• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.165.2-165.2
• /
• 2016

빗각 증착이란 입사 증기가 기판에 수직하게 입사하는 일반적인 공정과는 다르게 증기가 기판의 수직선과 $0^{\circ}$이상의 각을 갖는 증착 방법을 의미한다. 본 연구는 공정 압력이 비교적 높은 스퍼터링 공정에서 빗각 증착을 실시하여 코팅층의 구조제어가 가능한지를 확인하였다. 본 연구에서는 조직의 치밀도 향상을 통한 특성 향상을 위해 TiN 박막을 제조함에 있어서 빗각 증착 기술을 응용하여 단층 및 다층 피막을 제조하고 그 특성을 비교하였다. 스퍼터 소스에 장착된 타겟의 크기는 6"이며, 99.5% Ti 타겟을 사용하였고, Ar 가스 분위기에서 기판으로 사용된 Si(100) 위에 코팅하였다. 기판과 타겟 간의 거리는 10 cm이며, 기판은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척을 실시한 후 진공챔버에 장착하고 < $2.0{\times}10-5Torr$ 까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 Ar 가스를 주입한 후 RF 파워에 약 300V의 전압을 인가하여 글로우 방전을 발생시키고 약 30분간 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝난 후 다시 < $2.0{\times}10-5Torr$까지 진공배기를 한 후 Ar 가스를 주입하여 TiN 코팅을 실시하였다. 빗각 증착을 위한 기판의 회전각은 $70^{\circ}$, $80^{\circ}$와 $-70^{\circ}$, $-80^{\circ}$이며, TiN 박막의 총 두께는 약 $3.5{\sim}4{\mu}m$로 유지하였다. 스퍼터링을 이용한 TiN 박막의 빗각 증착 코팅을 실시하였으며, 공정조건에 따라 주상정이 자라는 모습과 기울어진 각도가 다른 구조를 갖는 박막이 제조되는 것을 확인할 수 있었다. 빗각증착을 실시하는 중에 기판 홀더에 약 -100 V의 전압을 인가하면 인가하지 않은 막에 비해 치밀한 박막이 성장한다는 사실을 확인하였다. 박막의 성능향상을 위하여 스퍼터 시스템에서 빗각 증착을 이용한 TiN 박막 형성을 실시하였다. SEM 단면 이미지에서 확인해본 결과 주상정이 자라는 형상이 공정 압력이 5 mTorr에서 2 mTorr로 낮아짐에 따라 상대적으로 치밀하면서 일정한 형태로 성장하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 스퍼터링을 이용한 빗각 증착의 Structure Engineering 이 가능함을 확인하였으며 박막의 성능을 향상시키는 기술로서 응용 가능할 것으로 보인다.

• Journal of Korea Multimedia Society
• /
• v.3 no.5
• /
• pp.535-541
• /
• 2000

In this paper, we analyzed the characteristics of schottky junction to develop the voltage swing of ISL, and simulated the characteristics with the programs at this junctions. Simulation programs for analytic characteristics are the SUPREM V, SPICE, Medichi, Matlab. The schottky junction is rectifier contact between platinum silicide and silicon, the characteristics with programs has simulated the same conditions. The analytic parameters were the turn-on voltage, saturation current, ideality factor in forward bias, and has shown the results of breakdown voltage between actual characteristics and simulation characteristics in reverse bias. As a result, th forward turn-on voltage, reverse breakdown voltage, barrier height were decreased but saturation current and ideality factor were increased by substrates increased concentration variations.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.41 no.4
• /
• pp.9-14
• /
• 2004

This paper reports the measurement and analysis of the short channel effects and the punchthrough voltage of SOI-MOSFET with a self-aligned ground plane electrode in the silicon mechanical substrate underneath the buried oxide. When the channel length is reduced below 0.2${\mu}{\textrm}{m}$ it is observed that the threshold voltage roll-off and the subthreshold swing with channel length are reduced and DIBL is improved more significantly in GP-SOI devices than FD-SOI devices. It is also observed from the dependence of threshold voltage with substrate biases that the body factor is a higher in GP-SOI devices than FD-SOI devices. From the measurement results of punchthrough voltage, GP-SOI devices show the higher punchthrough voltages than FD-SOI devices

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics T
• /
• v.36T no.2
• /
• pp.8-13
• /
• 1999

