We have fabricated advanced metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors with thin (${\approx}10\;nm$) Inductive-Coupled Plasma (ICP) CVD $Si_xN_y$ dielectric layers and investigated electrical properties of nitrided $SiO_2$/4H-SiC interface after oxidizing the $Si_xN_y$ in dry oxidation and/or $N_2$ annealing. An improvement of electrical properties have been revealed in capacitance-voltage (C-V) and current density-electrical field (J-E) measurements if compared with non-annealed oxidized-SiN. The improvements of SiC MOS capacitors formed by oxidized-SiN have been explained in this paper.
N-도핑된 3C-SiC (N-SiC(3C))을 화학기상증착(CVD)으로 $1250^{\circ}C$에서 Si(111) 기판 위에 tetramethylsilane(TMS)를 열분해하여 성장하였다. 수송가스는 $H_{2}$이었고, N-SiC(3C) 에피층은 CVD로 성장되는 동안 $NH_{3}$에 의하여 n-형으로 도핑되었다. N-SiC(3C)의 물리적 특성은 적외선 분광(FTIR), X-선 회절(XRD), 라만 스펙트럼(Raman spectrum), 단면 투과전자영상(XTEM), Hall 측정 및 p/n 다이오드의 전압-진압(I-V) 특성에 의하여 조사되었다. N-도핑된 SiC(3C) 에피층의 전도형은 n-형이었고, 전도형은 $NH_{3}$를 사용한 N-dopant에 의하여 저온에서 잘 조절될 수 있다.
Cr and AlSi (Si=20 and 66 at.%) target들을 이용하여 Closed-field unbalanced magnetron sputtering (CFUBMS)으로 증착된 주기($\Lambda$)가 2.3 nm에서 8.0nm인 CrN/AlSiN multilayer coatings의 crystal structure, 화학적 조성, 및 기계적 특성을 glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES), X-ray diffractometry (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and nano-indenter 등의 분석장비를 이용하여 분석하였다. 고온안정성을 시험하기 위하여 $800^{\circ}C$와 $1000^{\circ}C$ 공기중 에서 30분 열처리하였다. CrN/AlSiN multilayer coatings의 고온안정성은 Si조성이 증가함에 따라 향상되었다. Si이 18.2 at.%함유된 coating이 가장 우수한 고온안정성을 갖고 있다.
열산화시킨 실리콘 웨이퍼 위에 저압화학기상성장법으로 $SiCl_{2}H_{2}$, $NH_{3}$ 및 $N_{2}O$ 기체를 사용하여 실리콘 옥시나이트라이드($Si_{x}O_{y}N_{z}$) 층을 제작하였다. 세 가지의 다른 조성이 기체 유속비($NH_{3}/N_{2}O$)를 각기 0.2, 0.5 및 2로 변화시키고 $SiCl_{2}H_{2}$의 기체 유속은 고정시킴으로써 얻어졌다. 엘립소메트리와 HFCV(High Frequency Capacitance-Voltage) 측정법을 채택하여 굴절율, 유전율 및 조성의 차이를 각각 조사했다. 실리콘 옥시나이트라이드는 내부에 포함된 실리콘 나이트라이드 성분량에 관계없이 용액 중에서 순수한 실리콘 나이트라이드와 유사한 안정성을 보유했다. 실리콘 옥시나이트라이드 층 알칼리이온 감지성의 크기 순서는 실리콘 나이트라이드 성분량에 영향을 받았다. 보다 나은 알칼리이온 감지성이 실리콘 옥시나이트라이드의 벌크 내에 있는 실리콘 디옥시드의 성분량을 증가시킴으로써 얻어졌다.
A gaseous oxygen detector has been developed in a configuration of Pd-$SnO_x$-$Si_3N_4$-$SiO_2$-Si-Al with highly resistive $SnO_x$ layer as the oxygen adsorptive element. In this paper, we present the characteristics of the device in response to oxygen adsoption/desorption under applied d.c. bias. Experimental results showed that the oxygen adsorptive response by the device was reduced significantly under a positive gate bias, for all experimental regions of $O_2$ partial pressure. On the other hand, the application of a negative gate bias increased the device's adsorptive response of oxgyen. A device model concerning this electroadsorption/desorption behavior of the device is provided.
