• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.175-176
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• 2007

This paper describes on the characteristics of Pd thin films deposited on poly-crystalline 3C-SiC buffer layers for microsensors, in which the poly 3C-SiC was grown on Si, $SiO_2$, and AlN substrates, respectively, by APCVD using HMDS, $H_2$, and Ar gas at $1100^{\circ}C$ for 30 min. In this work, a Pd thin film was deposited on the poly 3C-SiC film by RF magnetron sputter. The thickness, uniformity, and quality of these samples were evaluated by SEM. Crystallinity and orientation of the Pd film were analyzed by XRD. Finally, Pd/poly 3C-SiC schottky diodes were fabricated and characterized by current-voltage measurements. From these results, Pd/poly 3C-SiC devices are promising for high temperature hydrogen sensors and other microsensors.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.11a
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• pp.145-146
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• 2002

Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor(MOSFET)의 게이트 유전체로서 실리콘 산화막($SiO_2$)은 두께가 1.5nm 이하로 낮아질 경우 터널링 전류가 증가하여 누설 전류가 증가하게 된다. 이로 인해 사용 전력이 증가하게 되고, 소자의 성능을 떨어뜨리게 된다. 본 논문은 높은 유전상수와 넓은 에너지 밴드 갭을 갖는 $HfO_2$를 RF Magnetron Sputter를 이용하여 증착한 다음 RTA 열처리를 통하여 HfSixOy를 생성하여 전기적 특성을 측정하였다. 실험결과, 열처리 시간이 증가함에 따라 HfSixOy의 분포가 균일해지는 반면 두께가 얇아져서 누설 전류가 증가 하는 것으로 관찰되었다. $HfO_2$를 게이트 유전막으로 증착하였을 경우 $HfO_2/HfSixOy/Si$의 이중 박막 구조가 생겨 유전상수를 떨어뜨리는 반면, 실리콘 기판과 우수한 계면 특성을 갖는 HfSixOy만을 증착할 경우 양질의 단층 게이트 유전막으로 활용가능 할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.228-228
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• 2010

반도체 집적도의 비약적인 발전으로 각 박막 층간의 두께는 더욱 줄어들었고 이는 각 박막 층간의 확산에 대한 문제를 간과할 수 없게 하였다. 따라서 각 층간의 확산을 방지하기위한 확산방지막의 연구에 대한 관심도는 증가하게 되었다. 또한 본 연구에서 분석을 위하여 사용된 Nanoindenter는 박막 표면에 다이아몬드 팁을 이용하여 압입을 실시하여 이때 시표의 반응에 의한 팁의 위치(Z-축)를 in-situ로 측정하여 인가력과 팁의 위치에 대한 연속 압입곡선을 측정하게 된다. 이를 통하여 박막의 hardness와 elastin modulus를 측정하게 되고, 연속 압입곡선 분석을 통하여 박막의 표면응력 변화를 측정한다. 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si 기판과 금속배선 물질인 Cu와의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W-C-N 확산방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 rf magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착 조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 하여 박막내 질소 비율에 따른 확산방지막을 제작하였다. 이후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온에서 $900^{\circ}C$ 까지 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였고, 고온에서 확산방지막의 열적인 안정성을 Nanoindentation 분석을 이용하여 측정하였다. 측정 결과 박막내 질소 불포함된 박막의 경우 표면 강도는 9.01 GPa에서 194.01 GPa의 급격한 변화를 보였고, 질소가 포함된 박막은 9.41 GPa에서 43.01 GPa으로 상대적으로 적은 차이를 보였다. X-ray 분석 결과에서도 박막내 질소가 포함된 박막이 고온에서도 더 안정된 특성을 보이는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.191.2-191.2
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• 2013

