• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.308-308
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• 2011

6.48 ${\AA}$의 격자 상수를 갖는 InSb 물질은 0.17 eV의 낮은 에너지 밴드갭과 78,000 cm2/Vs의 전자 이동도를 갖는 물질로서 고속의 자성 센서소자, 장파장의 광 검출기 그리고 고속 전자소자 등의 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, 전기적 특성이 우수한 InSb 물질을 소자로 구현하는데 있어서 큰 어려움이 있다. InSb와 격자 크기가 잘 맞으면서 절연이 우수한 기판의 부재가 가장 큰 문제가 되는 부분이다. 즉, 격자 부정합을 최소화하며 동시에 절연기판을 사용함으로써 소자의 특성을 잘 살려야 하는 것이다. 이러한 이유로 인하여 InSb 기반의 소자가 널리 사용되지 못하고 있는 것이다. 현재 범용으로 사용하고 있는 기판은 격자 부정합이 14%인 GaAs, 11%의 InP 그리고 18%의 Si 등이 있다. 이번 발표에서는 GaAs 기판 위에 격자 부정합을 최소화하여 InSb 박막을 최적화 시켜 성장하는 방법에 대해서 소개하고자 한다. InSb 박막 성장하는데 있어 논문으로 보고된 여러 가지 방법들이 있다. 기판과의 격자 부정합을 줄이기 위하여 저온-고온 (L-T)의 의한 메타몰픽(metamorphic) buffer 층을 성장 후 InSb 박막을 성장하는 방법[1] 그리고 단계별 buffer를 성장하는 방법[2] 등을 통해서 많은 진보가 있었다. 하지만, 우리는 GaAs 기판 위에 AlSb 박막을 성장 하면서 동시에 In과 Al의 양을 서서히 변화시키는 grading 기술을 사용하였다. 즉, 물질 각각의 격자상수를 고려하여 GaAs (기판)-AlSb-InAlSb-InSb로 변화를 주어 격자 부정합이 최소가 되도록 하여 만들어진 buffer 위에 InSb 층이 만들어 지도록 하여 GaAs 기판 위에 InSb 박막을 성장 할 수 있었다. grading 기술을 이용하여 만들어진 buffer 위에 성장된 0.3 um의 InSb 박막 층은 상온에서 전자 이동도가 약 38,000 cm2/Vs에 이르는 것을 확인하였다. InSb 박막의 두께가 약 1 um 되어야 30,000 cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 얻을 수 있다고 많은 논문을 통해서 보고 되고 있으나 우리는 단지 0.3 um의 InSb 박막두께에서 이와 같은 전기적인 특성을 확인하였기에 이상과 같이 보고 하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.88-88
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• 2000

AlN는 약 6.2eV 정도의 큰 에너지 밴드폭을 가지고 있어서 S, GaAs에 비해 높은 항복전압과 물리적인 강도를 가지고 있어서 고온 고전력 전자소자로 응용이 되어지며, 또한 압전특성이 우수하기 때문에 SAW 소자에 응용이 되어진다. 또한 최근 광소자 재료로 연구가 되어지고 있는 GaN의 Buffer Layer로도 사용이 되어지고 있다. 본 실험은 Plasma Source를 사용한 PaMBE 장비를 사용하여 Si 기판위에 AlN 박막을 성장시키고자 하였다. AlN 박막을 성장 온도를 변화시켜가며 Si(100) 과 Si(111)기판위에 성장을 수행하였으며 성장온도의 변화에 따른 AlN 박막의 결정성을 살펴보았다. AlN/Si(100)은 XRD와 DCD 분석에 의해 AlN 박막이 (0001) 방향으로 우선배향되었음을 알 수 있었고, AlN/Si(111)은 XRD, DCD 그리고 TEM분석에 의해서 단결정 AlN 박막임을 확인 할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.163-164
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• 2007

ZnO 박막의 결정질을 향상시키기 위해 고온에서 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 성장시켰다. 성장온도가 증가 할수록 박막의 결정질이 향상 되는 것을 TEM과 XRD 결과로 확인할 수 있었다. 또한 성장온도가 증가 할수록 박막의 표면 형상이 three-dimensional islands 구조를 가지며, grain size와 표면 거칠기가 증가 하는 것을 관찰 할 수 있었다. 위의 실험 결과로 우리는 RF 스퍼터링 방법으로 고온성장하여 ZnO 박막의 결정질을 향상시켰다.

