• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.339-339
• /
• 2012

현재 MOS 소자에 사용되고 있는 $SiO_2$ 산화막은 그 두께가 얇아짐에 따라 Gate Leakage current와 여러 가지 신뢰성 문제가 대두되고 있고, 이를 극복하고자 High-k물질을 사용하여 기존에 발생했던 Gate Leakage current와 신뢰성 문제를 해결하고자 하고 있다. 본 실험에서는 High-k(hafnium) Gate Material에 온도 변화를 주었을 때 여러 가지 전기적인 특성 변화를 보는 방향으로 연구를 진행하였다. 기본적인 P-Type Si기판을 가지고, 그 위에 있는 자연적으로 형성된 산화막을 제거한 후 Hafnium Gate Oxide를 Atomic Layer Deposition (ALD)를 이용하여 증착하고, Aluminium을 전극으로 하는 MOS-Cap 구조를 제작한 후 FGA 공정을 진행하였다. 마지막으로 $300^{\circ}C$, $450^{\circ}C$로 30분정도씩 Annealing을 하여, 온도 조건이 다른 3가지 종류의 샘플을 준비하였다. 3가지 샘플에 대해서 각각 I-V (Gate Leakage Current), C-V (Mobile Charge), Interface State Density를 분석하였다. 그 결과 Annealing 온도가 올라가면 Leakage Current와 Dit(Interface State Density)는 감소하고, Mobile Charge가 증가하는 것을 확인할 수가 있었다. 본 연구는 향후 High-k 물질에 대한 공정 과정에서의 다양한 열처리에 따른 전기적 특성의 변화 대한 정보를 제시하여, 향후 공정 과정의 열처리에 대한 방향을 잡는데 도움이 될 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.211-211
• /
• 2011

Nanostructures, with a diversity of shapes, built on substrates have been developed within many research areas. Lithography is one powerful, but complex, technique to make structures at the nanometer scale, such as platinum nanowires for studying CO catalytic reactions [1], or aluminum nanodisks for studying the plasmon effect [2]. In this work, we approach a facile method to construct nanostructures using noble metals on a titania thin film by using self-assembled structures as a pattern. Here, a large-scale silica monolayer is transferred to the titania thin film substrates using a Langmuir-Blodgett trough, followed by the deposition of a thin transition metal layer. Owing to the hexagonal close-packed structure of the silica monolayer, we would obtain a metal nanostructure that includes separated metallic triangles (islands) after removing the patterning silica beads. This nanostructure can be employed to investigate the role of metal-oxide interfaces in CO catalytic reactions by changing the patterning silica particles with different sizes or by replacing the oxide support. The morphology and chemical composition of the structure can be characterized by scanning electron microscopy, atomic force microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. In addition, we modify these islands to a connected island structure by reducing the silica size of the patterning monolayer, which is utilized to generating hot electron flow based on the localized surface plasmon resonance effect of the metal nanostructures.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.5 no.3
• /
• pp.297-309
• /
• 1995

본 연구에서는 이온선보조증착법에 의해 Si(100)기판위에 정합성장된 $Si_{0.5}$Ge_{0.5}$층의 핵성성과 성장을 고찰하였다. 성장층에 대한 AFM(Atomic Force Microscopy), RHEED(Reflection High Energy Electron diffraction) 등의 분석결과 Si(100)기판위에 이온선보조증착에 의하여 성장된 $Si_{0.5}$Ge_{0.5}$층은 Stranski-Kranstanov(SK)기구로 성장되며, 300eV, 10 $\mu$A/$cm^{2}$의 Ar이온선을 조사시키는 경우 결정성이 향상되었고, SK 성장 방식의 임계두께가 증가하였다. Ar 이온선 조사에 의해 MBE에 의한 정합성장온도(55$0^{\circ}C$-$600^{\circ}C$)보다 훨씬 낮은 20$0^{\circ}C$에서 정합성장이 가능하였으며, $x_{mn}$값은 10.5%로 MBE에 의한 정합성장시 보고된 $x_{mn}$ 값보다 낮았다. 이온충돌에 의해 발생한 3차원 island의 분해와 표면확산의 증가가 $Si_{0.5}$Ge_{0.5}$층의 성장에 현저한 영향을 미쳤으며, 이온충돌의 영향은 3차원 island의 생성보다 3차원 island의 분해가 더 안정한 낮은 증착온도에서만 관찰되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.47-50
• /
• 2002