In this paper, an analytical threshold voltage model is proposed by replacing the conventional GCA(Gradual Channel Approximation) with the assumption that a normal depletion layer width in the intrinsic region will vary quasi-linearly according to the channel direction. Derived threshold voltage expression is written as a function of the effective channel length, drain voltage, substrate bias voltage, substrate doping concentration, and the oxide thickness. Calculated results show almost similar trends with BSIM3v3's results in a satisfactory accuracy.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.102-102
• /
• 2012

본 연구는 산업계 및 학계에서 많은 연구와 응용이 이루어지고 있는 스퍼터링 기술에 관한 것으로, 타겟의 사용효율 및 스퍼터링된 입자의 이온화, 에너지 증대의 관점에서 새로운 방식으로 접근한 스퍼터링 기술에 관한 것이다. 본 공정 연구는 기존의 마그네트론 스퍼터링과는 달리, 독립적인 플라즈마를 생성하고 이를 (-)전압이 인가된 스퍼터링 타겟으로 유도하여 2차 방전을 일으킴과 동시에 생성 입자의 이온화 및 에너지 가능하도록 한 것이다. 플라즈마 발생부에서는 $10^{13}cm^{-3}$ 이상의 고밀도 Ar 플라즈마를 생성하고, 이를 자장을 통하여 스퍼터링 타겟으로 균일하게 수송하며, 스퍼터링 전극에 인가된 (-)전압에 의하여 이온들이 스퍼터링을 발생시킨다. 스퍼터링 전류는 생성된 플라즈마 발생부의 방전전류에만 비례하며, 스퍼터링에 인가되는 전압과는 독립적으로 작용 가능하다. 그리고 기판의 박막 증착률은 스퍼터링 전류에 보다는, 스퍼터링 타겟에 인가한 전압에 따라 변화하며, 기판에 도달하는 이온의 전류 및 입자의 량은 플라즈마 발생부의 플라즈마 전류량과 인가 스퍼터링 전압에 관계하여 변한다. 이 방식으로 이용할 경우, 스퍼터링된 입자의 양과 이온화률을 독립적으로 제어할 수 있어, 기존의 마그네트론 스퍼터링 공정 대비하여 더 넓은 공정 윈도우를 확보하는 것이 가능하며, 또한 기존 마그네트론 스퍼터링에서 문제가 되고 있는 타겟 사용 효율을 높일 수 있는 가능성을 볼 수 있었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.58-61
• /
• 2007

본 논문에서는 액상분말 전자종이 특성 평가 하였다. 액상분말은 두 가지 타입의 마이너스 극성과 플러스 극성이 있으며 이때 전압을 인가하기 전에는 중성 상태이며, 전압을 인가하면 충전을 하며 충전 이 되면 서로 반대의 극성 쪽으로 이동한다. 액상분말 전자종이의 구조는 상하 유리 기판에 ITO/격벽을 형성이 되었고 그 사이에 액상분말이 틀어가 있는 구조이다. 유기기판에 ITO/격벽을 형성을 한 후 putting을 하고 합착을 한다. 상 하판 분리방식으로 노란색 액상분말 및 검은색 액상분말을 충전한 후 전압을 인가하여 소자의 구동을 하였으며 제작된 소자의 전기 및 광학특성 평가 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.92-92
• /
• 2000

Ni을 coating 하지 않은 Si 기판에 바이어스를 인가하여 기존의 아이아몬드 결정입자가 아닌 탄소 튜브와 유사한 whisker 형태의 탄소 막을 Hot filament CVD 법으로 증착하였다. 제작된 시료는 SEM, Raman, 그리고 XRD로 형상과 성분, 그리고 결정구조를 분석하여 전계 방출 소자로 이용하기 위한 기본적인 전계방출 특성을 조사하였다. Raman 스펙트럼에 의한 조사 결과 whisker의 구성성분은 비정질 흑연임을 확인하였다. 증착 시 바이어스 전압이 높아짐에 따라 whisker의 형태가 가늘고 길어지는 경향을 보였으며 CH4 농도와 기판 온도가 증가할수록 whisker의 지금이 커지는 현상을 나타내었다. 방출전류밀도는 가늘고 긴 whisker 일수록 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 NH3를 첨가한 결과 매우 뾰족한 원뿔의 형태로 증착되었으며 구동전압이 2 V/$\mu$m의 낮은 값을 나타내었다. 따라서 whisker를 전계 방출 소자로 사용할 경우 구성성분이 흑연이며 그 형태가 침상 또는 원뿔이므로 구동전압이 낮아지고 방출 전류가 증가하는 등 향상된 전계 방출 특성을 나타내었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2016.03a
• /
• pp.362-364
• /
• 2016

