• Applied Microscopy
• /
• 제29권2호
• /
• pp.255-263
• /
• 1999

Co/Ti 다층 박막 구조에서 증착 박막의 두께를 조절하여 세 가지 조성의 다층 박막을 형성시키고, 후속 열처리 공정을 진행시키면서, 다층 박막 구조에서의 계면 반응에 의한 미세 구조 변화와 전기, 자기적 특성 변화를 살펴보았다. 1. Co/Ti다층 박막의 계면 반응은 후속 열처리 온도에 따라 다른 양상을 나타냈다. $200^{\circ}C$의 저온에서 열처리 한 Co/Ti 다층 박막의 계면 반응은, 결정질 Co와 Ti을 계면 반응물로 소모시키면서 비정질 층을 성장시키는 비정질화 반응이 활발이 일어났다. 한편, $300^{\circ}C$와 $400^{\circ}C$의 고온에서 열처리한 Co/Ti 다층 박막의 계면 반응은 새로운 화합물 결정질 CoTi상을 형성시키는 결정화 반응이 우세했다. 2. Co/Ti 다층 박막의 미세구조 변화는 계면에서의 비정질화 반응의 정도에 의존하고, 비정질화 반응은 계면의 분율에 따라 다르게 나타났다. 즉, 계면의 분율이 가장 많은 Co 2nm/Ti 2 nm다층 박막에서 초기 증착 단계의 비정질화 반응이 가장 우세하여 다른 두 조성의 Co/Ti 다층 박막의 미세 구조 변화와 차이를 보였다. 3. 저온 열처리에 따른 X-선 회절 피크변화에서 Ti피크의 감소율이 Co피크보다 더 크게 관찰된 것으로부터 Co/Ti 다층 박막의 계면에서의 결정질 Co와 Ti의 확산 반응에서 Ti이 비정질화 반응의 주 확산자로 작용한 것을 알 수 있다. 4. Co/Ti 다층 박막에서, 비정질층의 생성 및 성장에 의해 박막의 전기적 저항이 증가하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.454-459
• /
• 2020

In this study, a TiO₂/TiO_2-x-based resistance variable memory was fabricated using a DC/RF magnetron sputtering system and ALD. In order to analyze the effect of oxygen plasma treatment on the performance of resistance random access memory (ReRAM), the TiO₂/TiO_2-x-based ReRAM was evaluated by applying RF power to the TiO_2-x oxygen-holding layer at 30, 60, 90, 120, and 150 W, respectively. The ReRAM was fabricated, and the electrical and surface area performances were compared and analyzed. In the case of ReRAM without oxygen plasma treatment, the I-V curve had a hysteresis curve shape, but the width was very small, with a relatively high surface roughness of the oxygen-retaining layer. However, in the case of oxygen plasma treatment, the HRS/LRS ratio for the I-V curve improved as the applied RF power increased; stable improvement was also noted in the surface roughness of the oxygen-retaining layer. It was confirmed that the low voltage drive was not smooth due to charge trapping in the oxygen diffusion barrier layer owing to the high intensity ReRAM applied with an RF power of approximately 150 W.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.79-79
• /
• 2000

탄화규소는 그 전기적, 열적 기계적 안정성 때문에 새로운 반도체 재료로서 주목받고 있는 물질이다. 탄화규소를 이용하여 전자소자를 제조하기 위해서는 ohmic 접촉과 Schottky 접촉을 형성하는 전극물질의 개발이 선행되어야 하며, 고온, 고주파, 고출력용 반도체 소자를 제조하기 위해서는 전극의 고온 안정성 확보가 필수적이다. 따라서 탄화규소 소자의 응용범위는 전극에 의해서 제한된다고 할 수 있다. 일반적으로 전극을 증착한 후 원하는 접촉 특성을 얻기 위해서는 열처리 과정을 거쳐야 하며 접촉의 특성이 열처리에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 열처리가 금속/탄화규소 접촉의 특성에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 이를 바탕으로 우수한 Schottky 다이오드의 제작 가능성을 타진해보고자 하였다. 유기실리콘 화합물 원료인 TEMSM(bis-trimethysilylmethane)을 사용하여 실리콘 기판위에 단결정 $eta$-Sic 박막을 증착하였다. 기판의 영향을 줄이기 위하여 $\beta$-Sic 박막의 두께가 $1.5mu extrm{m}$ 이상인 시편을 사용하였다. 전극으로는 Pt를 사용하였으며, 전극 증착은 DC magnetron sputter를 이용하였다. 전기적인 특성을 분석하기 위하여 전류-전압, 커패시턴스-전압 특성을 분석하였고, XRD와 AES를 이용하여 계면에서의 반응을 알아보았다. Hall 측정 결과 모든 $\beta$-Sic 박막은 약 2$\times$1018cm-3 정도의 도핑 농도를 갖는 n형 탄화규소임을 확인하였다. Pt/$\beta$-Sic 접촉은 열처리 전에는 ohmic 접촉 특성을 보였으나 열처리 후에는 Schottky 접촉의 특성을 나타냈다. 전기적 특성 분석을 통하여 열처리 온도가 증가할수록 에너지 장벽의 높이가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이상적인 Pt/$\beta$-Sic 접촉의 특성을 보이는 것은 전극 증착시 sputtering에 의하여 계면에 발생한 결함이 도너의 역할을 하여 에너지 장벽의 두께를 감소시켜 tunneling을 촉진하기 때문인 것으로 판단된다. 열처리 후 접촉 특성이 변화하는 것은 이러한 결함들의 소멸 때문으로 생각된다. AES 분석을 통하여 열처리시 Pt가 $\beta$-Sic 내부로 확산하는 것을 알 수 있었으며, 이 때 Pt가 $\beta$-Sic 와 반응하여 계면에 실리사이드가 형성됨으로써 Pt/$\beta$-Sic 계면이 보다 안정한 탄화규소 박막 내부로 이동하게 되고 계면의 결함 농도가 줄어드는 것이 접촉 특성 변화의 원인이라 할 수 있다. 열처리 온도가 증가함에 따라 계면이 점점 $\beta$-Sic 내부로 이동하여 결함농도가 낮아지기 때문에 tunneling 효과가 감소하여 에너지 장벽이 높아지게 된다. Pt를 ohmic 접촉과 Schottky 접촉 전극물질로 이용하여 제작한 Schottky 다이오드는 ohmic 접촉 형성시 Schottky 접촉에 발생하는 wputtering 손상에 의하여 좋은 정류특성을 얻지 못하였다. 따라서 chmic 접촉 전에 Schottky 접촉의 passivation이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국진공학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.237-241
• /
• 2000

TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display) 패널의 데이터 배선 재료로 사용하기 위하여 AlNd(2 wt%)의 Al합금 박막을 dc 마그네트론 스퍼터링 방법으로 유리 기판에 증착하여 열처리전과 열처리후의 구조적, 전기적, 식각 박막 특성을 조사하였다. 또한 증착한 박막을 식각하여 그 특성을 조사하였고, ITO를 증착하여 AlNd과의 접촉 저항을 Kelvin resistor를 사용하여 측정하였다. 증착된 박막을 $350^{\circ}C$에서 20분간 열처리 하였을때 AlW박막은 비저항이 감소하였고 약 $4\;{\mu\Omega}cm$의 아주 좋은 비저항 특성을 보였다. 주사전자 현미경(SEM)과 원자힘현미경(AFM)으로 표면을 분석한 결과 좋은 힐록방지 특성을 보임을 알 수 있었다. AlNd의 식각 특성은 아주 좋게 나타났고, ITO와 AlNd의 최저 접촉저항값은 약 $110\;{\mu\Omega}cm$이었다. 측정된 특성들을 바탕으로 AlNd(2 wt.%) 박막의 적용 가능성을 해상도와 화면 크기 측면에서 살펴보았을 때, 25인치 SXGA급 패널에 적용 가능함을 알 수 있었다.

• KSTLE International Journal
• /
• 제6권2호
• /
• pp.39-44
• /
• 2005

Friction and wear properties of the Boron carbide ($B_{4}C$) coating 100 nm thickness were studied under various relative humidity (RH). The boron carbide film was deposited on silicon substrate by DC magnetron sputtering method using $B_{4}C$ target with a mixture of Ar and methane ($CH_4$) as precursor gas. Friction tests were performed using a reciprocation type friction tester at ambient environment. Steel balls of 3 mm in diameter were used as counter-specimen. The results indicated that relative humidity strongly affected the tribological properties of boron carbide coating. Friction coefficient decreased from 0.42 to 0.09 as the relative humidity increased from $5\%$ to $85\%$. Confocal microscopy was used to observe worn surfaces of the coating and wear scars on steel balls after the tests. It showed that both the coating surface and the ball were significantly worn-out even though boron carbide is much harder than the steel. Moreover, at low humidity ($5\%$) the boron carbide showed poor wear resistance which resulted in the complete removal of coating layer, whereas at the medium and high humidity conditions, it was not. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Auger electron spectroscopy (AES) analyses were performed to characterize the chemical composition of the worn surfaces. We suggest that tribochemical reactions occurred during sliding in moisture air to form boric acid on the worn surface of the coating. The boric acid and the tribochemcal layer that formed on steel ball resulted in low friction and wear of boron carbide coating.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.277-277
• /
• 2010

