• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.2
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• pp.145-152
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• 2007

The evolution dynamics of nanoscale Ge islands on both Si (001) and (113) surfaces is explored using ultraviolet photoelectron emission microscopy (UV-PEEM). Real-time monitoring of the in-situ growth of the Ge island structures can allow us to study the variation of the size, the shape and the density of the nanostructures. For Ge depositions greater than ${\sim}4$ monolayer (ML) with a growth rate of ${\sim}0.4\;ML/min$ at temperatures of $450-550^{\circ}C$, we observed island nucleation on both surfaces indicating the transition from strained layer to island structure. During continuous deposition the circular islands grew larger via ripening processes. AFM measurements showed that the islands grown on Si (001) were dome-shaped while the islands on Si (113) were multiple-side faceted with flat tops of (113)-orientation. In contrast, for Ge deposition with a lower growth rate of ${\sim}0.15\;ML/min$ on Si(113), we observed the shape transition from circular into elongated island structures. The elongated islands grew longer along the [$33\bar{2}$] during continuous Ge deposition. The shape evolution of the islands is discussed in terms of strain relaxation and kinetic effects.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.291-292
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• 2012

MOSFET 구조에서 metal oxide에 기반을 둔 게이트 유전체의 연구는 실리콘(Si)을 기반으로 한 반도체 발명이래로 가장 인상적인 발전을 이뤄 왔다. 이는 metal oxide의 높은 유전상수 특성이 $SiO_2$보다 우수하고, 유전체 박막의 두께 감소로 인한 전기적 특성 저하를 보완하기 때문이다. 특히 지난 10년 동안, Hafnium에 기반을 둔 $HfO_2$는 차세대 반도체용 유전 물질로 전기적 구조적 특성에 대한 연구가 활발히 진행되어왔다. 그러나 현재까지 $HfO_2$에 대한 nano-mechanical 특성 연구는 미미하여 이에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 Hf 및 $HfO_2$ 박막의 증착 및 열처리 조건을 다르게 하여 실험을 진행하였다. 시료는 rf magnetron sputter를 이용하여 Si 기판위에 Hafnium target으로 산소유량(4, 6 sccm)을 달리하여 증착하였고, 이후 furnace에서 400에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 20분간 열처리를 실시하였다. 실험결과 산소 유량을 6 sccm으로 증착한 시료의 current density 성능이 모든 열처리 과정에서 증가하였다. Nano-indenter로 측정하고 Weibull distribution으로 정량적 계산을 한 경도 (Hardness)는 as-deposited 시료를 기준으로 $400^{\circ}C$에서는 감소했으나 온도가 높아질수록 증가하였다. 특히, $400^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 산소농도에(4 sccm : 5.35 GPa, 6 sccm : 6.15 GPa)따른 두 시료간의 변화가 가장 두드러졌다. 반면에, 탄성계수 (Elastic modulus)는 산소농도 6 sccm을 넣고 증착된 시료들이 4 sccm을 넣고 증착한 시료보다 모두 높은 값을 나타냈다. 또한, $800^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 산소농도에(4 sccm : 128.88 GPa, 6 sccm : 149.39 GPa)따라 표면의 탄성에 큰 차이가 있음을 확인하였다. 이는 증착된 $HfO_2$ 시료들이 비정질 상태에서 $HfO_2$로 결정화되는 과정에서 산소가 증가할수록 박막의 defect이 감소되기 때문으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.302.2-302.2
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• 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
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• 2009.05a
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• pp.134-134
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• 2009

ITZO 박막은 2개의 캐소드 (DC, RF)를 이용하여 마그네트론 2원 동시 방전법에 의해 고온에서 안정한 polyimide 기판위에 상온에서 증착하고 $200^{\circ}C$에서 어닐링 하였다. XRD 측정 결과 어닐링 과정을 거친 막들은 Zn의 도입에 따란 결정성이 감소하다가 RF파워 280W에서 증착한 박막은 완전한 비정질 구조를 보였다. AFM 측정과 밴딩 테스트 결과, ITO 및 ITZO 박막들은 결정성이 감소할수록 매끄러운 표면과 낮은 저항 변화율을 보여주었다. 전기 비정항은 Zn 함량이 증가함에 따라 증가하였지만, 광학적 투과율은 $200^{\circ}C$ 어닐링 과정을 거친후의 막들에 있어서 증가됨을 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.206-206
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• 2009

RF Magnetron Sputtering 방법을 통해 ZnS:Mn 박막 형광체를 증착한 다층 TFEL (Thin-Film Electroluminescent) Backlight 소자를 제작하였다. Alumina 기판 위에 Au 전극과 PMN 후막 유전체를 Screen printing 기법으로 층을 형성하였다. 그 위에 MgO 박막 유전체를 E-Beam 장비를 이용하여 증착 후, ZnS:Mn 박막 형광체를 50 W 의 저전력으로 약 8000 ${\AA}$ 두께로 증착하였다. 형광체는 Sputter 증착 시 Sulfur 부족 현상을 보상해주기 위해 ZnS:Mn (0.5%) Target 에 2 at % 의 Sulfur를 첨가하였으며, 상부 전극으로 사용할 ITO 는 DC Magnetron Sputter 를 이용하여 증착하였다. 어닐링 공정은 Air 분위기에서 급속 열처리 장치 (RTA, Rapid Thermal Annealing) 을 이용하여 600 $^{\circ}C$에서 20 분 진행하였다. 이러한 과정들을 통해 저전압 고휘도의 TFEL Backlight 소자를 제조할 수 있었다.