The negative photoconductivity was frequently observed in some semiconductors. It was known that the origin of the negative photoresponse from ZnO is molecular chemisorption or the charging effect of nanoparticles in bulk matrix. However, the origin of the negative photoresponse of thin film was not still clear. One of possible explanation is due to the deep level trap scheme, which describes the origin of the negative photoresponse via defect state under illumination of light. However, the defect states below Fermi level have high capture rate by Coulomb effect, so that these states are usually filled by electrons if the defect states have donor-like character. Therefore the condition which the defect states located in below Fermi level should be partially filled by electrons make more difficult to understand of mechanism of the negative photoresponse. In this study, n-ZnO/p-Si heterojunction diodes were fabricated by UHV RF magnetron sputter. Then, some diodes show the negative photoresponse under ultra-violet light illumination. The defect state of the ZnO was analyzed by photoluminescence and deep level transient spectroscopy. To interpret the negative photoconductivity, band diagram was simulated by using SCAPS program.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.216.2-216.2
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• 2013

Nano-indenter는 팁을 박막 표면으로부터 일정 깊이까지 일정한 비율로 힘을 팁에 인가하여 그에 따른 박막의 반응을 in-situ로 확인하기 위하여 고안된 장치이며, 박막은 물론 나노 구조물까지 다양한 범위에서 기계적 특성을 분석하기 위하여 사용되고 있다. 이 연구에서는 유전체 및 확산방지막으로 사용되는 Hf을 rf magnetron sputter로 증착하였으며 이때 Ar 가스와 함께 $N_2$ 가스의 혼합 비율을 다르게 하여 HfN을 증착하였다. 질소 분압에 따라 증착된 HfN 박막은 고온중에서 질소의 영향을 확인하기 위하여 $800^{\circ}C$로 질소 분위기에서 20분간 열처리하여 이후 박막의 nano-mechanical 특성을 nanoindenter를 사용하여 확인하였고 최대 압입력을 250 ${\mu}N$으로 고정하였다. 측정결과 고온 열처리후 HfN 박막은 증착시 질소 분압이 0%에서 5%로 증가함에 따라 surface hardness는 8.6 GPa에서 8.1 GPa로 elastic modulus는 123.7 GPa에서 134 GPa로 각각 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 질소 분압이 2.5%로 증착된 HfN 박막은 열처리후 박막 표면의 물리적 특성이 깊이 방향으로 층을 이루고 있어 nano-indenter 압입시 다수의 pop-in이 나타남을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.211.2-211.2
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• 2013

ITO (indium tin oxide)는 스마트폰을 비롯한 여러전자제품의 터치패널 투명전극으로 가장 많이 쓰이고 있는 물질이다. 산화 인듐(In2O3)과 산화 주석(SnO2)의 화합물로 우수한 전기적 특성과 광학적 특성을 지녀 태양전지 분야에서도 그 활용가능성이 높다. 또한 최근 고효율 태양전지인 HIT (heterojunction with intrinsic thin layer) solar cell의 경우 Si 기판의 두께가 얇고, 소자의 양면에서 태양광을 흡수하여 효율을 증가 시키데, 특히 투명 전극의 물리적 특성들과 계면의 트랩의 상태가 효율에 영향을 미친다. 본 연구에서는 HIT Si 기판의 태양전지 구조에 전극으로 쓰일 ITO 박막을 sputtering 방법으로 증착하여 물리적 특성을 연구하였다. ITO 타겟을 활용한 radio frequency magnetron sputtering 방법으로 Si 기판에 ITO 박막을 증착하였다. 50W의 방전전력과 Ar 10 sccm 분위기에서 성장시킨 ITO 박막을 Transmission Electron Microscope 로 측정하였다. X-ray Diffraction 측정으로 ITO 결정의 방향성을 확인하고 Photoluminescence 측정으로 성장된 ITO 박막의 밴드갭 에너지를 확인하였다. $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$에서 후열처리한박막의 광 투과율, 비저항, 이동도를 측정 비교하여 적절한 후열처리 온도를 찾는 연구를 진행하였다. Sputtering 방법으로 성장시킨 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성을 측정하여 HIT solar cell에 활용될 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.184-184
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• 2010

