• 제목/요약/키워드: 레이저 어닐링

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엑시머 레이저광의 회절에 의한 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 접합부 결함 생성 (Junction Defects of Self-Aligned, Excimer Laser Annealed Poly-Si TFTs)

  • 강수혁;박기찬;이민철;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.130-133
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    • 2002
  • 엑시머 레이저를 이용한 저온($450^{\circ}C$ 이하) 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 제작 시, 소오스/드레인 이온 주입에 의한 실리콘 박막의 격자 손상은 엑시머 레이저 어닐링(Excimer Laser Annealing; ELA) 방법으로 치유한다. 그러나 게이트 전극 모서리에서의 레이저광 회절 현상으로 인해 소오스/드레인 접합부에 도달하는 레이저 에너지 밀도가 감소하여 다량의 결정 결함이 치유되지 못한 채 남게 된다. 이러한 결정 결함은 박막 트랜지스터의 전계 효과 이동도를 저하시키는 요인이 된다. 새롭게 제안한 사선 입사 엑시머 레이저 어닐링(Oblique Incidence Excimer Laser Annealing; OI-ELA) 방법으로 소오스/드레인 접합부의 결정 결함을 제거하고 다결정 박막 트랜지스터의 특성을 향상시켰다.

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새로운 레이저 어닐링 방법을 이용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 (A New Poly-Si TFT with Selectively Doped Channel Fabricated by Novel Excimer Laser Annealing)

  • 이재훈;이민철;전재홍;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1448-1450
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    • 2001
  • 본 연구에서는 알루미늄 마스크를 이용하여 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도하는 새로운 엑시머 레이저 어닐링 방법을 제안한다. 제안된 방법은 비정질 실리콘 박막 위에 알루미늄 패턴을 형성하여 선택적으로 레이저 빔을 차단시키고, 액상 실리콘의 열을 금속박막을 통해 방출시킴으로써 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도할 수 있다. 제안된 레이저 결정화 방법을 이용하여 최대 1.6${\mu}m$의 수평성장 결정립을 형성하였고, 알루미늄 패턴의 경계로부터 결정립을 성장시킴으로써 결정립 경계의 위치를 제어하였다. 제안된 방법을 이용하여 제작한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 기존의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에 비해 전계효과 이동도 및 온/오프 전류비 등의 전기적 특성이 우수하였다.

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$Nd:YVO_4$ CW 레이저로 결정화한 다결정 실리콘 박막의 이온도핑 연구 (Ion doping effect on the $Nd:YVO_4$ CW laser crystallized poly-Si film)

  • 김은현;김기형;박성진;구유미;김채옥;장진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자 분야
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    • pp.76-79
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    • 2005
  • $Nd:YVO_4$ 연속발진 레이저(CW laser:Continuous wave laser)로 제작한 다결정 실리콘 박막의 이온도핑 효과를 조사하였다. PECVD로 증착한 비정질 실리콘 박막을 CW 레이저를 조사하여 결정화한 후 $B_2H_6$ 플라즈마 이온 도즈량을 변화시켜 이온 도핑을 하고 급속열처리 방법과 퍼니스 어닐링 방법으로 도펀트 활성화를 하였다. 이온 도핑된 CW 다결정 실리콘 박막의 이온 도즈량에 따른 판저항 변화를 비교하고, 급속열처리(RTA: Rapid Thermal Annealing)와 퍼니스 어닐링(FA: Furnace Annealing) 전후의 결정성 변화를 라만 스펙트럼(Raman spectrum) 을 통하여 분석하였다. 이온 도즈량이 증가함에 따라 판저항은 감소하고, 어닐링 후 이온 도핑에 의해 손상된 박막이 복원됨을 확인 할 수 있다.

