일반기술

고용량 캐패시터로의 응용을 위한 (Ba,Bi,Sr)TiO3 세라믹스의 제조 및 특성

BT 계열의 세라믹스에 Bi, Sr을 첨가하여 유전특성을 향상시켰으며, 나아가서 박막화를 통하여 세라믹스의 박막화를 통한 다양한 응용가능성에 대해 고찰하였다. 높은 유전율을 가지면서 기존의 전극재료를 사용하기 위해 저온소결이 가능한 재료의 개발은 국내의 수입대체 효과는 물론 나아가서 국가 경쟁력 향상에 지대한 공헌을 할 것이다. 또한 많은 선진국에서 연구 중에 있는 미세적증형(마이크로 단위 크기) 캐패시터에 대한 기반기술 축적면에서 보다 넓은 활용 범위를 가질 것이다.세라믹스의 주된 재료로서 나타나는 BT 계열에 대한 기초적인 연구를 수행하였으며, 전기적 특성을 조절하여 보다 다양한 응용을 위한 재료에 대한 연구를 수행하였다.본 실험에서는 여러조성의 (Ba,Bi,Sr)TiO3[BBST] 박막을 형성 및 RF sputtering method를 이용하기 위해 일반소성법으로 (Ba0.3BixSr1-x)TiO3(x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4) Target을 제조하였다. 제조한 Target을 이용하여 각각의 공정조건에 맞게 BBST 박막을 증착하였으며, 증착한 박막의 결정성장, 조성 및 박막과 전극간의 계면 특성 등 구조적 특성을 조사하여 각각의 Target에 따른 각 조성에서의 BBST 박막의 최적조건을 결정한다. BBST 박막의 유전특성 및 전기적 특성을 조사하기 위해 결정되어진 최적증착조건에 따라 하부전극(Pt)위에 BBST 박막을 형성하고, 상부전극으로 Au를 evaporator를 이용하여 증착한 후 박막의 결정성 및 상부전극과의 치밀성을 개선하기 위하여 600℃에서 후열처리과정을 수행하였다. 제작한 MFM-type capacitor의 주파수, 전압 및 온도에 따른 정전용량 및 유전손실의 변화, 누설전류, 전류분극 및 항전계의 변화, 스위치 전압을 측정하여 고용량 캐패시터의 유전체 재료로서 응용가능성을 고찰한다.