• 한국진공학회지
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• 제1권3호
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• pp.353-359
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• 1992

본 연구에서는 HWE 방법에 의하여 GaAs(100) 기판위에 입방정의 단결정 박막을 성장하였다. 성장된 CdS 단결정 박막의 결정구조와 방향을 ECP(electron channeling pattern)로 결정하였다. CdS 박막의 (400)면이 기판과 평행하게 성장됨을 알았다. CdS 박 막의 photoluminescence를 20K에서 측정하였는데, free exception, bound exception 및 donor-acceptor pair에 의한 발광이 관측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.223-223
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• 2010

InSb 물질은 다른 III-V족 물질들과 비교해서 bandgap이 낮고 전자 이동도가 높아, 소자 구현 시 낮은 전압으로도 고속 동작 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 Si, GaAs 또는 InP 등 쉽게 구할 수 있는 기판과 격자 부정합이 커서 상기 기판에 성장시 많은 defect가 존재하는 단점이 있다. 그러므로 이를 상기 기판에 성장하는데 meta-morphic이라 불리는 성장 기술이 요구되는 어려움이 있다. 본 발표에서 Semi-insulating GaAs 기판위에 고품질의 InSb 박막을 성장하기 위해 grading buffer technique을 도입하며 이에 대한 여러 가지 비교실험과 함께 최적의 성장 방법과 기술에 대해 논의 한다. GaAs와 InSb 물질사이의 bandgap과 격자 부정합을 고려하여 AlSb 물질을 먼저 성장하면서 동시에 InxAl1-xSb로 변화를 주어 InSb 박막이 성장되도록 하였다. ($x=0{\rightarrow}1$). 성장 온도 변화 및 In과 Al의 조성비에 변화를 주어 grading 기법으로 성장하였고 상기 grading buffer위에 InSb 박막을 0.65um 성장하였다. $10um{\times}10um$ AFM 측정결과 2.2nm 정도의 표면 거칠기를 가지며 상온에서의 전자 이동도는 약 46, 300 cm2/Vs 이고 sheet electron density는 9.47(e11) /cm2의 결과를 확인하였다. 실험결과 InSb 박막을 올리는데 있어 가장 고려할 사항인 GaAs 기판과 InSb 박막 사이에 존재하는 격자 부정합을 어떻게 해결하는가에 대해서, 기존의 여러가지 방법과 비교해서 grading buffer 기술이 유효하다는 것을 증명하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제3권2호
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• pp.107-116
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• 1993

LPCVD 조건하에서 Si 기판을 이용하여 W$F_6$를 환원시키거나 Si$H_4$를 이용하여 W$F_6$를 환원시켜 Si(100) 기판위에 텅스텐 박막을 증착하였다. 증착된 박막들의 표면 및 단면 형상과 특성들을 조사하였으며 박막들의 결정구조는 체심입방구조를 이루는${alpha}$-W임을 알수 있었다. 박막내의 텅스텐의 양과 grain들의 크기는 박막이 성장함에 따라 증가하였다. 실험적인 결과와 이론적인 고찰들로부터 텅스텐 박막은 Volmer-Weber 성장양식인 island growth를 이룸을 알 수 있었고 세부적인 박막 성장양식을 제시하였다. 또한 텅스텐 박막이 성장할수록 박막의 결정구조는 점점 단결정화 하여감을 알수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.235-241
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• 1997

실리콘 기판위에 초고진공 Ionized Cluster Beam(UHV-ICB)증착법으로 적층 성장시 킨 $Y_2O_3$ 박막의 결정성 및 구조를 Backscattering Spectroscopy(BS)/channeling을 이용하여 분석하였다. 현재까지 타증착법에 의해 성장된 $Y_2O_3$박막의 channeling 최소수율은 0.8~0.95 로 거의 비정질이거나 다결정이었다. 이에 반해 UHV-ICB법으로 Si(100), Si(111) 기판 위에 적층 성장시킨 $Y_2O_3$ 박막의 channeling 최소수율은 각각 0.28, 0.25로 UHV-ICB법으로 성장 시킨 $Y_2O_3$박막이 타증착법으로 성장시킨 박막보다 상대적으로 우수한 결정성을 지니고 있 었다. 또한 실리콘 기판의 방향에 관계없이 $Y_2O_3$박막의 표면 영역이 계면 영역보다 결정성 이 좋았다. Si(111) 위에 적층 성장한 Y2O3박막은 실리콘 결정과 $0.1^{\circ}$어긋나서 (111)면으로 성장하였고, Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막은 실리콘 결정과 평행하게 double domain 구조를 지닌 (110)면으로 성장하였다. 산소공명 BS/channeling 결과 Si(111) 위에 적층 성장 한 $Y_2O_3$박막의 산소는 결정성을 갖고 있으나 Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막의 산소는 random하게 분포하고 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.365-365
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• 2012

