• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.57-58
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• 2011

III-V족 화합물 반도체의 일종인 InSb는 77 K에서 0.23 eV의 작은 밴드 갭을 가지며 높은 전하 이동도를 가지고 있기 때문에 대기권에서 전자파 흡수가 일어나지 않는 3~5 ${\mu}m$범위의 장파장 적외선 감지가 가능하여 중적외선 감지 소자로 이용되고 있다. 하지만 InSb는 밴드 갭이 매우 작기 때문에, 소자 제작시 누설전류에 의한 소자 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 다른 화합물 반도체에 비해 녹는점이 낮고, 휘발성이 강한 5족 원소인 Sb의 승화로 기판의 화학양론적 조성비(stoichiometry)가 변하기 쉬워, 계면특성 저하의 원인이 된다. 따라서 우수한 특성을 가지는 적외선 소자의 구현을 위해서, 저온에서 계면 특성이 우수한 고품질의 절연막 증착 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 InSb 기판 위에 $SiO_2$, $Si_3N_4$의 절연막 형성시 증착온도의 변화에 따른 계면 트랩 밀도를 분석하였다. $SiO_2$, $Si_3N_4$ 절연막은 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 n형 InSb 기판 위에 증착하였으며, 증착온도를 $120^{\circ}C$부터 $240^{\circ}C$까지 변화시켰다. Metal oxide semiconductor(MOS) 구조 제작을 통하여, 커패시턴스-전압(C-V)분석을 진행하였으며, 절연막과 InSb 사이의 계면 트랩 밀도를 Terman method를 이용하여 계산하였다[1]. 또한, $SiO_2$와 $Si_3N_4$의 XPS 분석과 TOF-SIMS 분석을 통하여 계면 트랩 밀도의 원인을 밝혀 보았다. $120{\sim}240^{\circ}C$ 온도 범위에서 계면 트랩 밀도는 $Si_3N_4$의 경우 $2.4{\sim}4.9{\times}10^{12}cm^{-2}eV^{-1}$, $SiO_2$의 경우 $7.1{\sim}7.3{\times}10^{11}cm^{-2}eV^{-1}$ 값을 나타냈고, 두 절연막 모두 증착 온도가 증가할수록 계면 트랩 밀도가 증가하는 경향을 보였다. 그러나 모든 샘플에서 $Si_3N_4$의 경우, flat band voltage가 음의 전압으로 이동한 반면, $SiO_2$의 경우, 양의 전압으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 계면 트랩 밀도 증가의 원인을 확인하기 위해서, oxide를 $120^{\circ}C$, $240^{\circ}C$에서 증착시킨 샘플을 XPS 분석을 통하여 깊이에 따른 성분분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 계면에서 $In_2O_3$와 $Sb_2O_3$ 피크의 증가를 확인하였다. 이는 계면에서 oxide양이 증가함을 의미하며, 이렇게 생성된 oxide는 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. Nitride 절연막을 증착시킨 샘플은 TOF-SIMS 분석을 통해, 계면에서의 성분 분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 In-N, Sb-N, Si-N 결합의 감소를 확인하였다. 이렇게 분해된 결합들의 dangling 결합이 늘어 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. 최종적으로, 소자특성을 확인 하기 위하여 계면 트랩 밀도가 가장 낮게 측정된 $200^{\circ}C$ 조건에서 $SiO_2$ 절연막을 증착하여 InSb 적외선 소자를 제작하였다. 전류-전압(I-V) 분석 결과 -0.1 V에서 16 nA의 누설 전류 값을 보였으며, $2.6{\times}10^3{\Omega}cm^2$의 RoA(zero bias resistance area)를 얻을 수 있었다. 절연막 증착조건의 최적화를 통하여, InSb 적외선 소자의 특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.321-322
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• 2012

