• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.16 no.12S
• /
• pp.1224-1231
• /
• 2003

This paper reports on the air-gap type thin film bulk acoustic wave resonator(FBAR) using ultra thin wafer with thickness of 50$\mu\textrm{m}$. It was fabricated to realize a small size devices and integrated objects using MEMS technology for flexible microsystems. To reduce a error of experiment, MATLAB simulation was executed using material characteristic coefficient. Fabricated thin FBAR consisted of piezoelectric film sandwiched between metal electrodes. Used piezoelectric film was the aluminum nitride(AlN) and electrode was the molybdenum(Mo). Thin wafer was fabricated by wet etching and dry etching, and then handling wafer was used to prevent damage of FBAR. The series resonance frequency and the parallel frequency measured were 2.447㎓ and 2.487㎓, respectively. Active area is 100${\times}$100$\mu\textrm{m}$$^2$.Q-factor was 996.68 and K$^2$$\_$eff/ was 3.91％.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.54-60
• /
• 2010

Polymer-assisted deposition is a chemical solution route to high quality thin films. In this process, the polymer controls the viscosity and binds metal ions, resulting in a homogeneous distribution of metal precursors in the solution and the formation of crack-free and uniform films after thermal treatment. We review our recent effort to epitaxially grow metal-nitride thin films, such as hexagonal GaN, cubic TiN, AlN, NbN, and VN, mixed-nitride $Ti_{1-x}Al_xN$, ternary nitrides tetragonal $SrTiN_2$, $BaZrN_2$, and $BaHfN_2$, hexagonal $FeMoN_2$, and nanocomposite TiN-$BaZrN_2$.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.20 no.4
• /
• pp.7-11
• /
• 2006

In this paper, it is reported that film-bulk-acoustic resonator with high c-axis oriented AIN film on $Mo/SiO_2/Si(100)$ using metal-organic-chemical-vapor deposition was fabricated. The resonant frequency and anti-resonant frequency of the fabricated resonator were observed with 3.189[GHz] and 3.224[GHz], respectively. The quality factor and the effective electromechanical coupling coefficient(${k_{eff}}^2$) were measured with 24.7 and 2.65[%], respectively. The conditions of AIN deposition were substrate temperature of $950[^{\circ}C]$, pressure of 20Torr, and V-III ratio of 25000. A high c-axis oriented AIN film with $4{\times}10^{-5}[\Omega{cm}]$ resistivity of Mo bottom electrode and $4[^{\circ}]$ of AIN(0002) full-width at half-maximum(FWHM) on $Mo/SiO_2/Si(100)$ was grown successfully. The FWHM value of deposited AIN film is useful for the RF band pass filter specification for GHz-band wireless local area network.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.438-439
• /
• 2013

Microelectronic devices의 접촉저항의 향상을 위해 Metal silicides의 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지난 수십년에 걸쳐, Ti silicide, Co silicide, Ni silicide 등에 대한 개발이 이루어져 왔으나, 계속적인 저저항 접촉 소재에 대한 요구에 의해 최근에는 Rare earth silicide에 관한 연구가 시작되고 있다. Rare-earth silicide는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 schottky barrier contact (~0.3 eV)를 이룬다. 또한, 비교적 낮은 resistivity와 hexagonal AlB2 crystal structure에 의해 Si과 좋은 lattice match를 가져 Si wafer에서 high quality silicide thin film을 성장시킬 수 있다. Rare earth silicides 중에서 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 낮은 schottky barrier 응용에서 쓰이고 있다. 이로 인해, n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로써 주목받고 있다. 특히 ytterbium과 molybdenum co-deposition을 하여 증착할 경우 thin film 형성에 있어 안정적인 morphology를 나타낸다. 또한, ytterbium silicide와 마찬가지로 낮은 면저항과 electric work function을 갖는다. 그러나 ytterbium silicide에 molybdenum을 화합물로써 높은 농도로 포함할 경우 높은 schottky barrier를 형성하고 epitaxial growth를 방해하여 silicide film의 quality 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 ytterbium과 molybdenum의 co-deposition에 따른 silicide 형성과 전기적 특성 변화에 대한 자세한 분석을 TEM, 4-probe point 등의 다양한 분석 도구를 이용하여 진행하였다. Ytterbium과 molybdenum을 co-deposition하기 위하여 기판으로 $1{\sim}0{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항을 갖는 low doped n-type Si (100) bulk wafer를 사용하였다. Native oxide layer를 제거하기 위해 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 wafer를 세정하였다. 그리고 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 Ytterbium과 molybdenum을 동시에 증착하였다. RE metal의 경우 oxygen과 높은 반응성을 가지므로 oxidation을 막기 위해 그 위에 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, 진공 분위기에서 rapid thermal anneal(RTA)을 이용하여 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium silicides를 형성하였다. 전기적 특성 평가를 위한 sheet resistance 측정은 4-point probe를 사용하였고, Mo doped ytterbium silicide와 Si interface의 atomic scale의 미세 구조를 통한 Mo doped ytterbium silicide의 형성 mechanism 분석을 위하여 trasmission electron microscopy (JEM-2100F)를 이용하였다.

