Pt/SiOz!Si의 기판위에 (Pb,La)TiO3(PLT) 박막을 졸-겔 방법으로 제작하여 La 첨가량 및 후속열처리 온도에 따른 결정학적, 전기적 특성율 조사하였다. 600˚C 이상의 온도에서 열처리된 PLT 박막 시료의 경우 La 도핑량에 관계없이 전형적인 perovskite 결정구조를 보여 주었다. La이 전혀 첨가되지 않은 (Pb,La)TiO3(PT) 시료에 10 mole% La을 첨가할 경우 (PLT-I0 시료) c축 배향도는 약 63%에서 26%로 크게 감소하였다. PLT-1O 박막시료의 깊이에 따른 AES 분석결과 박막내의 각 성분원소 들이 비교척 균일하게 분포되어 았고 하부전극(Pt)과 PLT 박막층 사이에는 상호반응없이 비교적 안정된 막을 형성하고 있음을 알 수 있었다. 600˚C에서 열처리된 PLT-1O 박막의 유전상수(εr) 와 유전정접 (tanδ) 은 약 193과 0.02의 값을 나타내였다. 후속열처리 온도를 600˚C 에서 700˚C로 증가함에 따라 잔류분극(2Pr,Pr+-Pr-)은 약 4μCcm2 에서 약 16μCcm2로 크게 증가하였으며 잔류 분극값의 증가는 후속열처리에 의해 결정성이 개선되었기 때문이라 판단된다. 30˚C 온도부근에셔 초전계수(γ)는 약 4.0nC/cm2·˚C의 값을 냐타내었다.

일반적으로 LPCVD 방법에 의한 다결정 실리콘 박막은 SiH4가스를 열분해하여 증착한다. 본 실험에서는 다결정 실리콘 박막속에 포함된 산소농도를 낮추기 위하여 실리콘 웨이퍼를 반응로 안으로 장착할 때, 20slm의 N2가스를 반응로의 위에서부터 아래로 flow하였으며 박막의 산소농도를 측정하기 위하여 두께가 1000Å인 박막을 증착한 다음 SIMS로 분석한 결과 반응로의 hatch에 있는 짧은 injector를 통하여 20slm의 N2가스를 flow한 경우보다 박막의 산소농도가 ~30배 정도 낮아짐을 알 수 있었다. 긴 injector를 사용하여 증착된 박막의 두께 균일도, particle 및 Rs를 측정하여 박막증착의 재현성이 있음을 평가하였다.

PECVD(Plasma enhanced chemical vapor deposition)을 이용하여 yttria-stabilized zirconia(YSZ) 박막을 제조하였다. 반응물질로 금속유기화합물을 Zr[TMHD]4와 Y[TMHD]3그리고 산소를 사용하였으며, 증착온도는 425˚C, rf power는 0~100W까지 적용하였다. YSZ 박막은 (200)면이 기판에 평행한 입벙정상 구조를 가졌으며, 1시간 내에 1μm 두께를 형성하였다. EDX에 의한 막의 성분분석 결과로부터 환산된 박막내의 Y2O3의 함량은 0-36%의 범위였다. 버블러의 온도 및 운반기체의 유량이 증가함에 따라 박막의 두께 역시 비례하여 증가하였는데, 이는 precursor의 flux 증가로 인한 박막내의 Y2O3의 함량증가에 의한 것이었다. Zr 및 Y, O는 박막의 두께에 따라 일정한 조성비를 나타내었다. 운반기체를 Ar로 하였을 때 1000Å이하의 크기를 갖는 YSZ 입자들이 column 모양으로 기판에 수직하게 성장하였으며, 운반기체가 He인 경우에도 column 모양으로 성장하였으며 입도가 1000~2000Å으로 Ar의 경우보다 조대해졌다. XRD 분석결과 Y2O3의 함량이 증가함에 따라 YSZ의 격자상수 값이 약간씩 증가하였다. 이는 박막 전반에 걸쳐 형성된 균열에 의해 격자변형으로 인해 발생한 응력을 완화시켰지 때문이다.