의료용 방사선 장비는 초기의 아날로그 방식의 필름 및 카세트에서 진보되어 현재는 디지털 방식의 DR (Digital Radiography)이 널리 사용되며 그에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. DR은 크게 간접방식과 직접방식의 두 분류로 나눌 수 있는데, 간접방식은 X선을 흡수하면 가시광선으로 전환하는 형광체(Scintillator)를 사용하여 X선을 가시광선으로 전환하고, 이를 Photodiode와 같은 광소자로 전기적 신호로 변환하여 방사선을 검출하는 방식을 말하며, 직접 방식은 X선을 흡수하면 전기적 신호를 발생 시키는 광도전체(Photoconductor)를 사용하여 광도전체 양단 전극에 고전압을 인가한 형태를 취하고 있는 가운데, X선이 조사되면 일차적으로 광도전체 내부에서 전자-전공쌍(Electron-hole pair)이 생성된다. 이들은 광도전체 양단의 인가되어 있는 전기장에 의해 전자는 +극으로, 전공은 -극으로 이동하여 아래에 위치한 Active matrix array을 통해 방사선을 검출하는 방식이다. 본 연구에서는 직접방식 X-ray 검출기에서 활용되는 a-Se을 ITO (Indium Thin oxide) glass 상단에 Thermal evaporation증착을 이용하여 두께 $50{\mu}m$, 33 넓이로 증착 시킨 다음, a-Se상단에 Sputtering증착을 이용하여 ITO를 11 cm, 22 cm, $2.7{\times}2.7cm$ 넓이로 증착시켜 상하부의 ITO를 Electrode로 이용하여 직접방식의 X-ray검출기 샘플을 제작하였다. 제작 과정 중 a-Se의 Thermal evaporation증착 시, 저진공 $310^{-3}_{Torr}$, 고진공 $2.210^{-5}_{Torr}$에서 보트의 가열 온도를 두 번의 스텝으로 나누어 증착 시켰다. 첫 번째 스텝 $250^{\circ}C$, 두 번째 스텝은 $260^{\circ}C$의 조건으로 증착하여 보트 내의 a-Se을 남기지 않고 전량을 소모할 수 있었으며, 스텝간의 온도차를 $10^{\circ}C$로 제어하여 균일한 박막을 형성 할 수 있었다. Sputtering증착 시, 저진공 $2.510^{-3}$, 고진공 $310^{-5}$에서 Ar, $O_2$를 사용하여 100 Sec간 플라즈마를 생성시켜 ITO를 증착하였다. 제작된 방사선 각각의 검출기 샘플 양단의 ITO에 500V의 전압을 인가하고, 진단 방사선 범위의 70 kVp, 100 mA, 0.03 sec 조건으로 X-ray를 조사시켜 ITO넓이에 따른 민감도(Sensitivity)와 암전류(Dark current)를 측정하였다. 측정결과 민감도(Sensitivity)는 X-ray샘플의 두께에 따른 $1V/{\mu}m$ 기준 시, 증착된 ITO의 넓이가 11 cm부터 22 cm, $2.7{\times}2.7cm$까지 각각 $7.610nC/cm^2$, $8.169nC/cm^2$, $6.769nC/cm^2$로 22 cm 넓이의 샘플이 가장 높은 민감도를 나타내었으나, 암전류(Dark current)는 $1.68nA/cm^2$, $3.132nA/cm^2$, $5.117nA/cm^2$로 11 cm 넓이의 샘플이 가장 낮은 값을 나타내었다. 이러한 데이터를 SNR (Signal to Noise Ratio)로 합산 하였을 시 104.359 ($1{\times}1$), 60.376($2{\times}2$), 30.621 ($2.7{\times}2.7$)로 11 cm 샘플이 신호 대 별 가장 우수한 효율을 나타냄을 알 수 있었다. 따라서 ITO박막의 면적이 클수록 민감도는 우수하나 그에 따른 암전류의 증가로 효율이 떨어짐을 검증 할 수 있었으며, 이는 ITO면적이 넓어짐에 따른 저항의 증가로 암전류에 영향을 끼침을 할 수 있었다. 본 연구를 통해 a-Se의 ITO 박막 면적에 따른 전기적 특성을 검증할 수 있었다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.53 no.4
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• pp.347-362
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• 2020