• Journal of ILASS-Korea
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• v.11 no.1
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• pp.7-16
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• 2006

Performance of thin films fabricated with the electrostatic spray deposition (ESD) technique is strongly governed by surface morphology, which depends on deposition parameters such as deposition time and temperature, solution properties, and surface characteristics of substrates. In this article, the state of the art on the relationships between the surface morphology and the deposition parameters is presented. Also studies on the electro-hydrodynamic atomization process and the motion of drops relevant to the ESD technique are briefly reviewed, and the future research works are suggested.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.80-80
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• 2010

X선 광전자 분광법을 이용하여 Pt(110) 표면 위에 증착된 Ni 초박막의 합금 형성에 대한 연구를 수행하였다. 각각 3 ML, 6 ML Ni 초박막을 $5{\times}10-9$ Torr 이하의 초고진공에서 증착된 것을 확인하고 후열처리 과정에 따른 Ni층의 변화와 합금형성에 따른 내각준위 스펙트럼을 관찰하였다. 증착된 Ni 초박막은 증착 후 전자구조 변화에 따른 선형변화가 일어나고, 590 K부터 섞이기 시작함을 내각준위 스펙트럼의 변화들로부터 알 수 있었다. 열처리 온도가 증가하면서 계면에 Ni-Pt 합금이 형성되었음은 Pt 4f 봉우리의 FWHM 변화부터로 확인할 수 있었으며 Ni 2p3/2 의 satelite 구조의 상대적 세기가 590 K부터 급격히 증가하여, 전자구조가 변화함을 알 수 있었다. Valence Band 스펙트럼의 변화로 계면의 Pt d전자들의 상태밀도 변화도 확인하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.2
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• pp.135-140
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• 1998

We investigated the initial growth mode of Cu deposited on polyimide at high temperature($350^{\circ}C$) using x-ray photoelectron spectroscopy. We could find that when Cu is sputter-deposited on the polyimide at high temperature, Cu-C-N complex is formed first, Cu-N-O complex and Cu-oxide are mainly formed successively, and then funally metallic Cu grows. In the chemical reaction point of view, the interface of Cu/polyimide at high temperature is than that at room temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.136-136
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• 1999

박막의 탄성특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 최근에는 탄성특성을 평가할 수 있는 간단한 방법으로 기판 식각 기법을 이용한 freehang, bridge 방법이 제시되었다. 이중에서 bridge 방법은 간단한 식각 기법을 이용하여 얇은 박막에서도 탄성 특성을 평가할 수 있는 방법으로 제시되었다. 그러나 식각 과정에서 발생하는 patch 부분의 under-cut으로 인해 정확한 bridge의 길이를 측정할 수 없게 되어 오차가 발생하고 있다. 본 연구에서는 bridge 방법에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로, patch 부분에 etch-stop을 제작해 줌으로서 식각 과정에서 발생하는 under-cut을 효과적으로 제거시켰다. Etch-stop은 2장의 mask를 align key를 이용하여 제작하였다. 먼저 산화막이 형성되어 있는 Si 기판위에 mask 1을 이용하여 patch 부분을 lithography 작업하고, 습식 식각 공정을 한 뒤 DLC 필름을 증착시킨다. 다음으로 mask 2를 이용하여 bridge pattern을 제작하고, DLC 필름을 증착시킨 후 lift-off 기술과 산화막 등방식각 공정을 통해 bridge를 제작하였다. 이렇게 제작된 bridge를 통해 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류응력과 함께 박막의 응력-변형률 관계식에 적용시켜 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. Sidl 첨가된 DLC 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400V로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 실렌(SiH4:2H=10:90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 함유된 Si의 양을 조절하였다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 조절하였다. 필름의 잔류응력은 압축잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률을 laser 반사법을 이용하여 측정하고, 이 결과를 Brenner 등에 의해 유도된 식을 대입하여 계산하였다.

• Solar Energy
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• v.15 no.2
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• pp.91-99
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• 1995

The influence of deposition parameters on the deposition of $SnO_2$ thin films by spray pyrolysis has been studied. In the case of spray solution with tile concentration of 0.01M, at low deposition temperature the deposition was controlled by surface reaction and portion controlled by mass transfer is increased with increasing deposition temperature to $400^{\circ}C$. Above $400^{\circ}C$, the deposition is controlled by mass transfer at low spray pressure, and by surface reaction at high spray pressure. As the concentration of spray solution increased the deposition rate increased, and in this experiment the deposition depends on the Rideal-Eley mechanism. The deposition rate increased with increasing substrate temperature up to $400^{\circ}C$ and then decreased due to homogeneous nucleation. The thickness of the deposit increased with increasing spray duration, and the adhesion between substrate and deposit was formed physically.