DC마그네트론 스퍼터링 방식으로 Ti/SiO2/Si 구조 위에 Pt(200) 박막을 배향 성장시키기 위해 증착조건(스퍼터링 가스의 종류와 압력, 기판의 온도)과 후속열처리(RTA, Furnace annealing)에 따른 Pt 박막의 전기, 결정학적 특성을 조사하였다. 실험결과, 20mTorr의 Ar+O2(20%)의 혼합가스 분위기에서 기판온도를 500˚C로 유지하여 Pt박막을 증착하고 600˚C에서 30초간 급속 열처리를 실시한 경우, 90% 이상의 결정 배항도를 갖는 Pt(200) 박막을 제작할 수 있었다. 제작된 Pt(200) 박막은 30~40μΩ.cm의 낮은 전기저항율과 우수한 열적 안정성을 나타내었으며 600˚C의 고온에서 장시간 열처리를 실시하여도 전기저항율이나 우선 배향성의 변화, 박막내 미세 결함 및 열적응집현상 등이 발생되지 않았다.

Recently, high luminance and efficiency were realize in organic thin film electroluminescence (EL) cells with multilayer structures including an emitting layer (EML), hole transporting layer (HTL), and an electron transporting layer (ETL). In this study, Bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium (Bebq2) was synthesized. PL and EL characteristics of their thin film were investigated by fabricating the devices having a structure of ITO/PVK/Bebq2/Al, ITO/PVK dispersed with TPD/Bebq2/Al. The EL color of these device was greenish and the wavelength of their EL peaks was located, respectly, at 495nm, and 492.5nm.

본 실험에서는 리튬 이차 박막전지의 음극물질로 주석 산화물 박막을 RF magnetron sputter을 이용하여 증착하였다. RF power를 2.5w/cm2로 고정시키고, 공정압력을 5mtorr에서 30mtorr까지 변화시키면서 막의 결정성 및 응력 변화, 굴절률 등을 측정하여 주석 산화물 박막의 음극 특성을 조사하였다. 분석한 결과, 압력이 증가함에 따라 증착 속도는 125Å/min에서 58Å/min까지 감소하였으며, 결정 구조는 (110)면에서 (101)면과 (211)면으로 천이됨을 보였다. 또한 막응력은 공정압력 20mtorr를 기준으로 압축응력에서 인장응력으로 바뀌었고, 굴절률도 1.93에서 1.79로 감소하였다. 공정압력변화에 따른 충방 전 시험결과 공정압력 5mtorr에서 가장 큰 가역적 용량(483.91μAh/cm2-μm을 보였으나, 사이클이 진행될수록 사이클 퇴화가 점차 증가하였고, 10mtorr에서는 가역적 용량 및 사이클 특성 모두 좋은 것으로 나타났다. 이는 공정 압력이 감소함에 따라 막의 밀도의 증가로 전기 화학적으로 반응할 수 있는 활물질의 양이 증가한 것으로 생각되며 또한, 사이클 특성은 막응력에 의해 크게 영향을 받는다고 생각된다.

하부전극 없이 MgO 중간층을 갖는 고농도로 도핑된 Si(100) 기판(MgO/Si)위에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방법으로 as-deposited PZT 박막을 증착한후 650˚C 온도에서 RTA 후속열처리를 실시하였다. 제작된 PZT 박막시료에 대해 MgO 중간층의 두께 및 후속열처리에 따른 결정학적, 전기적특성을 조사하였다. XRD 분석결과 MgO층이 전혀 증착되지 않은 bare Si 기판위에 증착된 PZT 시료는 pyrochlore 결정상만이 나타났으나 50 두께의 M gO층 위에 증착된 PZT/MgO/Si 박막시료는 전형적인 perovskite 결정구조를 나타내었다. SEM 및 AES 분석결과 PZT 박막두게는 약 7000 이었으며 비교적 매끄러운 계면형상을 보여 주었다. PZT 박막내의 각 성분원소가 깊이에 따라 비교적 균일한 분포를 나타내었다. 650˚C의 온도로 후속열처리된 PZT/MgO/Si 박막의 1KHz 주파수에서 유전상수 (εr )와 잔류분극 (2Pr)은 약 300 및 14μC/cm2의 값을 각각 나타내었으며 누설전류의 크기는 약 3.2μA/cm2이었다.

