• Title/Summary/Keyword: GIXRD

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Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXRD) Studies of the Structure of Si$_{1-x}Ge_x$/Si Surface Alloy

  • Shi, Y.;Zhao, R.;Jiang, C.Z.;Fan, X.J.
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • v.6 no.2
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    • pp.84-87
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    • 2002
  • The Si$_{1-x}$ Gex/Si surface alloy (x = 0.3, 0.4 and 0.5), which are prepared by solid source MBE and have the SiGe epilayer thickness of 50$\AA$, are annealed with different parameters. The surface structure analyses of the heterostructure samples are made on a triple-axis X-ray diffractometer in grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD) geometry. It has been found that with different annealing time (1.5h, 18h, 64h) and annealing temperature (550 $^{\circ}C$, 750 $^{\circ}C$), the SiGe epilayer experienced different strain relaxation process, which was deduced from the GIXRD measurements of the in-plane (220) diffraction peak of Si(001) substrate and the relevant (220) surface diffraction of SiGe epilayer. The results show that the stress relieving and the lateral strain relaxation in the SiGe/Si heterostructure can be promoted by correct annealing, which is very helpful for the preparation of SiGe/Si strained superlattice with fine strain crystallization..

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H2 Plasma Pre-treatment for Low Temperature Cu-Cu Bonding (수소 플라즈마 처리를 이용한 구리-구리 저온 본딩)

  • Choi, Donghoon;Han, Seungeun;Chu, Hyeok-Jin;Kim, Injoo;Kim, Sungdong
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.28 no.4
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    • pp.109-114
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    • 2021
  • We investigated the effects of atmospheric hydrogen plasma treatment on Cu-Cu direct bonding. Hydrogen plasma was effective in reducing the surface oxide layer of Cu thin film, which was confirmed by GIXRD analysis. It was observed that larger plasma input power and longer treatment time were effective in terms of reduction and surface roughness. The interfacial adhesion energy was measured by DCB test and it was observed to decrease as the bonding temperature decreased, resulting in bonding failure at bonding temperature of 200℃. In case of wet treatment, strong Cu-Cu bonding was observed above bonding temperature of 250℃.

Irradiation-induced BCC-phase formation and magnetism in a 316 austenitic stainless steel

  • Xu, Chaoliang;Liu, Xiangbing;Xue, Fei;Li, Yuanfei;Qian, Wangjie;Jia, Wenqing
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.52 no.3
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    • pp.610-613
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    • 2020
  • Specimens of austenitic stainless steel were irradiated with 6 MeV Xe ions to two doses of 7 and 15 dpa at room temperature and 300 ℃ respectively. Then partial irradiated specimens were subsequently thermally annealed at 550 ℃. Irradiation-induced BCC-phase formation and magnetism were analyzed by grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD) and vibrating sample magnetometer (VSM). It has been shown that irradiation damage level, irradiation temperature and annealing temperature have significant effect on BCC-phase formation. This BCC-phase changes the magnetic behavior of austenitic stainless steel. The stress relief and compositional changes in matrix are the driving forces for BCC-phase formation in austenitic stainless steel during ion irradiation.

Influence of Carbon diffusion on the characterization of Si nanocrystals in SiC matrix (Carbon diffusion에 의한 SiC matrix 내의 실리콘 양자점 특성 분석)

  • Moon, Jihyun;Kim, Hyunjong;Cho, Jun Sik;Park, Sang Hyun;Yoon, Kyung Hoon;Song, Jinsoo;O, Byungsung;Lee, Jeong Chul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.100.1-100.1
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    • 2010
  • 고효율 실리콘 양자점 태양전지를 제작하기 위해 Si과 C target을 co-sputtering 방식으로 제조한 SiC matrix를 열처리하여 박막 내에 Si nanocrystal들을 생성하였다. Si nanocrystal의 특성은 다양한 요인에 영향을 받는 데 barrier 물질인 SiC matrix가 가장 큰 영향을 준다. SiC는 900도 이상에서 열처리하는 동안 Si과 C과 SiC으로 재배열 혹은 재결합하는 데 이 때 가장 작은 carbon이 빠르게 diffusion하는 현상에 의해 Si nanocrystal의 성장과 특성에 영향을 주게 된다. 이 현상을 연구하기 위해 stoichiometric SiC/Si-rich SiC/stoichiometric SiC의 3층 구조로 시료를 제작하여 이를 SIMS의 depth profiling을 통하여 열처리 전보다 열처리 후에 Si-rich SiC layer내에 carbon이 약 2~3%정도 증가한 것으로 carbon이 diffusion된 것을 확인하였다. 이 시료를 UV-VIS-NIR spectroscopy, Raman, GIXRD 등의 다양한 측정을 통하여 carbon diffusion에 의한 Si nanocrystal의 특성변화를 연구하였다.

