• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.12
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• pp.1263-1269
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• 1996

반도체 메모리 소자에 이용되는 하부전극의 Pt 박막을 MOCVD 증착방법을 이용하여 SiO2(100nm)/Si 기판위에 증착하였다. 반응개스로 O2개스를 사용하였을 경우에 순수한 Pt 박막을 얻었으며 증착층은(11)우선방향을 가지고 성장하였다. 증착온도가 45$0^{\circ}C$에서는 결정립 경계에 많은 hole이 형성되어 박막의 비저항을 증가시켰다. MOCVD에 의해 얻어진 Pt 박막은 전 증착온도범위에서 인장응력을 가지고 있었으며 40$0^{\circ}C$이상의 온도에서 hole이 형성되면서 응력은 감소하였다. MOCVD-Pt 위에 PEMOCVD로 증착한 강 유전체 SrBi2Ta2O9박막은 균일하고 치밀한 미세구조를 보였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.180-181
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• 2000

일반적으로 광통신이나 고출력 레이저에 사용되는 광학 소자들 중 고반사율의 거울은 특정 파장과 특정 각도에 대해서만 민감하도록 설계되어 있다. 이것을 여러 파장의 빛을 여러 각도로 입사시키더라도 높은 반사율을 얻는다면, 소자의 효율을 향상시키는데 상당한 효과를 볼 수 있다. 은이나 알루미늄의 금속박막으로 제작되는 금속 거울은 제작하기 쉽고 입사파장과 금속의 재질에 관련되어 90 %이상의 반사율을 갖지만, 특정한 각도에서는 빛이 금속 내에 있는 자유 전자들에 의해 상당량 흡수되어 버린다. 따라서 금속 거울은 에너지의 손실이 적어야 하는 광통신이나 고출력 레이저와 같은 응용분야에는 사용될 수 없다. 이러한 흡수가 거의 없는 유전체 거울은 고굴절률과 저굴절률의 층이 λ$_{0}$/4의 광학 두께를 가지고 주기적으로 반복되는 구조를 갖는다. 이러한 λ$_{0}$/4 유전체 다층 박막계는 1-차원 photonic 결정 구조와 동일하게 다룰 수 있는데, 1-차원 photonic 결정 구조가 모든 입사각도에 대해서 전방향 반사를 보인다는 것을 이론과 실험적으로 증명하였다[1-3]. (중략)

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.12
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• pp.1216-1221
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• 1999

GaN films were deposited on sapphire [$Al_2O_3(0001)$] substrates at relatively low temperature by MOCVD using N-atom source based on a Dielectric Barrier Discharged method. Ammonia gas($NH_3$is commonly used as an N-source to grow GaN films in conventional MOCVD process, and heating to high temperature is required to provide sufficient dissociation of $NH_3$. We used a dielectric barrier discharge method instead of $NH_3$ to grow GaN film relatively low temperature. DBD is a type of discharge, which have at least one dielectric material as a barrier between electrode. DBD is a type of controlled microarc that can be operated at relatively high gas pressure. Crystallinity and surface morphology depend on growth temperature and buffer layer growth. With the DBD-MOCVD method, wurtzite GaN which is dominated by the (0001) reflection was successfully grown on sapphire substrate even at $700^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.92-92
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• 1999

양자우물 무질서화 기술은 양자우물구조의 성장후 그 구조의 밴드갭을 국부적으로 변화시킬 수 있는 기술적 특성으로 인해 기존의 광기능 소자 제작을 위한 결정재성장방법을 대체 혹은 보완할 수 있는 장점이 있기 때문에 최근 활발히 연구되고 있다. 여러 가지 양자우물 무질서화공정중 유전체 박막을 사용하는 impurity free vacancy disordering (IFVD) 공정은 불순물이 개입하지 않는 공정으로 공정후 양질의 반도체 표면을 유지할 수 있는 장점이 있으며 고아소자 제작시 광손실의 증가를 초래하지 않는다. 이 공정은 vacancy의 source로 작용하는 유전체박막의 특성에 크게 의존하며 GaAs/AlGaAs 계열의 양자우물에서는 많은 연구가 진행되었으나, 광통신용 광소자의 제작에 사용되는 InGaAs/InGaAsP 계열의 양자우물에 대한 연구는 충분하지 않다. 그림 1은 IFVD를 위해 본 연구에서 사용된 CBE로 성장한 InGaAs/InGaAsP SQW 구조이다. 성장된 구조는 상온에서의 QW peak, λpl=1550nm 이었다. IFVD를 위한 유전체 덮개층으로는 PECVD로 성장 조정하여 박막성장시의 조건을 변화시킴으로써 유전체 덮개층 박막의 특성을 변화시켰다. 그림 2는 질소 분위기의 furnace에서 75$0^{\circ}C$로 8분간 IFVD를 수행한후 측정한 무질서화된 양자우물의 상온 PL spectrum을 보여준다. 그림에서 보는바와 같이 동일한 SiNx 덮개층을 사용하는 경우에도 적어도 24meV의 bandgap차를 갖는 양자우물을 영역을 동일한 기판상에 제작할 수 있음을 알 수 있다. 일반적으로 IFVD 방법으로 국부적으로 양자우물을 무질서화 하기 위해서는 SiNx/SiO2와 같은 강이한 박막을 사용하였지만 이 방법을 사용하는 경우 상이한 박막을 사용하는 데서 야기되는 제반 문제를 해결할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 이 기술은 기존의 광소자 제작을 위한 IFVD 방법의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 결정 재성장 없이 도일한 기판상에 국부적으로 상이한 bandgap 영역을 만들 수 있기 때문에 광소자 제작에 적극 이용될 수 있다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.10 no.3 s.37
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• pp.139-150
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• 1995

