• 제목/요약/키워드: Si(111)

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SPE법을 통해 형성된 $Ge_xSi_{1-x}/Si$이종접합 화합물 반도체의 결정분석 (Structural properties of GeSi/Si heterojunction compound semiconductor films by using SPE)

  • 안병열;서정훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.713-719
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    • 2000
  • 고체상 켜쌓기법(solid phase epitaxy)으로$Ge_xSi_{1-x}/Si$(111) 이종접합을 형성하기 위해 Si(111) 기판위에 먼저 Au를 1000A 증착하고 그 위에 Ge을 1000A 증착시켜 a-Ge/Au/Si(111)구조를 형성하고 이를 고진공 조건에서 이단계 열처리 하였다. 열처리 후 Auger 전자분광분석(AES), X-ray 회절(XRD), 고분해 투과전자현미경(HRTEM) 등을 통해 Au와 Ge의 거동과 형성된 $Ge_xSi_{1-x}$막의 특성을 열처리 조건에 따라 분석하였다. a-Ge/Au/Si(111)구조는 열처리에 의해 Au/GeSi/Si(111)의 구조로 변했으며 형성된$Ge_xSi_{1-x}/$((111)층은 Si(111) 기판의 면 방향과 잘 일치하였다. 그러나 $Ge_xSi_{1-x}/Si$((111)층 내부에 적층결함, 전이, 쌍정, planar defect 등이 주로 (111)면 방향으로 형성되어 있음을 알 수 있었다.

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동시증착에 의한 Si(111)-7$\times$7 기판 위에 $TiSi_2$ 에피택셜 성장 (In situ Epitaxial Growth of the $TiSi_2$ on si(111)-7$\times$7 Substrate by Codeposition)

  • 최치규;류재연;오상식;염병렬;박형호;조경익;이정용;김건호
    • 한국진공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.405-413
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    • 1994
  • 초고진공에서 기판 Si(111)-7$\times$7 위에 Ti:Si 또는 1:2의 조성비로 Ti와 Si을 동시증착한 후 in situ 열처리하여 TiSi2 박막을 에피택셜 성장시켰다 XRD와 XPS 분석결과 동시증착된 혼합 층에서 C49-TiSi2 박막의 성장은 핵형성에 의함을 확인하였으며 양질의 C49-TiSi2 박막은 Ti를 증착한후 Ti와 Si를 동시 증착한 (Ti+2Si)/(Ti)/Si(111)-7$\times$7구조의 시료를 초고진공에서 50$0^{\circ}C$에서 열처리하여 얻을수 있었다. 형성된 C49-TiSi2/Si(111)의 계면은 깨끗하였고 HRTEM 분석 결과 C49-TiSi2\ulcornerSi(111)의 계면은 약 10。 의 편의를 가지면서 TiSi2[211]∥Si[110] TiSi2(031)/Si(111) 의 정합성을 가졌으며 시료의 전 영 역에 에피택셜 성장되었다.

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Pt 금속마스크를 이용하여 제작한 나노패턴 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막 특성 (Characterization of GaN epitaxial layer grown on nano-patterned Si(111) substrate using Pt metal-mask)

  • 김종옥;임기영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.67-71
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    • 2014
  • 본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.

Si(111)-$7{\times}7$ 면에서 Ti 성장과 C54 $TiSi_2$/Si(111) 정합 성장에 관하여 (Growth of Ti on Si(111)-)-$7{\times}7$ Surface and the Formation of Epitaxial C54 $TiSi_2$ on Si(111) Substrate)

  • Kun Ho Kim;In Ho Kim;Jeoung Ju Lee;Dong Ju Seo;Chi Kyu Choi;Sung Rak Hong;Soo Jeong Yang;Hyung Ho Park;Joong Hwan Lee
    • 한국진공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.67-72
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    • 1992
  • 고에너지 반사 전자회절기(RHEED) 및 투과전자현미경(HRTEM)을 이용하여 Si(111)-7 $\times$ 7 면에서의 Ti 박막의 성장 mode와 Si(111) 면에서의 C54 TiSi2의 정합성장 을 조사하였다. 초고진공에서 Si(111)-7 $\times$ 7 표면에 상온에서 Ti를 증착하면 Ti/Si 계면에 서 비정질의 Ti-Si 중간막이 먼저 형성되고 그 위에 Ti 박막은 다결정으로 성장하였다. 160ML의 Ti를 증착한 시료를 초고진공 내에서 75$0^{\circ}C$로 10분 열처리하면 C54 TiSi2가 정합 성장하였으며 이는 HRTEM 격자상 및 TED Pattern으로 확인할 수 있었다. TiSi2/Si(111) 시 료를 다시 $900^{\circ}C$로 가열하면 TiSi2위에 단결정 Si층이 [111] 방향으로 성장하였다.