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고온 어닐링 조건에 따른 FBG 센서의 내방사선 특성 (Radiation Hardness Characteristics of Fiber Bragg Gratings on the High Temperature Annealing Condition)

  • 김종열;이남호;정현규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.1980-1986
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    • 2016
  • 본 논문에서는 KrF 레이저를 이용한 격자 공정 후 고온 어닐링 온도조건에 따른 감마방사선 영향을 분석하였다. 제작된 광섬유 브래그 격자는 게르마늄(Ge)이 첨가된 동일한 광섬유에 어닐링 온도를 달리하여 제작하였으며, $Co^{60}$ 감마선원을 이용하여 약 115 Gy/min의 선량률로 총선량 약 31 kGy 감마선을 조사하였다. 격자의 안정화를 위한 고온 어닐링 공정은 광섬유 브래그 격자의 방사선 민감도 변화에 영향을 주는 것으로 나타났다. 실험결과를 통하여, 각각 다른 온도(100, 150, $200^{\circ}C$)로 안정화시킨 광섬유 브래그 격자들은 고온에 노출될수록 방사선 민감도가 증가했으며, 어닐링 온도조건에 따라서 방사선에 의한 브래그 파장 변화는 2배 이상의 차이를 보였다.

반도체 및 디스플레이 산업에서의 레이저 가공 기술 (Laser Processing Technology in Semiconductor and Display Industry)

  • 조광우;박홍진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.32-38
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    • 2010
  • Laser material processing technology is adopted in several industry as alternative process which could overcome weakness and problems of present adopted process, especially semiconductor and display industry. In semiconductor industry, laser photo lithography is doing at front-end level, and cutting, drilling, and marking technology for both wafer and EMC mold package is adopted. Laser cleaning and de-flashing are new rising technology. There are 3 kinds of main display industry which use laser technology - TFT LCD, AMOLED, Touch screen. Laser glass cutting, laser marking, laser direct patterning, laser annealing, laser repairing, laser frit sealing are major application in display industry.

선택적인 Si 이온 주입이 비정질 실리콘의 레이저 결정화에 미치는 영향 (Effects of Selective Si ion-Implantation on Excimer Laser Annealing of Dehydrogenrated a-Si Film)

  • 남우진;이민철;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.106-108
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    • 2001
  • 본 실험에서는 플라즈마 화학기상증착(PECVD)으로 증착한 비경질 실리콘(amorphous silicon, a-Si) 박막에 국부적으로 Si+ 이온을 주입한 후 엑시머 레이저 어닐링(exicimer laser annealing, ELA)을 수행하여 그레인의 수평 성장(lateral growth)에 미치는 영향을 관찰한다. Si+ 이온 주입은 비정질 실리콘 박막의 원자 결합 에너지를 효과적으로 감소시키는 역할을 하여 박막이 녹기 시작하는 문턱(threshold) 에너지가 $105mJ/cm^2$에서 $85mJ/cm^2$ 까지 낮아지는 것을 확인하였다. 결과적으로 선택적인 Si 이온 주입을 통해 비정질 박막의 결정화 시 온도 구배에 의한 결정핵(nucleation) 형성의 차이를 유발시킴으로써 위치 제어가 가능한 1um 크기를 갖는 수평 성장 그레인을 얻었다.

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계면 거칠기가 다결정 박막 트랜지스터에 미치는 영향 (Surface Roughness Effects on Polycrystalline silicon Thin Film Transistor)

  • 최형배;박철민;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1627-1629
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    • 1997
  • 엑시머 레미저를 이용한 다결정 실리콘막과 게이트 절연막 사이의 계면 거칠기를 개선하기 위해 변형핀 방법의 레이저 어닐링으로 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 제작하였다. SEM(scanning electron microscope)으로 활성층과 게이트 절연층과의 표면 이미지를 관찰한 결과 기존의 레이저 어닐링 결정화에 의한 것보다 계면 거칠기 정도가 상당히 줄었음을 관찰 하였다. 이렇게 개선된 계면 거칠기가 다결정 박막 트랜 지스터의 성능에 미치는 효과를 분석하기 위해 기존의 방법으로 제작된 소자와 계면 거칠기를 줄인 소자의 여러 가지 전기적 변수들(문턱 전압 기울기, 문턱 전압, 누설 전류)을 비교해 보았다. 우리는 또한 계면 거칠기와 다결정 박막 트랜지스터 소자의 상관 관계를 보기 위해 컴퓨터 시뮬레이션도 함께 병행하였다. 시뮬레이션을 통해 거친 계면 부근의 전계 집중 효과 같은 것으로 인해 소자의 성능이 저하된다는 것을 알 수 있었다.

