87 ㎚ rms roughness 값을 갖는 매우 평탄한 표면상태를 갖고 있음을 확언하였다. MIM(Pt/MgTiO₃/Pt) 구조의 캐패시터를 형성시켜 MgTiO₃ 박막의 유전특성(dielectric properties)을 관찰하였는데, 펄스레이저 증착법으로 성장된 MgTiO₃ 박막의 유전율(relative dielectric constant)은 약 24.5였으며, 1 MHz에서 약 1.5%의 유전손실(dielectric loss) 값을 보였다. 또한 이때 MgTiO₃ 박막은 낮은 유전분산을 보였다. MgTiO₃ thin films have been grown on various substrates by pulsed laser deposition (PLD) to investigate the application for microwave dielectrics and optical devices. Epitaxial MgTiO₃ thin films were obtained on sapphire (c-plane Al₂O₃). MgTiO₃ thin films deposited on SiO₂/Si and platinized silicon (Pt/Ti/SiO₂/Si) substrates were highly oriented. MgTiO₃ thin films grown on sapphire were transparent in the visible and had a sharp absorption edge about 290 ㎚. These MgTiO₃ thin films had extremely fine feature of surface morphology, i.e., rms roughness of 0.87 ㎚, which was examined by AFM. We have investigated the dielectric properties of the MgTiO₃ thin films in MIM(Pt/MgTiO₃/Pt) capacitors. Dielectric constant and loss of MgTiO₃ thin films deposited by PLD were about 24 and 1.5% at 1 MHz, respectively. These MgTiO₃ thin films also exhibited little dielectric dispersion.
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Pulsed laser depostion (PLD)법으로 증착된 BaTiO₃ / SrTiO₃ 산화물 초격자의 성장 및 유전특성
김주호(Juho Kim),김이준(Leejun Kim),정동근(Donggeun Jung),김용성(Young Sung Kim),이재찬(Jaichan Lee) 한국진공학회(ASCT) 2002 Applied Science and Convergence Technology Vol.11 No.3
BaTiO₃(BTO)/SrTiO₃(STO) 산화물 인공 초격자가 MgO (100) 단결정 기판위에 Pulsed laser deposition(PLD)법으로 증착되었다. 다층구조에서 BTO/STO 층의 적층 주기는 BTO_(1 unit cell)/STO_(1 unit cell)에서 BTO_(125 unit cell)/STO_(125 unit cell) 두께로 변화시켰고 초격자 전체 두께는 100 ㎚으로 고정시켰다. X-ray 회절 결과는 다양한 주기의 BTO/STO 산화물 박막에서 초격자의 특성을 보였고 투과형 전자 현미경을 통해서 BTO와 STO의 두 층간의 계면에서 상호확산이 일어나지 않고 초격자가 잘 성장된 것을 확인하였다. 초격자의 유전율은 임계 두께 내에서 적층주기가 감소함에 따라 증가하였다. 이러한 초격자의 유전율은 낮은 주기 즉 BTO_(2 unit cell)/STO_(2 unit cell)주기에서 1230으로 높게 나왔으며 이러한 원인은 격자 변형(c/a ratio)에 기여된 것으로 분석되었다. Artificial BaTiO₃(BTO)/SrTiO₃(STO) oxide superlattice have been deposited on MgO (100) single crystal substrate by pulsed laser deposition(PLD) method. The stacking periodicity of BTO/STO superlattice structure was varied from BTO_(1 unit cell)/STO_(1 unit cell) to BTO_(125 unit cell)/STO_(125 unit cell) thickness with the total thickness of 100 ㎚. The result of X-ray diffraction showed the characteristics of superlattice in the BTO/STO multilayer structure. we have also confirmed that there was no interdiffusion at the interface between BTO and STO layers by high resolution transmission electron microscopy(HRTEM). The dielectric constant of superlattice increased with decreasing stacking periodicity of the BTO/STO superlattice within the critical thickness. The dielectric constant of the BTO/STO superlattice reached a maximum i.e., 1230 at a stacking perioicity of BTO_(2 unit cell)/STO_(2 unit cell).
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