• Journal of IKEEE
• /
• v.22 no.4
• /
• pp.1230-1233
• /
• 2018

$Al_2O_3$ films with the thickness of 50 nm were fabricated on 4H-SiC by aerosol deposition, and their electrical properties were characterized with different post annealing conditions. As a result, the $Al_2O_3$ film annealed in $N_2$ atmosphere showed decreased fixed charge density at the interface area between the $Al_2O_3$ and SiC, and increased leakage currents due to the generation of oxygen vacancies. From this result, it was confirmed that proper $N_2$ and $O_2$ ratio for the post annealing process is important.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.79-83
• /
• 1994

The organometallic chemical vapor deposition of single precursors, $[Me_2Al({\mu}-NHR)]_2\;(R=^iPr,\;^tBu)$, for alumininum nitride thin films has been investigated to evaluate their poroperties as potential precursors. In chemical vapor deposition processes the gas phase products scattered from a Ni(100) substrate were analyzed by mass spectrometry and the deposited films were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The optimum temperatures for the formation of AlN films have been found to be between 700 K and 800 K. Carbon contamination of the films seems to be attributed mainly to the methyl groups bonded to the aluminum atoms. It is apparent that $^tBu$ group is better than $^iPr$ group as a substituent on the nitrogen atom of the single precursors for the AlN thin film formation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.211-212
• /
• 2010

GaN 기반의 상부발광형 LED는 동작되는 동안 생기는 전기적 단락, 그리고 칩 위의 p-형 전극과 n-형 전극 사이에 생기는 누설전류 및 신뢰성 확보를 위하여 칩 표면에 passivation 층을 형성하게 된다. SiO2, Si3N4와 같은 passivation layers는 일반적으로 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용한다, 하지만 이는 공정 특성상 plasma로 인한 damage가 유발되기 때문에 표면 누설 전류가 증가 한다. 이로 인해 forward voltage와 reverse leakage current의 특성이 저하된다. 본 실험에서는 원자층 단위의 박막 증착으로 인해 PECVD보다 단차 피복성이 매우 우수한 PEALD(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)공정을 이용하여 Al2O3 passivation layer를 증착한 후, 표면 누설전류와 빛의 출력 특성에 대해서 조사해 보았다. PSS (patterned sapphire substrate) 위에 성장된 LED 에피구조를 사용하였고, TCP(Trancformer Copled Plasma)장비를 사용하여 에칭 공정을 진행하였다. 이때 투명전극을 증착하기 위해 e-beam evaporator를 사용하여 Ni/Au를 각각 $50\;{\AA}$씩 증착한 후 오믹 특성을 향상시키기 위하여 $500^{\circ}C$에서 열처리를 해주었다. 그리고 Ti/Au($300/4000{\AA}$) 메탈을 사용하여 p-전극과 n-전극을 형성하였다. Passivation을 하지 않은 경우에는 reverse leakage current가 -5V 에서 $-1.9{\times}10-8$ A 로 측정되었고, SiO2와 Si3N4을 passivation으로 이용한 경우에는 각각 $8.7{\times}10-9$과 $-2.2{\times}10-9$로 측정되었다. Fig. 1 에서 보면 알 수 있듯이 5 nm의 Al2O3 film을 passivation layer로 이용할 경우 passivation을 하지 않은 경우를 제외한 다른 passivation 경우보다 reverse leakage current가 약 2 order ($-3.46{\times}10-11$ A) 정도 낮게 측정되었다. 그 이유는 CVD 공정보다 짧은 ALD의 공정시간과 더 낮은 RF Power로 인해 plasma damage를 덜 입게 되어 나타난 것으로 생각된다. Fig. 2 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 forward voltage가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 0.07 V와 0.25 V씩 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Fig. 3 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 output power가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 2.7%와 24.6%씩 증가한 것을 볼 수 있다. Output power가 증가된 원인으로는 향상된 forward voltage 및 reverse에서의 leakage 특성과 공기보다 높은 Al2O3의 굴절률이 광출력 효율을 증가시켰기 때문인 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.193-193
• /
• 2013