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강유전성 $PbTiO_3$ 박막의 형성 및 계면특성 (Preparation and Interface Characteristics of $PbTiO_3$ Ferroelectric Thin Film)

  • 허창우;이문기;김봉열
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권7호
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    • pp.83-89
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    • 1989
  • 강유전성 $PbTiO_3$ 박막을 rf스터링으로 기판온도 $100{\sim}150^{\circ}C$에서 형성시켰다. 이 박막의 구조는 X선 회절결과 비정질 형태로 파이로클로어 구조를 갖고 있었다. 이 박막을 열에 의해 어닐링한 경우는 $550^{\circ}C$에서, 레이저의 주사로 어닐링한 경우는 레이저 출력이 50watts일때 가장 우수한 결정 구조를 구할 수 있었다. 집합에서의 계면 특성을 구하기 위하여 MFS(metal-ferroelectric-semiconductor)및 MFOS(metal-ferroelectric-oxide-semiconductor) 구조를 형성하여 C-V특성을 조사하였다. 이때 MFS보다 MFOS의 경우가 Si표면에 sputter에 의한 결함이 작음을 알 수 있었다.

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다결정 실리콘 박막트랜지스터 1T-DRAM에 관한 연구

  • 박진권;조원주;정홍배;이영희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.109-109
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    • 2011
  • 1T-1C로 구성되는 기존의 DRAM(Dynamic Random Access Memory)은 데이터를 저장하기 위한 적절한 capacitance를 확보해야 한다. 따라서 캐패시터 면적으로 인한 집적도에 한계에 직면해있다. 따라서 이를 대체하기 위한 새로운 DRAM인 1T (Transistor) DRAM이 각광받고 있다. 기존의 DRAM과 달리 SOI (Silicon On Insulator)기술을 이용한 1T-DRAM은 데이터 저장을 위한 캐패시터가 필요없다. Impact Ionization 또는 GIDL을 이용해 발생한 정공을 채널영역에 가둠으로 서 발생하는 포텐셜 변화를 이용한다. 이로서 드레인 전류가 변화하며, 이를 이용해 '0'과 '1'을 구분한다. 기존의 1T-DRAM은 단결정 실리콘을 이용하여 개발되었으나 좀더 광범위한 디바이스로의 적용을 위해서는 다결정 실리콘 박막의 형태로 제작이 필수적이다. 단결정 실리콘을 이용할 경우 3차원 집적이나 기판재료선택에 제한적이지만 다결정 실리콘을 이용할 경우, 기판결정이 자유로우며 실리콘 박막이나 매몰 산화층의 형성 및 두께 조절이 용이하다. 때문에 3차원 적층에 유리하여 다결정 실리콘 박막 형태의 1T-DRAM 제작이 요구되고 있다. 따라서 이번연구에서는 엑시머 레이저 어닐링 및 고상결정화 방법을 이용하여 결정화 시킨 다결정 실리콘을 이용하여 1T-DRAM을 제작하였으며 메모리 특성을 확인하였다. 기판은 상부실리콘 100 nm, buried oxide 200 nm로 구성된 SOI구조의 기판을 사용하였다. 엑시머 레이저 어닐링의 경우 400 mJ/cm2의 에너지를 가지는 KrF 248 nm 엑시머 레이저 이용하여 결정화시켰으며, 고상결정화 방법은 $400^{\circ}C$ 질소 분위기에서 24시간 열처리하여 결정화 시켰다. 두가지 결정화 방법을 사용하여 제작되어진 박막트랜지스터 1T-DRAM 모두 kink 현상을 확인할 수 있었으며 메모리 특성 역시 확인할 수 있었다.

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펄스 레이저 증착법을 이용한 실리콘 박막의 어닐링 온도 변화에 따른 발광 특성연구 (Effect of Annealing Temperature on the Luminescence of Si Nanocrystallites Thin Flms Fabricated by Pulsed Laser Deposilion)

  • 김종훈;전경아;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.127-130
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    • 2001
  • Si thin films on p-type (100) Si substrate have been fabricated by pulsed laser deposition technique using a Nd:YAG laser. The pressure of the environmental gas during deposition was 1 Torr. After deposition, Si thin film has been annealed again at 400-840$^{\circ}C$ in nitrogen ambient. Strong blue photoluminescence (PL) have been observed at room temperature. We report the PL properties of Si thin films depending on the variation of the annealing temperature.

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