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알칼리금속/Si(111)표면에서의 구조변화 및 탈착에너지 조사 (The change of alkali-metals/Si(111) surface structure and Investigation of desorption energy)

  • 곽호원;정승민
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.201-205
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    • 2003
  • The effects of adsorption and desorption of alkali-metals on Si(111) surface were investigated by using AES and RHEED-system. The adsorption system is a fundamental interest because of its unique electronic properties such as measurement of work function change, adatom-core level shift. It was found that the growth node of K on Si(111) surface was layer by layer growth and the saturation coverage was 2.0ML at room temperature. Superstructure changes on Si(111) surface according to the alkali-metal thickness and substrate temperatures were accurately defined. By applying the isothermal desorption method, the desorption energies of Li/Si(111) and K/Si(111) surfaces was measured. On Li/Si(111) and K/Si(111) surfaces, the desorption energies were 3.07 eV, 2.19 eV respectively.

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Ca/Si(111)-2×1에서 에피성장을 통한 Si단결정 성장가능성에 관한 Si원자의 흡착과 확산에 대한 전산모사연구

  • 여강모;정석민
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.127.1-127.1
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    • 2016
  • Si은 값싸고 넓은 시설기반을 갖추고 있어, 발전산업에서 태양광소자의 주원료로 널리 사용된다. 하지만 Si은 간접 띠틈을 Si의 특성을 개선하기 위해 최근 Si에 특정한 결함을 넣어 직접 띠틈으로 바꿔 광효율을 높이려는 시도가 있다. 2015년 초 Si단결정[111]으로 Seiwatz-chain 형태의 결함이 있다면 결함이 있는 Si(111)에 직접 띠틈이 생길 것 이라고 이론적으로 예상했다. 이러한 구조의 제작방법으로 Ca/Si(111)과 Si(111)을 접합 후 가열하여 Ca을 빼내는 방법을 제시했다[1]. 본 연구에서는 이 제작방법 외에 Ca/Si(111)-$2{\times}1$ 표면에서[2] 에피성장으로 결함이 유지된 Si단결정 형성가능성을 제일원리 계산을 통해 연구했다. 제일원리 계산방법으로는 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)를 이용하였다. Si원자 한개, 두 개, 세 개가 흡착될 경우 원자당 흡착에너지는 각각 3.73 eV, 3.73 eV, 3.91 eV 였다. 따라서 Si원자는 무리형태로 흡착될 것으로 예상되어 결함을 유지하며 단결정으로 성장하기는 어려울 것으로 보인다.

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면내 일축 이방성을 갖는 GMR 금속다층막의 형성 (Formation of GMR Metallic Multilayers with In-Plane Uniaxial Magnetic Anisotropy)

  • 송용진;김형준;이병일;주승기
    • 한국자기학회지
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    • 제6권5호
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    • pp.329-333
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    • 1996
  • Cu/(NiFe/Ni/NiFe) 금속다층막을 Si(100), Si(111), $4^{\circ}\;tilt-cut\;Si(111)$, slide glass등의 기판 위에 형성하여 자기저항 특성 및 자기이방성을 고찰하였다. $50\;{\AA}$의 Cu를 바닥층으로 사용한 경우 $4^{\circ}\;tilt-cut\;Si(111)$ 기판 위에서 면내 일축 자기이방성을 보였으며 다른 기판 위에서는 자기이방성을 보이지 않았다. 바닥층이 없는 경우나 NiFe, Ni등을 바닥층으로 사용한 경우 $4^{\circ}\;tilt-cut\;Si(111)$ 기판 위에서 자기이방성은 나타나지 않았으며, Cu 바닥층을 증착하기 전 NiFe를 $10\;{\AA}$ 증착하고 형성한 금속다층막의 경우도 면내 자기이방성이 나타나지 않았다.

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알칼리금속이 흡착된 Si(111)$7\times7$ 계의 초기 산화 과정 연구 (Initial oxidation of the alkali metal-adsorbed Si(111) surface)

  • 황찬국;안기석;김정선;박래준;이득진;장현덕;박종윤;이순보
    • 한국진공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.159-164
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    • 1997
  • X-선 광전자 분광법 (x-ray photoelectron spectroscopy: SPS)과 반사 고에너지 전 자 회절법(reflection high energy electron diffraction: RHEED)을 이용하여 상온과 고온(약 300~$500^{\circ}C$)에서 알칼리금속(AM)/Si(111)7$\times$7표면에 1 monolayer(ML)의 AM을 흡착시키면 Si(111)7$\times$7표면에 비해 산소의 초기 부착 계수(initial sticking coefficient)와 산소의 포화량 은 증가하지 않았다. Si(111)7$\times$7-AM표면에 산소의 주입량을 증가시키면서 측정한 O ls 스 펙트럼으로부터 AM이 흡착된 Si(111)7$\times$7표면에 흡착되는 산소원자는 Si-O, AM-O 두 종 류의 결합형태를 가지는 것으로 생각되며 이중에서 AM-O 결합의 산화과정상에서의 역할 에 대하여 논의하였다. 상온과는 달리 고온에서는, Si(111)3$\times$1-AM표면으로 구조가 변화하 면서 산소의 흡착이 급격히 떨어지는 것을 관측할 수 있었다. 이때 3$\times$1-AM표면을 형성시 키는 AM종류의 산화에 대한 의존성을 살펴보았다.