실리콘 박막 태양전지는 광 흡수층에서 형성된 정공과 전자를 효과적으로 분리하기 위해 p형과 n형으로 도핑된 층을 형성하는 p-i-n구조를 갖게 된다. 이러한 도핑 층을 형성하기 위해 B2H6와 PH3와 같은 독성 가스를 사용하기 때문에, 공정 안정성과 환경적인 이슈가 대두된다. 또한 도핑은 추가적으로 실리콘 박막 태양전지의 안정화 효율을 지속적으로 저하시키는 요인이 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 창층으로 MoO3, V2O5, WO3 등과 같이 높은 일함수를 갖는 전이금속 산화물을 사용하고, 광 흡수층으로 i-Si:H을, 후면 전극으로 낮은 일함수를 나타내는 LiF/Al을 사용하였다. 전이금속 산화물과 LiF/Al의 큰 일함수 차이에 의해서 흡수층인 i-Si:H 에서 생성된 캐리어들은 효과적으로 분리되고 수집이 된다. 금속 산화물은 스퍼터링 공정에 의하여 이루어졌으며, 스퍼터링 공정조건에 따라 산화도가 조절되며, 이러한 산화도에 따라 태양전지의 셀 특성이 결정된다. 도핑 층이 없는 새로운 형태의 실리콘 박막 태양전지는 기존 비정질 실리콘 박막 태양전지에 비해 높은 안정화 효율을 나타내며, 이는 도핑 층이 없기 때문에 기존 실리콘 박막 태양전지의 열화현상에 따른 효율저하가 발생하지 않는 장점을 지내고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.06a
• /
• pp.178-178
• /
• 2008

초소형 박막의 열전 발전모듈은 작은 부피와 한번 설치시 교체없이 지속적인 전원공급으로 소형의 센서 노드에 전원으로 각광 받고 있다. 이에 본 논문에서는 In Plane방식의 PIN Junction의 박막형 열전소자를 제작하여 보았다. 열전 박막인 P-type의 $BiSbTe_3$와 N-type의 $Bi_2Te_3$은 (001)GaAs 기판에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapour Deposition)방식으로 성장하였으며 전극으로는 E-Beam Evaporator를 이용하여 금(Au), 알루미늄(Al)을 사용하였다. 열전박막의 두께는 MOCVD의 성장시간과 온도 MO-x 가스의 압력으로 조절하여 주었다. 제작결과 1Pairs 당 약 $63{\mu}V$/K을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.163-163
• /
• 1999

MOSFET, MESFET 그리고 MODFET는 Logic ULSIs, high speed ICs, RF MMICs 등에서 중요한 역할을 하고 있으며, 그것의 gate electrode, contact, interconnect 등의 물질로는 refractory metal을 이용한 CoSi2, MoSi2, TaSi2, PtSi2, TiSi2 등의 효과를 얻어내고 있다. 그중 TiSi2는 비저항이 가장 낮고, 열적 안정도가 좋으며 SAG process가 가능하므로 simpler alignment process, higher transconductance, lower source resistance 등의 장점을 동시에 만족시키고 있다. 최근 소자차원이 scale down 됨에 따라 TiSi2의 silicidation 과정에서 C49 TiSi2 phase(high resistivity, thermally unstable phase, larger grain size, base centered orthorhombic structure)의 출현과 그것을 제거하기 위한 노력이 큰 issue로 떠오르고 있다. 여러 연구 결과에 따르면 PAI(Pre-amorphization zimplantation), HTS(High Temperature Sputtering) process, Mo(Molybedenum) implasntation 등이 C49를 bypass시키고 C54 TiSi2 phase(lowest resistivity, thermally stable phase, smaller grain size, face centered orthorhombic structure)로의 transformation temperature를 줄일 수 있는 가장 효과적인 방법으로 제안되고 있지만, 아직 그 문제가 완전히 해결되지 않은 상태이며 C54 nucleation에 대한 physical mechanism을 밝히진 못하고 있다. 본 연구에서는 증착 시 기판온도의 변화(400~75$0^{\circ}C$)에 따라 silicon 위에 DC/RF magnetron sputtering 방식으로 Ti/Si film을 각각 제작하였다. 제작된 시료는 N2 분위기에서 30~120초 동안 500~85$0^{\circ}C$의 온도변화에 따라 RTA법으로 각각 one step annealing 하였다. 또한 Al을 cosputtering함으로써 Al impurity의 존재에 따른 영향을 동시에 고려해 보았다. 제작된 시료의 분석을 위해 phase transformation을 XRD로, microstructure를 TEM으로, surface topography는 SEM으로, surface microroughness는 AFM으로 측정하였으며 sheet resistance는 4-point probe로 측정하였다. 분석된 결과를 보면, 고온에서 제작된 박막에서의 C54 phase transformation temperature가 감소하는 것이 관측되었으며, Al impuritydmlwhswork 낮은온도에서의 C54 TiSi2 형성을 돕는다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 결론적으로, 고온에서 증착된 박막으로부터 열적으로 안정된 phase의 낮은 resistivity를 갖는 C54 TiSi2 형성을 보다 낮은 온도에서 one-step RTA를 통해 얻을 수 있다는 결과와 Al impurity가 존재함으로써 얻어지는 thermal budget의 효과, 그리고 그로부터 기대할 수 있는 여러 장점들을 보고하고자 한다.