반도체 집적도의 비약적인 발전으로 각 박막 층간의 두께는 더욱 줄어들었고 이는 각 박막 층간의 확산에 대한 문제를 간과할 수 없게 하였다. 따라서 각 층간의 확산을 방지하기 위하여 두께가 수십 nm size의 확산방지막의 연구에 대한 관심도는 증가하게 되었다. 본 연구에서 분석을 위하여 사용된 Nano-indentation은 박막 표면에 다이아몬드 팁을 이용하여 압입을 실시하여 이때 시표의 반응에 의한 팁의 위치(Z-축)를 in-situ로 측정하여 인가력과 팁의 위치에 대한 연속 압입곡선을 측정하게 된다. 이를 통하여 박막의 hardness와 elastic modulus를 측정하게 되고, 연속 압입곡선 분석을 통하여 박막의 표면응력 변화를 측정한다. 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si기판과 금속배선 물질인 Cu와의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W-C-N 확산 방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 RF-magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 하여 박막 내 질소비율에 따른 확산방지막을 제작하였다. 이후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온, $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 각각 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였다. 고온에서 확산방지막의 물리적 특성을 알아보기 위해 Nano-indentation을 이용하여 분석하였고, WET-SPM을 이용하여 표면 이미지와 거칠기를 확인하였다. 그 결과 질화물질이 내화물질에 비해 고온에서 물성변화가 적게 나타나는 것을 알 수 있었고, 균일도와 결정성 또한 질화물질에서 더 안정적이었다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.35 no.4
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• pp.348-352
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• 2022

Resistive switching behaviors of a co-sputtered zinc silicate thin film (ZnO and SiO₂ targets) have been investigated. We fabricated an Ag/ZnSiO_x/highly doped n-type Si substrate device by using an RF magnetron sputter system. X-ray diffraction pattern (XRD) indicated that the Zn₂SiO₄ was formed by a post annealing process. A unique morphology was observed by scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM). As a result of annealing process, 50 nm sized nano clusters were formed spontaneously in 200~300 nm sized grains. The device showed a unipolar resistive switching process. The average value of the ratio of the resistance change between the high resistance state (HRS) and the low resistance state (LRS) was about 106 when the readout voltage (0.5 V) was achieved. Resistance ratio is not degraded during 50 switching cycles. The conduction mechanisms were explained by using Ohmic conduction for the LRS and Schottky emission for the HRS.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.25 no.3
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• pp.134-137
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• 2012

We have considered the effect of electron irradiation energy of 300, 600 and 900 eV on structural, electrical and optical properties of $In_2O_3$ films prepared with RF magnetron sputtering. In this study, the thin film crystallization, optical transmittance and sheet resistance are dependent on the electron's irradiation energy. The electron irradiated $In_2O_3$ films at 900 eV are grown as a hexagonal wurtzite phase. The sheet resistance decreases with a increase in electron irradiation energy and $In_2O_3$ film irradiated at 900 eV shows the lowest sheet resistance of $110{\Omega}/{\Box}$. The optical transmittance of $In_2O_3$ films in a visible wave length region also depends on the electron irradiation energy. The film that at 900 eV shows the higher figure of merit than another films prepared in this study.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.55 no.2
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• pp.91-95
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• 2022

ZnO single layer (60 nm thick) and ZnO with Ag interlayer (ZnO/Ag/ZnO; ZAZ) films were deposited on the glass substrates by using radio frequency (RF) and direct current (DC) magnetron sputter to evaluate the effectiveness of Ag interlayer on the optical visible transmittance and the conductivity of the films. In the ZAZ films, the thickness of ZnO layers was kept at 30 nm, while the Ag thickness was varied as 5, 10, 15 and 20 nm. In X-ray diffraction (XRD) analysis, ZnO films show the (002) diffraction peak and ZAZ films also show the weak ZnO (002) peak and Ag (111) diffraction peak. As a thickness of Ag interlayer increased to 20 nm, the grain size of the Ag films enlarged to 11.42 nm and the optical band gap also increased from 4.15 to 4.22 eV with carrier concentration increasing from 4.9 to 10.5×10²¹ cm^-3. In figure of merit measurements, the ZAZ films with a 10 nm thick Ag interlayer showed the higher figure of merit of 4.0×10^-3 Ω^-1 than the ZnO single layer and another ZAZ films. From the experimental result, it is assumed that the Ag interlayer enhanced effectively the opto-electrical performance of the ZAZ films.