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UHV-ICB 방법으로 Si(111) 기판위에 성장된 $Y_2O_3$ 박막의 구조적 특성에 관한 연구 (Structural Characteristics of $Y_2O_3$ Films Grown on Differently Surface-treated Si(111) by Ultrahigh Vacuum Ionized Cluster Beam)

  • 이동훈;성태연;조만호;황정남
    • 한국재료학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.528-532
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    • 1999
  • Y$_2$O$_3$films were grown on SiO$_2$-covered Si(111), and hydrogen-terminated Si(111), and hydrogen-terminated Si(111) substrates at 50$0^{\circ}C$ by ultrahigh vacuum ionized cluster beam deposition (UHV-ICB). The microstructures and growth behavior of these films have been investigated by transmission electron diffraction (TED) and high-resolution transmission electron microscopy(HREM). The TED results show that the $Y_2$O$_3$grown on the SiO$_2$-Si has the epitaxial relationship of (11-1)Y$_2$O$_3$∥(111)Si and [-110]Y$_2$O$_3$∥[-110]Si. The film on the H-Si substrate contains YS\ulcorner and amorphous YSi\ulcornerO\ulcorner layers at the interface, having the orientation relationship each other. For the YSi\ulcorner and the Si substrate, the relationship is (0001)YSi\ulcorner∥(111)Si and [1-210]YSi\ulcorner∥∥[-110]Si. For the $Y_2$O$_3$and the YSi\ulcorner ; the relationship is as follows: (11-1)Y$_2$O$_3$∥(0001)YSi\ulcorner and [-110]Y$_2$O$_3$∥[1-210]YSi\ulcorner(111)Y$_2$O$_3$∥(0001)YSi\ulcorner and [-110]Y$_2$O$_3$∥[1-210]YSi\ulcorner. Explanation is given to describe the formation mechanisms of the interfacial phases of SiO\ulcorner, YSi\ulcornerO\ulcorner and YSi\ulcorner. It is shown that the crystallinity of the $Y_2$O$_3$film on the SiO$_2$-Si(111) is better than that of $Y_2$O$_3$on H-Si(111).

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고상 에피택시에 의한 초박막 $CoSi_2$ 형성과 $Si/epi-CoSi_2/Si$(111)의 이중헤테로 에피택셜 성장 (Formation of $CoSi_2$ Film and Double Heteroepitaxial Growth of $Si/epi-CoSi_2/Si$(111) by Solid Phase Epitaxy)

  • 최치규;강민성;문종;현동걸;김건호;이정용
    • 한국재료학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.165-172
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    • 1998
  • 초고진공에서 in situ 고상 에피택셜 방법으로 Si(111)기판 위에 에피택셜 $CoSi_2$ 초박막과 $Si/epi-CoSi_2/Si$(111) 의 이중 이종에피택셜 구조를 성장 시켰다. 2-MeV $^4He^{++}$ 이온 후방산란 분광기와 X-선 회절분석기 및 고분해능 투과전자 현미경을 이용하여 성장된 $CoSi_2$$Si/epi-CoSi_2/Si$(111)의 상, 조성, 결정성 그리고 계면의 미세구조를 조사하였다. 실온에서 증착된 Co 박막은 texture 구조를 갖는 Stransky-Krastanov 성장 모드를 나타내었다. 실온에서 Si(111)-$7\times{7}$ 기판 위에 Co를 $50\AA$ 증착한 후 $700^{\circ}C$로 10분간 in situ 열처리했을 때 초박막 A-type $CoSi_2$상이 성장되었고, 정합상관계는 $CoSi_2$[110]//Si[110] and $CoSi_2$(002)//Si(002)였으며, 편의각은 없었다. A-type $CoSi_2$/Si(111)계면은 평활하고 coherent 하였다. 양질의 epi-Si/epi-$CoSi_2$(A-type)/Si(111)구조는 Co/Si(111)계를 $700^{\circ}C$로 10분간 in situ로 열처리한 후 기판을 $500^{\circ}C$로 유지하면서 Si을 증착하였을 때 형성되었다.

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