본 논문에서는 MOS(Metal Oxide Semiconductor) Capacitor의 산화막내에 다양한 원인에 의해 존재하는 비이상적인 전하들 중 Fixed Oxide Charge가 소자의 문턱전압에 어떤 영향을 주는지 분석했다. 분석한 결과 n+ polysilicon Gate를 가지고, 산화막인 $SiO_2$의 두께가 3nm이고, 도핑농도가 $10^{18}cm^{-2}$인 P형 실리콘 기판으로 이루어진 MOS Capacitor에서 Fixed Oxide Charge Density가 $C/cm^2$ 이상일 때 문턱전압을 0.01V 이상 감소시키고 $C/cm^2$ 이하일 때 문턱전압을 0.01V 이상 증가시켰다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.302.2-302.2
• /
• 2016

알루미늄 산화막 스퍼터링 공정 중 타겟이 반응성이 있는 산소와 결합하여 산화되는 타겟 오염은 증착 효율의 감소[1]와 방전기 내 아크 발생을 촉진[2]하여 이를 억제하는 방법이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 알루미늄 산화막 증착 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착된 알루미늄 산화막 특성이 미치는 영향을 분석하였다. 실험에는 알루미늄 타겟이 설치된 6 인치 웨이퍼용 직류 마그네트론 스퍼터링 장치를 활용하였다. 위 장치에서 공정 변수 제어를 통해 타겟 오염 현상의 진행 속도를 제어하였다. 공정 중 타겟 오염 현상을 타겟 표면 알루미나 형성에 따른 전압 강하로 관찰하였고 타겟 오염에 의한 플라즈마 변화를 원자방출분광법을 통해 관찰하였다. 이 때 기판에 증착 된 알루미나 박막의 화학적 결합 특성을 XPS depth로 측정하였으며, 알루미나 박막의 두께를 TEM을 통해 측정하였다. 측정 결과 타겟 오염 발생에 의해 공정 중 인가 전압 감소와 타겟 오염에 소모된 산소 신호의 감소가 타겟 오염 정도에 따라 변동되었다. 또한 공정 중 타겟 오염 정도가 클수록 기판에 증착한 막과 실리콘 웨이퍼 사이에 산소와 실로콘 웨이퍼의 화합물인 산화규소 계면의 형성 증가됨을 확인했다. 위 현상은 타겟 오염 과정 중 발생하는 방전기 내 산소 분압 변화와 막 증착 속도 변화가 산소의 실리콘 웨이퍼로의 확산에 영향을 준 것으로 해석되었다. 위 결과를 통해 스퍼터링 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착 된 알루미나 막 및 계면에 미치는 영향을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.94.2-94.2
• /
• 2017

TiN 박막은 음극 아크 증착(Cathodic Arc Deposition) 방법을 이용하여 단층과 빗각 증착(Oblique Angle Deposition; OAD)으로 다층 박막 제조하여 잔류응력 변화에 대해서 확인하였다. 타겟은 99.5% Ti이고, 기판은 Si wafer를 사용하였다. 기판과 타겟 간의 거리는 29cm이며, 기판을 진공챔버에 장착하고 ${\sim}2.0{\times}10^{-5}Torr$까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 Ar 가스를 주입한 후 약 800V 의 전압을 인가하여 약 30분간 청정을 실시하였다. TiN 박막은 Ar와 $N_2$ 가스를 주입하여 코팅하였으며 모든 박막의 두께는 약 $1{\mu}m$로 고정 하였다. 공정 변수는 기판 인가 전압 이었다. 음극 아크를 이용하여 제조된 TiN 박막은 공정 조건에 따라 잔류응력 변화가 확인되었다. 바이어스를 인가한 단층 박막이 인가하지 않는 박막 보다 잔류응력이 약 1 GPa 증가하였다. 빗각 증착으로 코팅한 다층 박막의 잔류응력은 약 3.4 GPa로 빗각을 적용하지 않은 단층의 코팅 박막 보다 약 2~3 GPa의 잔류응력 감소가 있었다. 이는 빗각구조가 박막의 잔류응력을 감소시키는데 영향을 미친 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 바탕으로 빗각 증착을 활용하여 박막의 잔류응력 제어가 가능할 것으로 보인다.