이동통신 및 위성방송 등 마이크로파를 이용하는 통신수단의 증가와 더불어 통신용 기지국 및 단말기의 수요가 급증함에 따라 마이크로파 대역에서 동작하는 부품의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 이들부품중 무선주파수대역에서 동작되는 박막형 유전체 소자 및 적층 소자들의 종류와 특성 및 기술개발 현황에 대해서 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.113-113
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• 2011

알루미늄 박막 커패시터 제작을 위해 선택적인 알루미늄 etching과 anodizing을 이용한 유전체($Al_2O_3$) 형성, 전극층 형성을 위한 무전해 Ni-P 도금을 진행하였다. $5{\mu}m$ patterns/$10{\mu}m$ space를 가지는 dot patterns을 알루미늄 기판에 patterning하고, 이를 각각의 전류밀도 조건에서 etching한 후, barrier type anodizing을 진행하였다. 유전체에 전극층은 무전해 Ni-P 도금을 통해 형성하였으며, 이렇게 제작된 알루미늄 박막 커패시터 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.371.1-371.1
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• 2014

반도체 트랜지스터의 크기가 점점 미세화 함에 따라 이에 수반되는 절연막에 대한 요구 조건도 까다로워지고 있다. 특히 게이트 산화 막의 두께는 10 nm 이하에서 고밀도를 갖는 높은 유전율 막에 대한 요구가 증가되고 있으며 또한 증착 온도 역시 낮아져야 한다. 이러한 요구사항을 충족하는 기술중의 하나는 매우 낮은 압력 및 200도 이하 저온에서 절연막을 증착하는 것이다. 본 연구에서는 플라즈마 화학 기상 증착(PE-CVD) 시스템을 이용하여 $180^{\circ}C$의 온도 및 10 mTorr의 압력에서 SiN 및 SiCN 박막을 제조하였다. 박막의 특성은 원자층 증착 공정 결과와 유사하면서 증착 속도의 향상을 위해 개조된 사이클릭 화학 기상 증착 공정을 이용하였다. Si 전구체와 산화제는 기판에 공급되기 전에 혼합되어 1차 리간드 분해를 하였으며, 리간드가 일부 제거된 가스가 기판에 흡착되는 구조이다. 기판흡착 후 플라즈마 처리 공정을 이용하여 2차 리간드 분해 공정을 수행하였으며, 반응에 참여하지 않은 가스 제거를 위해 불활성 가스를 이용하여 퍼지 하였다. 공정 변수인 플라즈마 전력, 반응가스유량, 플라즈마 처리 시간은 최적화 되었다. 또한 효율적인 리간드 분해를 위해 ICP와 CCP를 포함하고 있는 이중 플라즈마 시스템에 의해 2회에 걸쳐 분해되어지고, 그 결과로 불순물이 들어있지 않는 순수한 SiN과 SiCN 박막을 증착하였다. XRD 측정 결과 증착된 박막들은 모두 비정질 상이며, 550 nm 파장에서 측정한 SiN 및 SiCN 박막의 굴절률은 각 각 1.801 및 1.795이다. 또한 증착된 박막의 밀도는 2.188 ($g/cm^3$)로서 유전체 박막으로 사용하기에 충분한 값임을 확인하였다. 추가적으로 300 mm 규모의 Si 웨이퍼에서 측정된 비 균일도는 2% 이었다. 저온에서 증착한 SiN 및 SiCN 박막 특성은 고온 공정의 그것과 유사함을 확인하였고, 이는 저온에서의 유전체 박막 증착 공정이 반도체 제조 공정에서 사용 가능하다는 것을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.199-200
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• 2007