The passivation films with epoxy layer on LiF, $SiN_x$ and LiF/$SiN_x$ inorganic layer were fabricated on OLED to protect device from the direct damage of $O_2$ and $H_2O$ and to apply for a buffer layer between OLED device and passivation multi-layer with organic/inorganic hybrid structure as to diminish the thermal stress and expansion. Red OLED doped with 1 vol.% Rubrene in $Alq_3$ was used as a basic device. The device structure was multi-layer of ITO(150 nm) / ELM200_HIL(50 nm) / ELM002_HTL(30 nm) / $Alq_3$: 1 vol.% Rubrene(30 nm) / $Alq_3$(30 nm) / LiF(0.7 nm) / Al(100 nm). LiF/epoxy applied as a protective layer didn't contribute to the improvement of life time. While in case of $SiN_x$/epoxy, damage was done in the passivation process because of difference in heat expansion between films which could occur during the formation of epoxy film. Using LiF/$SiN_x$/epoxy improved lifetime significantly without suffering damage in the process of forming films, therefore, the best structure of passivation film with inorganic/epoxy layers was LiF/$SiN_x$/E1.
Recently, semiconducting organic materials have been spotlighted as next-generation electronic materials based on their tunable electrical and optical properties, low-cost process, and flexibility. However, typical organic semiconductor materials are vulnerable to moisture and oxygen. Therefore, an encapsulation layer is essential for application of electronic devices. In this study, SiNx thin films deposited at process temperatures below 150 ℃ by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) were characterized for application as an encapsulation layer on organic devices. A single structured SiNx thin film was optimized as an organic light-emitting diode (OLED) encapsulation layer at process temperature of 80 ℃. The optimized SiNx film exhibited excellent water vapor transmission rate (WVTR) of less than 5 × 10-5 g/㎡·day and transmittance of over 87.3% on the visible region with thickness of 1 ㎛. Application of the SiNx thin film on the top-emitting OLED showed that the PECVD process did not degrade the electrical properties of the device, and the OLED with SiNx exhibited improved operating lifetime
$SiC_{x}N$_{y}$ film is deposited by electron cyclotron resonance plasma chemical vapor deposition system using $SiH_4$(5% in Ar), $CH_4$ and $N_2$. Ternary phase $SiC_{x}N$_{y}$ thin film deposited at the microwave power of 600 W and substrate temperature of 700 contains considerable amount of strong C-N bonds. Change in $CH_4$flow rate can effectively control the residual film stress, and typical surface roughness of 34.6 (rms) was obtained. Extreme]y high hardness (3952 Hv) and optical transmittance (95% at 633 nm) was achieved, which is suitable for a LIGA mask membrane application.
PECVD 법을 이용하여 Tungsten Nitride($WN_x$) 박막을 $WSi_3N_4$ 기판위에 형성하였다. $WN_x$ 박막은 기관온도, 가스의 유량, rf power 등의 공정변수를 변화시키면서 형성되었고, 서로 다른 질소원으로 $NH_3$와 $N_2$를 각각 사용하여 박막의 특성을 조사하였다. $WN_x$ 막 내의 질소함량은 $NH_3$와 $N_2$의 유량에 따라 0~45% 정도로 변화하였으며, $NH_3$를 사용하였을 때, 최고 160nm/min의 높은 성장률을 나타내었다. $WSi_3N_4$ 기판 위에서는 TiN이나 Si 위에서보다 높은 성장률을 나타내었다. $WN_x$ 박막의 순도를 AES로 측정해 본 결과 $NH_3$를 사용했을 때 고순도의 박막을 얻을 수 있었다. XRD 분석으로 순수한 다결정의 W가 비정질의 $WN_x$로 변화되는 것을 알 수 있었으며, 이것은 $WN_x$가 식각 공정시 미세 패턴 형성이 W보다 유리할 것이라는 것을 보여준다. TiN, NiCr, Al 등의 다양한 기판 위에 형성해 본 결과 Al 위에서 최대 $1.6 {\mu}m$의 두꺼운 막이 형성되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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