Iron (hydro)oxides in aqueous environments are primarily formed due to mining activities, and they are known to be typical colloidal particles disturbing surrounding environments. Among them, hematites are widespread in surface environments, and their behavior is controlled by diverse factors in aqueous environments. This study was conducted to elucidate the effect of environmental factors, such as ionic composition and strength, pH, and natural organic matter (NOM) on the behavior of colloidal hematite particles. In particular, two analytical methods, such as dynamic light scattering (DLS) and single-particle ICP-MS (spICP-MS), were compared to quantify and characterize the behavior of colloidal hematites. According to the variation of ionic composition and strength, the aggregation/dispersion characteristics of the hematite particles were affected as a result of the change in the thickness of the diffuse double layer as well as the total force of electrostatic repulsion and van der Walls attraction. Besides, the more dispersed the particles were, the farther away the aqueous pH was from their point of zero charge (PZC). The results indicate that the electrostatic and steric (structural) stabilization of the particles was enhanced by the functional groups of the natural organic matter, such as carboxyl and phenolic, as the NOM coated the surface of colloidal hematite particles in aqueous environments. Furthermore, such coating effects seemed to increase with decreasing molar mass of NOM. On the contrary, these stabilization (dispersion) effects of NOM were much more diminished by divalent cations such as Ca²⁺ than monovalent ones (Na⁺), and it could be attributed to the fact that the former acted as bridges much more strongly between the NOM-coated hematite particles than the latter because of the relatively larger ionic potential of the former. Consequently, it was quantitatively confirmed that the behavior of colloidal hematites in aqueous environments was significantly affected by diverse factors, such as ionic composition and strength, pH, and NOM. Among them, the NOM seemed to be the primary and dominant one controlling the behavior of hematite colloids. Meanwhile, the results of the comparative study on DLS and spICPMS suggest that the analyses combining both methods are likely to improve the effectiveness on the quantitative characterization of colloidal behavior in aqueous environments because they showed different strengths: the main advantage of the DLS method is the speed and ease of the operation, while the outstanding merit of the spICP-MS are to consider the shape of particles and the type of aggregation.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.7 no.3
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• pp.179-187
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• 1998

A neutral particle energy analyzer, which has the carbon stripping foil and the $90^{\circ}$ cylindrical electrostatic deflection plate, was designed and constructed for measuring of ion temperature in plasma. The energy calibration and energy resolution were studied in detail for a hydrogen ion at the $0.5{\sim}3.0\;keV$ energy using a duoplasmatron ion source. An energy of hydrogen ion to the deflection plate voltage at the peak ion count rate could be fitted by the expression $E_{o}(keV)$=3.83V(kV). The measured energy resolution, which was about 2 % at the energy of 3.0 keV and 9 % at the energy of 0.5keV, was better for the increased hydrogen ion energy. For the charge exchanged hydrogen atom due to the carbon stripping foil, the energy calibration, energy loss and resolution were measured to the $0.5{\sim}2.0{\mu}g/cm^{2}$ thickness of the carbon stripping foil. An energy of the charge exchanged hydrogen atom as a function of the deflection plate voltage and carbon foil thickness could be fitted by the expression $E_{o}(keV)=(0.53d+4.4){\cdot}V(kV)$. The energy loss was $0.23{\sim}0.89\;keV $ to the $0.5{\sim}2.0{\mu}g/cm^{2}$ carbon foil thickness and the $0.5{\sim}3.0\;keV$ energy of the incident neutral hydrogen atom, it could be fitted by the expression ${\Delta}E=(0.12d+0.27){\cdot}{E_{o}}^{1/2}(keV)$. The measured energy resolution for the neutral hydrogen atom, which was between 7 % and 35 % in this experiment region, was increased for the increasing neutral hydrogen atom energy and the decreasing carbon stripping foil thickness.

• Economic and Environmental Geology
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• v.50 no.5
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• pp.341-352
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• 2017