본 논문에서는 $SiO_2$ Gate 유전체를 대체할 재료의 하나인 $TiO_2$, Gate 유전체의 기판 증착 온도에 따른 특성을 알아보고자 한다. 디바이스의 고집적화가 높아짐에 따라 얇은 두께의 Gate 유전체의 절대적인 필요에 따라 두께를 최소화하면서 유전율은 높아 전기적 특성이 우수한 소재를 찾게 되었다. 본 논문의 실험에서는 비휘발성 메모리 소자 제작시 Gate Blocking Layer 적용을 위해 High-k 물질인 $TiO_2$, 박막 증착 실험을 하였고, APCVD 방법을 사용하여 성장하였다. 증착 온도에 따른 I-V 특성을 분석하고 그에 따른 소자의 물리적 구조를 SEM을 통해 확인하면서 소자 제작시 최적의 온도를 찾고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.108-108
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• 2000

급증하는 무선통신 정보수요는 특히, 고주파대역 (300NHz-300GHz)에서 사용되는 공진기, 필터, 발진기 등과 같은 소자의 품질향상을 요구하고 있다. 고주파용 유전체 중 ZrTiO4 는 $\alpha$-PbO2 계열의 사방정구조를 갖고 있는 유전체로서 높은 유전율 ($\varepsilon$=40)과 높은 품질계수 (Q=1/tan$\delta$=4700 at 7GHz)를 갖고 있고, Sn 첨가시 0ppm/$^{\circ}C$의 공진주파수 온도계수를 얻을 수 있다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 약 110$0^{\circ}C$ 이상에서 안정한 상으로 존재하는 ZrTiO4를 저온에서 증착하여 준안정한 상태로 결정화되게 한후, 유전손실 (tan$\delta$)과 유전율($\varepsilon$)을 측정하였다. 또한 증착온도와 열처리과정에 따른 박막의 us형 (Strain) 정도의 변화를 X-선 회절결과로부터 분석하였으며 이를 측정된 유전특성 값과 비교하였다. ZrTiO4 박막은 DC magnetron reactive sputter로 Zr과 Ti 타겟으로부터 high phosphorous doped Si (100) 기판위에 증착하였다. 압력은 4mTorr로 유지하고 박막의 화학양론적 조성비를 맞추기 위해 각 타겟에 가해지는 power는 Zr/Ti=500W/650W로 고정하고, 반응가스의 비율을 Ar/O2=17sccm/3.5sccm으로 유지하여 박막내에 인입되는 산소량을 제어하였다. 증착 직후와 열처리 후의 박막특성을 비교하기 위해 증착온도를 상온에서부터 $600^{\circ}C$까지 변호시키고 증착후 각각의 시편을 80$0^{\circ}C$ 산소분위기에서 2시간동안 열처리하여 시편을 준비하였다. 박막의 상형성 여부와 결정성변화는 $ heta$-2$\theta$X-선 회절법을 사용하여 조사하였고, EPMA를 이용하여 박막의 조성을 확인하였다. 유전특성의 측정을 위해 백금 상부전극을 증착한 후, impedance analyzer를 이용하여 100kHz 영역에서의 유전손실을 측정하고, 측정된 정전용량과 박막의 두께로부터 유전율을 계산하였다. ZrTiO4 박막은 증착온도 20$0^{\circ}C$ 이상에서 결정성을 보이기 시작했으며, 열처리 이후에는 상온에서 비정질이었던 시편이 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서 결정화되기 시작하였다. 증착온도에 따라 유전손실은 0.038에서 0.017 정도로 감소하는 경향을 나타냈으며, 각각 열처리에 의해서 0.034, 0.005 정도로 다시 감소하였다. 박막의 유전율은 약 35 정도의 값을 나타내었으며 X-선 회절 data로부터 분석한 박막의 변형은 증온도에 따라 7.2%에서 0.04%로 감소하였고 이 이경향은 유전손실은 감소경향과 일치하였다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2003.12a
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• pp.45-49
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• 2003

본 논문에서는 gate 산화막을 위한 Hf oxide 박막을 $Hf(dmae)_4$ (dmae=dimethylaminoethoxide) 전구체로 Direct Liquid Injection Metal Organic Chemical Vapor Deposition (DLI-MOCVD)방법을 이용하여 p-type Si(100) 기판 위에 증착하였다. 이 전구체를 이용하여 $150^{\circ}C$의 낮은 증착 온도에서도 낮은 carbon 농도와 roughness를 가지는 양질의 박막을 증착할 수 있었다. 증착된 박막은 비정질 구조를 나타내었지만 annealing 온도를 증가시킴에 따라서 결정성(monoclinic phase)을 나타내었다. $500{\AA}$으로 증착한 박막을 C-V 와 I-V curve를 통하여 전기적 특성을 평가하였다. 열처리 온도가 증가함에 따라 유효유전상수(k)는 증가하지만 열처리 온도가 $900^{\circ}C$ 이상이 되면 계면층의 형성에 의해 유효유전상수는 감소하게 되고 이에 따라 누설 전류도 감소하게 된다. 산소분위기 $800^{\circ}C$에서 annealing한 $HfO_2$ 박막의 유전상수는 20.1이고, 누설 전류 밀도는 SV에서 $2.2\times10^{-6}A/\textrm{cm}^2$ 로 좋은 전기적 특성을 가진다.