스퍼터된 a축 성장된 산화아연 박막의 전기적 및 구조적 특성의 DC 파워에 대한 영향을 c 축 성장된 산화아연 박막과의 비교를 통해 분석하였다. 1~103 ${\Omega}{\cdot}cm$의 낮은 비저항을 갖는 파워를 갖는 조건과 106~108 ${\Omega}{\cdot}cm$의 높은 비저항을 갖는 파워를 갖는 조건에 대한 분석을 진행하였다. 각 조건에 따른 XRD 분석을 통해 낮은 비저항을 갖는 파워를 갖는 조건의 경우 (100) 성장 방향을 강하게 나타내었으나, 높은 비저항을 갖는 파워를 갖는 조건의 경우 약한 (002) 성장 방향을 나타내었다. EDS를 이용한 분석시 낮은 비저항을 갖는 파워의 경우 상대적 으로 oxygen rich 특성을 나타내었다. 이번 연구를 통해 비저항 등 다양한 조건에 따라 결정 성장 방향이 다름을 확인하였으며, 이에 대한 분석을 통해 산화아연 박막의 성장된 조건에 따 라 다양한 전자소자에의 응용 및 분석이 필요함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.276-281
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• 2000

Si(111) 표면을 NH$_3$분위기에서 실리콘질화물(SiNx)로 변형시킨 후 탄화규소(silicon carbide, SiC) 박막을 성장하였다. 질화시간이 증가함에 따라 SiC 박막 두께가 감소함을 관찰하였다. 또한 성장변수에 따라 SiC/Si 계면에서 결정결함인 틈새를 없앨 수 있었다. 100nm, 300nm, 500nm의 SiNx/Si 기판 위에 SiC 박막을 성장시켰다. 성장된 SiC 박막들은 모두 [111]면을 따라 성장되었고, SiC 결정들이 원주형 낟알로 성장되었다. SiC/SiNx 계면에서 void를 관찰할 수 없었다. 이러한 실험 결과는 SOI 구조의 산화규소를 SiNx로 대체함으로써 SiC 소자 제작에 응용될 수 있는 방향을 제시하고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.442-442
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• 2012

PEDOT[Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene)]박막의 제작은 산화촉매제를 이용한 기상중합(Vapor Phase Polymerization)방법을 통해 최근 활발히 연구되어 지고 있다. 기상중합된 PEDOT박막의 특성은 박막의 중합의 정도와 성장 형상에 따라 그 특성이 크게 좌우된다. PEODT박막의 효율적인 중합에 있어 산화촉매제의 균일한 도포는 매우 중요하다. PEDOT의 효율적인 중합과 균일도포를 위해 산화촉매제에 DUDO와 PEG-PPG-PEG를 첨가한 혼합용액을 제작 VPP방법을 통해 PEDOT박막의 제작을 시도하였다. 그 결과 spin-coating 시 산화촉매 혼합용액의 균일한 도포가 관찰 되었으며 산화촉매제만 사용하여 제작된 박막에 비해 전도도와 막질이 향상된 PEDOT박막이 제작되었다. 이러한 결과는 산화촉매용액에 첨가된 PEG-PPG-PEG와 DUDO의 영향으로 PEG-PPG-PEG는 oxdiant용액의 균일 도포를 도왔으며 Inhibitor로 작용하는 DUDO는 PEDOT성장에 있어 불균일 결정성장을 억제하여 조밀한 PEDOT 박막 성장을 도운 것으로 생각된다. PEDOT 박막의 특성평가에는 Field Emission-Scanning Electron Microscopy, 4-Pointprobe, Optical microscopy 등이 사용되었다. 이러한 고전도도의 PEDOT박막을 OTFT의 전극소재로 사용한다면 OTFT소자의 성능 향상에있어 크게 기여 할 것으로 기대된다.