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Fabrication of Si quantum dots superlattice embedded in SiC matrix (SiC 매트릭스를 이용한 실리콘 양자점 초격자 박막 제조)

  • Kim, Hyun-Jong;Moon, Ji-Hyun;Cho, Jun-Sik;Chang, Bo-Yun;Ko, Chang-Hyun;Park, Sang-Hyun;Yoon, Kyung-Hoon;Song, Jin-Soo;O, Byung-Sung;Lee, Jeong-Chul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.163-166
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    • 2009
  • 다중접합 초 고효율 태양전지 제조를 위해 SiC 매트릭스를 이용한 실리콘 양자점 초격자 박막을 제조하고 특성을 분석하였다. $SiC/Si_{1-x}C_x$(x ~ 0.31)로 실리콘 양자점 초격자 박막을 Si과 C target을 이용한 co-sputtering법으로 초격자 박막을 제조하고, $1000^{\circ}C$에서 20분간 열처리를 하였다. high resolution transmission electron microscopy 사진으로 약1~7nm 크기인 양자점 생성과 분포 밀도를 확인할 수 있었으며, grazing incident X-ray diffraction (GIXRD)를 통해서 Si(111)과 $\beta$-SiC(111)이 생성되었음을 알 수 있었다. Auger electron spectroscopy (AES)측정에서 stoichiometric SiC층과 Si-rich SiC층의 Si 원자농도 (56%, 69%)와 C 원자 농도 (44%, 31%)를 알 수 있었으며, Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR)측정에서 SiC 픽의 위치가 767에서 $800cm^{-1}$으로 이동하는 것을 알 수 있었다.

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Structural, Optical properties of layer thickness dependence for silicon quantum dots in SiC matrix superlattice (실리콘 양자점 초격자 박막의 두께에 따른 구조적, 광학적 특성 분석)

  • Kim, Hyun-Jong;Moon, Ji-Hyun;Park, Sang-Hyun;Cho, Jun-Sik;Yoon, Kyung-Hoon;Song, Jin-Soo;O, Byung-Sung;Lee, Jeong-Chul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.398-398
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    • 2009
  • 텐덤 구조의 양자점 태양전지에서 양자점의 크기에 따라 에너지 밴드갭이 달라 넓은 대역의 태양광을 이용할 수 있다. 이러한 양자점의 크기는 증착 두께의 제어로 조절이 가능하다. Si과 C target을 이용한 RF Co-sputtering 법으로 각각 증착시간을 다르게 하여, SiC/$Si_{1-x}C_x$(x~0.20)인 실리콘 양자점 초격자 박막을 제조하고, $1000^{\circ}C$에서 20분간 질소 분위기에서 열처리를 하였다. Grazing incident X-ray diffraction(GIXRD)를 통해서 Si(111)과 $\beta$-SiC (111)이 생성되었음을 확인하였고, High resolution transmission electron microscopy(HRTEM) 사진으로 양자점의 크기와 분포 밀도를 확인할 수 있었다. Photoluminescence(PL)에서 1.4, 1.5, 1.7, 1.9eV의 Peak이 확인되었다.

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NiO Films Formed at Room Temperature for Microbolometer

  • Jung, Young-Chul;Koo, Gyohun;Lee, Jae-Sung;Hahm, Sung-Ho;Lee, Yong Soo
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.22 no.5
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    • pp.327-332
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    • 2013
  • Nickel oxide films using RF sputter was formed on the $SiO_2/Si$ substrate at the room temperature controlled with water circulation system. The feasibility of nickel oxide film as a bolometric material was demonstrated. GIXRD spectrum on NiO(111), NiO(200), and NiO(220) orientation expected as the main peaks were appeared in the grown nickel oxide films. The typical resistivity acquired at the RF power of 100W was about $34.25{\Omega}{\cdot}cm$. And it was reduced to $18.65{\Omega}{\cdot}cm$ according to the increase of the RF power to 400W. The TCR of fabricated micro-bolometer with the resistivity of $34.25{\Omega}{\cdot}cm$ was $-2.01%/^{\circ}C$. The characteristics of fabricated nickel oxide film and micro-bolometer were analyzed with XRD pattern, resistivity, TCR, and SEM images.

마이크로볼로미터를 위한 VOx-ZnO 다층 박막의 XRD 특성 연구

  • Mun, Su-Bin;Han, Seok-Man;Kim, Dae-Hyeon;Kim, Hyo-Jin;Sin, Jae-Cheol;Jang, Won-Geun;Han, Myeong-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.234-234
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    • 2013
  • VOx 박막은 마이크로볼로미터 적외선 센서의 감지재료로 주로 사용된다. 일반적으로 VOx 박막은 RF sputtering 방법으로 증착이 되며, 이 때 저항 값은 수 kohm~수 Mohm, TCR 값은 -1.5~-2.0%/K까지 다양하게 변화되어 나타난다. 이는 산소의 phase가 여러가지로 변화되기 때문에 재현성이 떨어지는 단점이 있으며, 결정성있는 박막을 증착하기 어려운 문제들이 있다. 본 연구에서는 VOx 박막의 재현성 및 재료의 안정성을 위해 ZnO 물질을 첨가하여 sandwich 구조의 나노박막을 증착하여 산소 열처리를 통해 산소의 phase가 어떻게 변화되는가를 XRD 측정을 통해 조사하였다. ZnO 나노박막을 첨가함으로써 갓 증착되었을 때의 XRD는 V2O5 주된 상을 이루고 있었으며, 산소열처리에 의해 VO2상이 나타남을 알 수 있었다. 또한 V2O5 phase가 표면쪽의 얇은 층에서 주로 나타나고, 중간층은 V2O5와 VO2 phase 가 혼합된 형태로 존재함을 X-ray diffraction 분석을 통해 알 수 있었다. 또한 GIXRD 측정을 통해 깊이에 따른 혼합 phase가 주로 VO2에 의해 형성된 것임을 확인할 수 있었다. 또한 산소열처리의 온도 및 시간에 따라 XRD 특성을 조사하였으며, 최적의 열처리 조건을 XRD 피크를 통해 찾고자 하였다.

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