Along with Cs-137 (half-life: 30.17 years), Sr-90 (half-life: 28.8 years) is one of the most important environmental monitoring radioactive elements. Rapid and easy monitoring method for Sr-90 using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) has been studied. Strontium belongs to a bivalent alkaline earth metal such as calcium and has similar electron arrangement and size. Due to these similar chemical properties, it can easily enter into the human body through the food chain via water, soil, and crops when leaked into the environment. In addition, it is immersed into the bone at the case of human influx and causes the toxicity for a long time (biological half-life: about 50 years). It is a very reductive and related with the specific reaction that makes wet analysis difficult. In particular, radioactive strontium should be monitored by nuclear power plants but it is very difficult to be analysed from high-cost problems as well as low accuracy of analysis due to complicated analysis procedures, expensive analysis equipment, and a pretreatment process of using massive chemicals. Therefore, we introduce the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) analysis method that analyzes the elements in the sample using the inherent spectrum by generating plasma on the sample using pulse energy, and it can be analyzed in a few seconds without preprocessing. A variety of analytical plates for samples were developed to improve the analytical sensitivity by optimizing the laser, wavelength, and time resolution. This can be effectively applied to real-time monitoring of radioactive wastewater discharged from a nuclear power plant, and furthermore, it can be applied as an emergency monitoring means such as possible future accidents at a nuclear power plants.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.34 no.4
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• pp.336-344
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• 2015

BACKGROUND: This study was carried out to collect occurrence data on aluminum in 12 type agricultural products and assess dietary exposure risk to the Korean population health for aluminum concentration in agricultural products.METHODS AND RESULTS: Aluminum analysis samples were performed using microwave device and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer. The LOD(Limit of Detection) for aluminum was 0.851 μg/kg, while the LOQ(Limit of Quantitation) was 2.838 μg/kg and recovery was 97.6% for aluminum. The average levels of aluminum in mg/kg were 0.526 for rice, 0.546 for Korean cabbage, 1.316 for corn, 6.207 for soybean, 0.549 for sweet potato, 0.257 for potato, 6.963 for spinach, 1.213 for carrot, 0.524 for garlic, 0.950 for radish, 1.015 for leek, and 3.511 for Welsh onion. The dietary exposures of aluminum through usual intake were polished rice 89.31 μg/day, Korean cabbage 33.14 μg/day, corn 0.66 μg/day, soybean 3.72 μg/day, sweet potato 6.86 μg/day, potato 4.96 μg/day, spinach 45.96 μg/day, carrot 6.79 μg/day, garlic 2.36 μ g/day, radish 7.32 μg/day, leek 2.23 μg/day and Welsh onion 43.89 μg/day, taking 0.57%, 0.21%, 0.00%, 0.02%, 0.04%, 0.03%, 0.04%, 0.04%, 0.02%, 0.05%, 0.01% and 0.28% of PTWI(2 mg/kg b.w./week), respectively.CONCLUSION: The levels of overall dietary exposure to aluminum for Korean population through intake of agricultural product was far below the recommended JECFA level, indicating of least possibility of risk.

• Journal of Food Hygiene and Safety
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• v.31 no.4
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• pp.227-249
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• 2016

Arsenic and its compounds vary in their toxicity according to the chemical forms. Inorganic arsenic is more toxic and known as carcinogen. The provisional tolerable weekly intake (PTWI) of $15{\mu}g/kg$ b.w./week established by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) has been withdrawn, while the EFSA panel suggested $BMDL_{0.1}$ $0.3{\sim}8{\mu}g/kg\;b.w./day$ for cancers of the lung, skin and bladder, as well as skin lesions. Rice, seaweed and beverages are known as food being rich in inorganic arsenic. As(III) is the major form of inorganic arsenic in rice and anaerobic paddy soils, while most of inorganic arsenic in seaweed is present as As(V). The inorganic arsenic in food was extracted with solvent such as distilled water, methanol, nitric acid and so on in heat-assisted condition or at room temperature. Arsenic speciation analysis was based on ion-exchange chromatography and high-performance liquid chromatography equipped with atomic absorption spectrometry and inductively coupled plasma mass spectrometry. However, there has been no harmonized and standardized method for inorganic arsenic analysis internationally. The inorganic arsenic exposure from food has been estimated to range of $0.13{\sim}0.7{\mu}g/kg$ bw/day for European, American and Australian, and $0.22{\sim}5{\mu}g/kg$ bw/day for Asian. The maximum level (ML) for inorganic arsenic in food has established by EU, China, Australia and New Zealand, but are under review in Korea. Until now, several studies have conducted for reduction of inorganic arsenic in food. Inorganic arsenic levels in rice and seaweed were reduced by more polishing and washing, boiling and washing, respectively. Further research for international harmonization of analytical method, monitoring and risk assessment will be needed to strengthen safety management of inorganic arsenic of foods in Korea.

