• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.314-314
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• 2012

The dilute magnetic semiconductors (DMS) have been developed to multi-functional electro-magnetic devices. Specially, the Si based DMS formed by ion implantation have strong advantages to improve magnetic properties because of the controllable effects of carrier concentration on ferromagnetism. In this study, we investigated the deep level states of Fe- and Co-ions implanted Si wafer during rapid thermal annealing (RTA) process. The p-type Si (100) wafers with hole concentration of $1{\times}10^{16}cm^{-3}$ were uniformly implanted by Fe and Co ions at a dose of $1{\times}10^{16}cm^{-2}$ with an energy of 60 keV. After RTA process at temperature ranges of $500{\sim}900^{\circ}C$ for 5 min in nitrogen ambient, the Au electrodes with thickness of 100 nm were deposited to fabricate a Schottky contact by thermal evaporator. The surface morphology, the crystal structure, and the defect state for Fe- and Co- ion implanted p-type Si wafers were investigated by an atomic force microscopy, a x-ray diffraction, and a deep level transient spectroscopy, respectively. Finally, we will discuss the physical relationship between the electrical properties and the variation of defect states for Fe- and Co-ions implanted Si wafer after RTA.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.132-132
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• 2008

Silicon carbide (SiC) is an attractive material for high-power, high-temperature, and high-frequency applications. So far, atomic force microscopy (AFM) has been extensively used to study the surface charges, dielectric constants and electrical potential distribution as well as topography in silicon-based device structures, whereas it has rarely been applied to SiC-based structures. In this work, the surface potential and topography distributions SiC with different doping levels were measured at a nanometer-scale resolution using a scanning kelvin probe force microscopy (SKPM) with a non-contact mode AFM. The measured results were calibrated using a Pt-coated tip and a metal defined electrical contacts of Au onto SiC. It is assumed that the atomically resolved surface potential difference does not originate from the intrinsic work function of the materials but reflects the local electron density on the surface. It was found that the work function of the Au deposited on SiC surface was higher than that of original SiC surface. The dependence of the surface potential on the doping levels in SiC, as well as the variation of surface potential with respect to the schottky barrier height has been investigated. The results confirm the concept of the work function and the barrier heights of metal/SiC structures.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.22 no.4
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• pp.664-669
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• 2018

To observe the relationship between the oxygen vacancy and electrical characteristics of $TiO_2$ due to the $CO_2$ gases, the $TiO_2$ were deposited by the mixing gases of $Ar:O_2=20$ sccm:20 sccm and annealed with various temperatures. The bonding structure was changed with the annealing temperature from amorphous to crystal structure, and the oxygen vacancy was also changed with these bonding structures. The $CO_2$ gas reaction of $TiO_2$ films showed the variation in accordance with the bonding structure. The capacitance increased at the amorphous structure $TiO_2$, and the current also increased. However the oxygen vacancy decreased at this amorphous structure $TiO_2$. Because of the formation of oxygen vacancies is in inverse proportion to the amorphous structure. Moreover, the diffusion current in the depletion layer such as the amorphous structure showed the difference in accordance with the $CO_2$ gas flow rates.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.372-372
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• 2014

반도체 검출기는 입사되는 X선 에너지에 의하여 이온화되어 발생하는 전자 전공쌍을 수집함으로 방사선 정보를 확인하는 선량계로써 많은 연구와 활용이 이루어지고 있다. 하지만, X선 에너지에 의하여 반도체 검출기에서 발생하는 전기적 신호량이 높지 않기 때문에 누설 전류의 저감이 필수적이다. 누설 전류를 저감시키기 위한 방안으로 반도체 층과 전극 층의 Schottky Contact 구조의 설계, Insulating Layer의 사용, 높은 비저항의 반도체 물질 연구 등이 이루어지고 있다. 하지만, 기존에 누설 전류 저감을 위하여 Insulating Layer를 전극층과 반도체 층 사이에 형성하는 연구에 있어서 Insulating Layer와 반도체 층의 계면 사이에서 발생하는 Charge Trapping으로 인하여 생성되는 신호의 Reproducibility 저하, 동영상 적용의 제한 등의 문제점을 겪어왔다. 이에 본 논문에서는 누설 전류를 저감시킴과 동시에 Charge Trapping의 최소화를 이루기 위하여 Insulating Layer의 두께 최적화 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용한 Insulating Layer는 검출기 표면에 입사하는 X선 정보 손실을 최소화 시키는 동시에 누설 전류와 Charge Trapping을 최소화 시키는 방법으로써 CVD방법으로 검출기 표면에 균일하게 Insulating Layer를 코팅하였다. Insulating 물질은 Parylene을 사용하였으며, 그 중 온도, 습도 등 외부환경에 영향을 적게 받는 type C를 사용하였다. 증착에 사용한 장비의 진공도는 Torr로 설정하여 증착되는 Parylene의 두께가 약 $0.3{\mu}m$가 되게 하였으며, 실험에는 반도체 물질 PbO를 사용하였다. Parylene의 절연 특성은 Dark Current와 Sensitivity를 측정한 SNR을 이용하여 Parylene코팅이 되지 않은 동일 반도체 검출기와의 신호를 비교하였으며 또한 Parylene를 다층 제작한 검출기의 수집 신호량을 비교하였다. 제작한 검출기의 X선 조사 시의 수집 전하량 측정 결과, 100 kVp, 100mA, 0.03s의 X선 조건에서 $1V/{\mu}m$의 기준 시, Parylene를 코팅하지 않은 PbO 검출기의 Dark current는 0.0501 nA/cm2, Sensitivity는 0.6422 nC/mR-cm2, SNR은 12.184이었으며, Parylene단층의 두께인 $0.3{\mu}m$로 증착된 시편의 Dark current는 0.04097 nA/cm2, Sensitivity는 0.53732 nC/mR-cm2으로 Dark current가 감소되고 sensitivity도 감소하였지만 SNR은 13.1150으로 높아진 것을 확인할 수 있었다. Perylene이 $0.6{\mu}m$로 증착된 시편의 경우, Dark Current는 0.04064 nA/cm2, Sensitivity는 0.31473 nC/mR-cm2, SNR은 7.7443으로써 Insulating Layer가 없는 시편보다 SNR이 약 40% 낮아진 것을 확인할 수 있었다. Parylene이 $0.9{\mu}m$로 증착된 시편의 경우 Dark current는 0.0378 nA/cm2, Sensitivity 0.0461 nC/mR-cm2로 Insulating Layer가 없는 시편에 비해 SNR은 약 1/12배 감소한 1.2196이었고, Parylene이 $1.2{\mu}m$로 증착된 시편의 SNR은 1.1252로서 더 감소하였다. 따라서 Parylene을 다층 코팅한 검출기일수록 절연 효과의 영향이 커짐으로써 SNR 비교 시 수집되는 신호량이 줄어드는 것을 확인하였다. 반도체 검출기의 누설 전류를 저감시킴과 동시에 신호 수집율에 영향을 최소화시키기 위하여 Insulating Layer의 두께를 적절하게 설정하여 적용하면 Insulating Layer가 없는 검출기에 비해 누설전류를 최소한으로 줄일 수 있고 신호 검출효율이 감소하는 것을 방지할 수 있을 것이라 사료된다.