본 연구에서는 졸-겔공정에 의해 금속 alkoxide용액을 이용하여 강유전성 PMN분말 및 박막을 제조하였다. PMN박막은 dip coating 방법으로 Pt가 피복된 Si 기판 위에 제조하였다. 열처리에 따른 gel 분말의 유기물 분해거동과 제조된 분말 및 박막의 열처리 온도변화에 따른 결정상 발달과정을 열분석, 적외선 및 Rarnan 분광분석과 X-선회절분석을 통하여 규명하였다 또한 과잉의 PbO와 MgO 첨가가 PMN박막의 Perovskite 결정상 생성에 미치는 영향을 고찰하였다. Pt가 피복된 Si기판 위에 5회 코팅으로 제조된 PMN박막의 820˚C에서 1분간 열처리 후 두께는 약 3000 이였다 PMN 박막 제조시, 15% 과잉의 PbO를 첨가하고 1분간 820˚C에서 열처리한 경우에 단일상의 Perovskite상을 얻을 수 있다. 고상반응에서와 같이 액상반응인 sol-gel공정에서도 과잉의 MgO (10mo1% ) 첨가가 Perovskite상의 생성을 증가시키는 것을 확인하였다 Pt가 피복된 Si기판 위에 제조된 PM N박막을 820˚C에서 1분간 열처리하였을 경우에 제조된 PM N박막의 유전상수 값과 손실계수는 10kHz주파수에서 각각 2200~2700 및 -0.33의 값을 나타내었다.

Pt 상부 전극 증착온도가 Pb(Zr,Ti)O3(PZT) 박막의 전기적 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Pt 상부 전극을 200˚C이상의 고온에서 증착하는 경우, Pt 전극의 하부에 위치한 PZT 박막은 강유전 특성이 심하게 저하되었으나, Pt 전극이 증착되지 않았던 부분은 강유전 특성이 저하되지 않았다. 이와 같은 현상이 발생된 것은 진공 chamber 내의 수증기가 Pt 상부전극의 촉매 작용에 의해 수소 원자로 분해되고, 이 분해된 수소 원자가 고온에서 Pt 하부의 PZT 박막 내로 확산해 들어가 PZT박막에 산소 공공을 만들어 내기 때문이다. Pt의 촉매 작용이 없이는 수증기의 수소 원자로의 분해가 어려우므로 Pt 전극이 덮여져 있지 않는 PZT 박막은 강유전 특성이 저하되지 않는다. 이러한 강유전 특성의 저하는 산소 분위기의 RTA(rapid thermal annealing)처리에 의해 회복이 되었다. 한편, 누설전류 특성은 Pt 상부 전극의 증착온도가 증가함에 따라 향상되는 특성을 보였다.

상변화형 광디스크의 보호막으로 사용되는 ZnS-SiO2 유전체막을 RF magnetron 스퍼트링방법에 의하여 제조하는 경우에 기판 바이어스전압의 영향을 조사하기 위하여, 알곤가스 분위기에서 ZnS(80mol%)-SiO2(20mol%)타겟을 사용하여 Si Wafer와 Corning flass 위에 박막을 증착시켰다. 본 실험에서는 여러 실험 변수를 효과적으로 조절하면서 실험의 양을 줄이고 도시의 산포를 동시에 만족시키는 최적조건으로 타겟 RF 출력 200W, 기판 RF 출력 20W, 아르곤 압력 5mTorr과 증착시간 20분을 얻을 수 있었으며, 신뢰구간 95%에서 확인실험을 수행하였다. 증착된 박막의 열적 저항성을 측정하기 위해 300˚C와 600˚C에서 열처리시험을 수행하였고, Spectroscopic Ellipsometry 측정을 통한 광학적 데이터를 바탕으로 Bruggeman EMA(Effective Medium Approximation)방법을 이용하여 기공(void)분률을 측정하였다. 본 연구결과에 의하면 특성치 굴절률에 대하여 기판 바이어스인자와 증착시간 사이에는 서로 교호작용이 강하게 존재함을 확인할 수 있었다. TEM분석과 XRD 분석 결과에 의하면 기판 바이어스를 가한 최적조건에서 증착된 미세조직은 기존의 바이어스를 가하지 않을 조건에서 증착시킨 박막보다 미세한 구조를 가지며, 또한 과도한 바이어스전압은 결정구조의 조대화를 야기시켰다. 그리고 적절한 바이어스전압은 박막의 밀도를 증가시키며, 기공분률을 약 3.7%정도 감소시킴을 확인할 수 있었다.