• Journal of Food Hygiene and Safety
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• v.25 no.4
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• pp.402-409
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• 2010

The study was conducted to estimate the contents of heavy metal in commercial herbal medicines (1047 samples of 132 species) which were collected from markets in Seoul and to analyze the contents of heavy metals of herbal medicines by classifying them by parts. The samples were digested using microwave method. The contents of heavy metal (Pb, Cd, and As) and Hg were determined using Inductively coupled plasma-Mass spectrometer (ICP/MS). And the contents of Hg were obtained by Mercury analyzer. The average values of heavy metal in herbal medicines were as follows [mean (minimum-maximum), mg/kg]; Pb 0.870 (ND-69.200), As 0.148 (ND-2.965), Cd 0.092 (ND-2.010), and Hg 0.007 (ND-0.B7). And the average values of heavy metal by parts in herbal medicines were as follows [mean (minimum-maximum), mg/kg]; Ramulus 2.046 (0.065-4.474), Herba 1.886 (0.048-10.404), Flos 1.874 (0.052-5.393), Cortex 1.377 (0.011-4.837), Radix 1.165 (0.012-70.111), Rhizoma 1.116 (0.016-5.490, Fructus 0.838 (0.017-4.527), Perithecium 0.729 (0.013-4.953), Semen 0.646 (0.006-4.416). The average values of heavy metal of imported herbal medicines except Radix were higher than domestic ones. By decoction of herbal medicines exceeding the tolerances, average intake rates of Pb, As, Cd and Hg were obtained as 6.1%, 40.3%, 4.7%, and 2.2%, respectively.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.28 no.1
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• pp.101-111
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• 2017

Mineral carbonation is a technology in which carbonates are synthesized from minerals including serpentine and olivine, and industrial wastes such as slag and cement, of which all contain calcium or magnesium when reacted with carbon dioxide. This study aims to develop the mineral carbonation technology for commercialization, which can reduce environmental burden and process cost through the reduction of carbon dioxide using steel slag and the slag reuse after calcium extraction. Calcium extraction was conducted using NH4Cl solution for air-cooled slag and convert slag, and ${\geq}98%$ purity calcium carbonate was synthesized by reaction with calcium-extracted solution and carbon dioxide. And we conducted experimentally to minimize the quantity of by-product, the slag residue after calcium extraction, which has occupied large amount of weight ratio (about 80-90%) at the point of mineral carbonation process using slag. The slag residue was used to replace silica sand in the manufacture of cement panel, and physical properties including compressive strength and flexible strength of panel using the slag residue and normal cement panel, respectively, were analyzed. The calcium concentration in extraction solution was analyzed by inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES). Field-emission scanning electron microscope (FE-SEM) was also used to identify the surface morphology of calcium carbonate, and XRD was used to analyze the crystallinity and the quantitative analysis of calcium carbonate. In addition, the cement panel evaluation was carried out according to KS L ISO 679, and the compressive strength and flexural strength of the panels were measured.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.45-47
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• 2002