ZnO nanowires were coated conformally with aluminum oxide ($Al_{2}O_{3}$) material by atomic layer deposition (ALD). The ZnO nanowires were first synthesized on a Si (100) substrate at $1380^{\circ}C$ from ball-milled ZnO powders by a thermal evaporation procedure with an argon carrier gas without any catalysts; the length and diameter of these ZnO nanowires are $20\sim30{\mu}m$ and $50{\sim}200$ nm, respectively. $Al_{2}O_{3}$ films were then deposited on these ZnO nanowires by ALD at a substrate temperature of $300^{\circ}C$ using trimethylaluminum (TMA) and distilled water ($H_{2}O$). Transmission electron microscopy (TEM) images of the deposited ZnO nanowires revealed that 40nm-thick $Al_{2}O_{3}$ cylindrical shells surround the ZnO nanowires.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.15 no.8
• /
• pp.514-517
• /
• 2005

Effects of nitrogen and oxygen annealing on the carrier concentration, carrier mobility, electrical resistivity and PL characteristics as well as the crystallinity of ZnO films deposited on sapphire substrates by atomic layer deposition (ALD). X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM), photoluminescence (PL) analyses, and Hall measurement were performed to investigate the crystallinity, optical properties and electrical properties of the ZnO thin films, respectively. According to the XRD analysis results the crystallinity of the ZnO film annealed in an oxygen atmosphere is better than that of the ZnO film annealed in a nitrogen atmosphere. Annealing undoped ZnO films grown by ALD at a high temperature above $600^{\circ}C$ improves the crystallinity and enhances W emission but deteriorates the electrical conductivity of the flms. The resistivity of the ZnO film annealed particularly at $800^[\circ}C$ in a nitrogen atmosphere is much higher than that annealed at the same temperature in an oxygen atmosphere.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
• /
• v.58 no.10
• /
• pp.1976-1981
• /
• 2009

Transparent conducting aluminum-doped zinc oxide (AZO) thin films were deposited on Coming glass substrate using an Gun-type rf magnetron sputtering deposition technology. The AZO thin films were fabricated with an AZO ceramic target (Zn: 98wt.%, $Al_2O_3$: 2wt.%). The AZO thin films were deposited with various growth conditions such as the substrate temperature, oxygen pressure. X -ray diffraction (XRD), UV/visible spectroscope, atomic force microscope (AFM), and Hall effect measurement system were done in order to investigate the properties of the AZO thin films Among the AZO thin films prepared in this study, the one formed at conditions of the substrate temperature $100^{\circ}C$, Ar 50 sccm, $O_2$ 5 sccm and working pressure 5 motor showed the best properties of an electrical resistivity of $1.763{\times}10^{-4}\;[{\Omega}{\cdot}cm]$, a carrier concentration of $1.801{\times}10^{21}\;[cm^{-3}]$, and a carrier mobility of $19.66\;[cm^2/V{\cdot}S]$, which indicates that it could be used as a transparent electrode for thin film transistor and flat panel display applications.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2004.11a
• /
• pp.195-198
• /
• 2004