The capacity of the carbonaceous materials reached ca. $350\;mAhg^{-1}$ which is close to theorestical value of the carbon intercalation composition $LiC_6$, resulting in a relatively low volumetric Li capacity. Notwithstanding the capacities of carbon, it will not adjust well to the need so future devices. Silicon shows the highest gravimetric capacities (up to $4000\;mAhg^{-1}$ for $Li_{21}Si_5$). Although Si is the most promising of the next generation anodes, it undergoes a large volume change during lithium insertion and extraction. It results in pulverization of the Si and loss of electrical contact between the Si and the current collector during the lithiation and delithiation. Thus, its capacity fades rapidly during cycling. We focused on electrode materials in the multiphase form which were composed of two metal compounds to reduce the volume change in material design. A combination of electrochemically amorphous active material in an inert matrix (Si-M) has been investigated for use as negative electrode materials in lithium ion batteries. The matrix composited of Si-M alloys system that; active material (Si)-inactive material (M) with Li; M is a transition metal that does not alloy with Li with Li such as Ti, V or Mo. We fabricated and tested a broad range of Si-M compositions. The electrodes were sputter-deposited on rough Cu foil. Electrochemical, structural, and compositional characterization was performed using various techniques. The structure of Si-M alloys was investigated using X-ray Diffractometer (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). Surface morphologies of the electrodes are observed using a field emission scanning electron microscopy (FESEM). The electrochemical properties of the electrodes are studied using the cycling test and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It is found that the capacity is strongly dependent on Si content and cycle retention is also changed according to M contents. It may be beneficial to find materials with high capacity, low irreversible capacity and that do not pulverize, and that combine Si-M to improve capacity retention.

• 한국재료학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.325-329
• /
• 2009

Titanium dioxide thin films were fabricated as hydrogen sensors and its sensing properties were tested. The titanium was deposited on a $SiO_2$/Si substrate by the DC magnetron sputtering method and was oxidized at an optimized temperature of $850^{\circ}C$ in air. The titanium film originally had smooth surface morphology, but the film agglomerated to nano-size grains when the temperature reached oxidation temperature where it formed titanium oxide with a rutile structure. The oxide thin film formed by grains of tens of nanometers size also showed many short cracks and voids between the grains. The response to 1% hydrogen gas was ${\sim}2{\times}10^6$ at the optimum sensing temperature of $200^{\circ}C$, and ${\sim}10^3$ at room temperature. This extremely high sensitivity of the thin film to hydrogen was due partly to the porous structure of the nano-sized sensing particles. Other sensor properties were also examined.

• 한국자기학회지
• /
• 제8권6호
• /
• pp.357-361
• /
• 1998

직류 및 고주파 마그네트론 스파터링 방법으로 제조한 CoZr/Ag/CoCr 삼층박막에 대해, 강자성 공명 실험을 수행하므로서 비자성층인 Ag 층의 두께변화가 CoZr층과 CoCr층 사이의 교환결합(Exchabge coupling)에 미치는 영향을 고찰했다. CoZr/Ag/CoCr 삼층박막에서 층간 결합세기(Coupling strength) K'은 Ag층의 두께가 증가함에 따라 급격히 증가하여 Ag 층의 두게가 10$\AA$일 때, 최대값 748 Oe을 보였다. Ag 층의 두께가 20~100$\AA$인 영역에서 K'은 진동하는 모습을 보이는데, 이와 같은 특성은 80Ni-Fe/Cu/Co 다층박막에 대해 H.Koizumi 등이 관측한 결과와 유사한 모습으로서, 스원인규명을 위해 지속적인 연구가 요망된다고 생각한다. 그리고, Ag층의 두께가 100$\AA$ 이상 증가하면 층간 상호작용은 0으로 수렴하는 모습이 보인다. 모든 시료에 대해 K'은 0보다 큰 특성을 보이므로, CoZr층과 CoCr층 사이의 상호작용은 강자성 결합으로 해석된다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제54권6호
• /
• pp.302-306
• /
• 2021

SnO₂ 30/Ag 15/SnO₂ 30 nm(SAS) tri-layer films were deposited on the glass substrates with RF and DC magnetron sputtering and then electron beam is irradiated on the surface to investigate the effect of electron bombardment on the opto-electrical performance of the films. electron beam irradiated tri-layer films at 1000 eV show a higher figure of merit of 2.72×10^-3 Ω^-1 than the as deposited films due to a high visible light transmittance of 72.1% and a low sheet resistance of 14.0 Ω/☐, respectively. From the observed results, it is concluded that the post-deposition electron irradiated SnO₂ 30/Ag 15/SnO₂ 30 nm tri-layer films can be used as a substitute for conventional transparent conducting oxide films in various opto-electrical applications.

• 한국표면공학회지
• /
• 제54권3호
• /
• pp.119-123
• /
• 2021

SnO₂ single layer and SnO₂/Ag/SnO₂ (SAS) tri-layered films were deposited on the glass substrate by RF and DC magnetron sputtering at room temperature and then the effect of Ag interlayer on the opto-electrical performance of the films were considered. As deposited SnO₂ films show a visible transmittance of 85.5 % and a sheet resistance of 1.2×10⁴ Ω/□, the SAS films with a 15 nm thick Ag interlayer show a lower resistance of 18.8 Ω/□ and a visible transmittance of 70.6 %, respectively. The figure of merit based on the optical transmittance and sheet resistance revealed that the Ag interlayer in the SnO₂ films enhances the opto-electrical performance without substrate heating or annealing process.