반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 MOSFET 구조의 게이트 절연막으로 사용되고 있는 SiO₂ 박막의 두께를 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 0.1㎛ 이하의 소자를 위해서는 15Å 이하의 두께를 갖는 SiO₂가 요구된다. 하지만 두께감소는 절연체의 두께와 지수적인 관계가 있는 누설전류를 증가시킨다[1-3]. 따라서 같은 게이트 개패시턴스를 유지하면서 누설전류를 감소시키기 위해서는 높은 유전상수를 갖는 두꺼운 박막이 요구되는 것이다. 그러므로 약 25정도의 높은 유전상수를 갖고 5.2～7.8 eV 정도의 비교적 높은 bandgap을 갖으며, 실리콘과 열역학적으로 안정한 물질로 알려진 HfO2[4-5]가 최근 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 HfO₂ 박막을 실제 소자에 적용하기 위하여 전극 및 열처리에 따른 HfO₂ 박막의 미세구조 및 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해, HfO₂ 박막을 reactive DC magnetron sputtering 방법으로 증착하고, XRD, TEM, XPS를 사용하여 ZrO₂ 박막의 미세구조를 관찰하였으며, MOS 캐패시터 구조의 C-V 및 I-V 특성을 측정하여 HfO₂ 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HfO₂ 타겟을 스퍼터링하면 Ar 스퍼터링에 의해 에너지를 가진 산소가 기판에 스퍼터링되어 Si 기판과 반응하기 때문에 HfO₂ 박막 형성과 더불어 Si 기판이 산화된다[6]. 그래서 HfO₂같은 금속 산화물 타겟 대신에 순수 금속인 Hf 타겟을 사용하고 반응성 기체로 O₂를 유입시켜 타겟이나 시편위에서 high-k 산화물을 만들면 SiO/sub X/ 계면층을 제어할 수 있다. 이때 저유전율을 갖는 계면층은 증착과 열처리 과정에서 형성되고 특히 500℃ 이상에서 high-k/Si를 열처리하면 계면 SiO₂층은 증가하는 데, 이것은 산소가 HfO₂의 high-k 박막층을 뚫고 확산하여 Si 기판을 급속히 산화시키기 때문이다. 본 방법은 증착에 앞서 Si 표면을 희석된 HF를 이용해 자연 산화막과 오염원을 제거한 후 Hf 금속층과 HfO₂ 박막을 직류 스퍼터링으로 증착하였다. 우선 Hf 긍속층이 Ar 가스 만의 분위기에서 증착되고 난 후 공기중에 노출되지 않고 연속으로 Ar/O₂ 가스 혼합 분위기에서 반응 스퍼터링 방법으로 HfO₂를 형성하였다. 일반적으로 Si 기판의 표면 위에 자연적으로 생기는 비정질 자연 산화막의 두께는 10～15Å이다. 그러나 Hf을 증착한 후 단면 TEM으로 HfO₂/Si 계면을 관찰하면 자연 산화막이 Hf 환원으로 제거되기 때문에 비정질 SiO₂ 층은 관찰되지 않았다. 본 실험에서는 HfO2의 두께를 고정하고 Hf층의 두께를 변수로 한 게이트 stack의 물리적 특성을 살펴보았다. 선증착되는 Hf 금속층을 0, 10, 25Å의 두께 (TEM 기준으로 한 실제 물리적 두께) 로 증착시키고 미세구조를 관찰하였다. Fig. 1(a)에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층의 두께가 0Å일때 13Å의 HfO₂를 반응성 스퍼터링 방법으로 증착하면 HfO₂와 Si 기판 사이에는 25Å의 계면층이 생기며, 이것은 Ar/O₂의 혼합 분위기에서의 스퍼터링으로 인한 Si-rich 산화막 또는 SiO₂ 박막일 것이다. Hf 금속층의 두께를 증가시키면 계면층의 성장은 억제되는데 25Å의 Hf 금속을 증착시키면 HfO₂ 계면층은 10Å미만으로 관찰된다. 그러므로 Hf 금속층이 충분히 얇으면 플라즈마내 산소 라디칼, 이온, 그리고 분자가 HfO₂ 층을 뚫고 Si 기판으로 확산되어 SiO₂의 계면층을 성장시키고 Hf 금속층이 두꺼우면 SiO/sub X/ 계면층을 환원시키면서 Si 기판으로의 산소의 확산은 막기 때문에 계면층의 성장은 억제된다. 따라서 HfO₂/Hf(Variable)/Si 계에서 HfO₂ 박막이 Si 기판위에 직접 증착되면, 순수 HfO₂ 박막의 두께보다 높은 CET값을 보이고 Hf 금속층의 두께를 증가시키면 CET는 급격하게 감소한다. 그러므로 HfO₂/Hf 박막의 유효 유전율은 단순 반응성 스퍼터링에 의해 형성된 HfO₂ 박막의 유전율보다 크다. Fig. 2에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층이 너무 얇으면 계면층의 두께가 두꺼워 지고 Hf 금속층이 두꺼우면 HfO₂층의 물리적 두께가 두꺼워지므로 CET나 EOT 곡선은 U자 형태를 그린다. Fig. 3에서 Hf 10초 (THf=25Å) 에서 정전 용량이 최대가 되고 CET가 20Å 이상일 때는 high-k 두께를 제어해야 하지만 20Å 미만의 두께를 유지하려면 계면층의 두께를 제어해야 한다.