실리콘 산화막 위에 구리 확산 방지막으로서 W-N 박막을 $NH_3$ 펄스 플라즈마를 이용한 원자층 증착방법으로 형성하였다. 플라즈마 원자층 증착방법 (PPALD)은 일반적인 원자층 증착방법(ALD)의 성장 기구를 그대로 따라 간다. 그러나 일반적인 ALD 방법에 의해 증착한 W-N 박막에 비해 PPALD 방법으로 증착한 W-N 박막은 F 함유량과 비저항이 감소하였고 열적 안정성에 대한 특성도 향상되었다. 또한 $WF_6$ 가스는 실리콘 산화막과 반응을 하지 않기 때문에 $WF_6$ 가스와 $NH_3$ 가스를 사용해서 ALD 증착방법으로 실리콘 산화막 위에 W-N 박막을 증착하기 어려운 문제점(8,9)을 $NH_3$ 반응종으로 실리콘 산화막 표면을 먼저 변형시켜 $WF_6$ 가스가 산화막과 반응을 할 수 있게 함으로써 ALD 방법으로 W-N 박막을 실리콘 산화막 위에 증착 할 수 있었다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
• /
• v.37 no.1
• /
• pp.5-12
• /
• 2004

The enhancement of adhesion for Cu film on polycarbonate (PC) surface with the $Ar/O_2$ gas plasma treatment and dc-bias sputtering was studied. The plasma treatment with this reactive mixture changes the chemical property of PC surface into hydrophllic one, which is shown by the variation of contact angle with surface modification. The micro surface roughness that also gives the high adhesive environment is increased by the $Ar/O_2$ gas plasma treatment. These results were observed distinctly from the atomic force microscopy (AFM). The negative substrate dc-bias effect for the Cu adhesion on PC was also investifated. Accelerated $Ar^{+}$ lons in sheath area of anode bombard the bare surface of PC during initial stage of dc bias sputtering. PC substrate. therefore, has severe roughen and hydrophilic surface due to the physical etching process with more activated functional group. As dc-bias sputtering process proceeds, morphology of Cu film shows better step coverage and dense layer. The results of peel test show the evidence of superiority of bias sputtering for the adhesion between metal Cu and PC.C.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2005.07c
• /
• pp.1884-1886
• /
• 2005

KrF 펄스 레이저 증착법(pulsed laser deposition: PLD)으로 ZnO 박막을 증착하여 평판 디스플레이 소자 구동용 박막 트랜지스터(thin film transistor) 소자를 제작하였다. 전도성이 높은 실리콘웨이퍼(c-Si, 하부전극) 기판 위에 LPCVD 법으로 silicon nitride 박막을 절연막으로 형성하고, 다양한 공정 조건에서 펄스 레이저 증착법으로 제작한 ZnO 박막을 증착하여 채널층으로 하였으며, Al 박막을 증착하고 패터닝하여 소스 및 드레인 전극으로 하였다. ZnO 박막의 증착 시에 기판 온도를 다양하게 조절하고 산소 분압을 변화시켜 ZnO 박막의 특성을 조절하였다. 제작된 박막의 표면특성은 AFM(atomic force microscopy)로 분석하고, 결정특성은 XRD(X-ray diffraction)로 조사하였다. ZnO 박막의 전기적 특성은 Hall-van der Pauw 법으로 측정하였고, 광학 투과도(optical transparency)를 UV-visible photometer로 조사하였다. ZnO-TFT 소자는 $10^6$ 수준의 on-off ratio와 $2.4{\sim}6.1cm^2/V{\cdot}s$의 전계효과이동도(field effect mobility)를 보였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.79-81
• /
• 2002

ZnO 나노와이어는 ZnO 파우더를 볼밀 처리하여 열증착 방법으로 $1380^{\circ}C$에서 촉매없이 Si 기판위에서 합성되었다. 합성된 ZnO 나노와이어의 길이와 직경은 $20{\sim}30{\mu}m$와 $50{\sim}200$ nm 였다. ZnO 나노와이어 표면을 atomic layer deposition(ALD) 방법으로 $Al_2O_3$ 박막을 얇게 코팅하였다. 성장온도는 $300^{\circ}C$였고, 사용한 전구체는 Trimethlaluminum(TMA)와 distilled water($H_2O$) 이다. Transmission electron microscopy(TEM) 으로 측정한 $Al_2O_3$ 박막의 두께는 40 nm 로서 매우 균일하게 ZnO 나노와이어에 증착되었음을 알 수 있었다.