• 제목/요약/키워드: Si(111)

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박막트랜지스터 응용을 위한 ${\mu}c-Si/CaF_2$/glass 구조특성연구 (The study of ${\mu}c-Si/CaF_2$/glass properties for thin film transistor application)

  • 김도영;안병재;임동건;이준신
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.1514-1516
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    • 1999
  • This paper covers our efforts to improve the low carrier mobility and light instability of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) films with microcrystalline silicon $({\mu}c-Si)$ films. We successfully prepared ${\mu}c-Si$ films on $CaF_2$/glass substrate by decomposition of $SiH_4$ in RPCVD system. The $CaF_2$ films on glass served as a seed layer for ${\mu}c-Si$ film growth. The XRD analysis on $CaF_2$/glass illustrated a (111) preferred $CaF_2$ grains with the lattice mismatch less than 5 % of Si. We achieved ${\mu}c-Si$ films with a crystalline volume fraction of 61 %, (111) and (220) crystal orientations. grain size of $706\AA$, activation energy of 0.49 eV, and Photo/dark conductivity ratio of 124. By using a $CaF_2$/glass structure. we were able to achieve an improved ${\mu}c-Si$ films at a low substrate temperature of $300^{\circ}C$.

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The Effects of Nanocrystalline Silicon Thin Film Thickness on Top Gate Nanocrystalline Silicon Thin Film Transistor Fabricated at 180℃

  • Kang, Dong-Won;Park, Joong-Hyun;Han, Sang-Myeon;Han, Min-Koo
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권2호
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    • pp.111-114
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    • 2008
  • We studied the influence of nanocrystalline silicon (nc-Si) thin film thickness on top gate nc-Si thin film transistor (TFT) fabricated at $180^{\circ}C$. The nc-Si thickness affects the characteristics of nc-Si TFT due to the nc-Si growth similar to a columnar. As the thickness of nc-Si increases from 40 nm to 200 nm, the grain size was increased from 20 nm to 40 nm. Having a large grain size, the thick nc-Si TFT surpasses the thin nc-Si TFT in terms of electrical characteristics such as field effect mobility. The channel resistance was decreased due to growth of the grain. We obtained the experimental results that the field effect mobility of the fabricated devices of which nc-Si thickness is 60, 90 and 130 nm are 26, 77 and $119\;cm^2/Vsec$, respectively. The leakage current, however, is increased from $7.2{\times}10^{-10}$ to $1.9{\times}10^{-8}\;A$ at $V_{GS}=-4.4\;V$ when the nc-Si thickness increases. It is originated from the decrease of the channel resistance.

MFS 구조로 적층된 Yttrium Manganates의 기판 변화에 따른 특성 연구 (Properties of Yttrium Manganates with MFS Structure Fabricated on Various Substates)

  • 강승구
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.206-211
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    • 2003
  • Sol-gel 공정으로 제조된 YMnO$_3$박막의 결정상과 강유전특성에 미치는 기판종류와 버퍼층의 영향에 대하여 고찰하였다. Si(1OO) 기판위에는 hexagonal YMnO$_3$이 형성되었으나 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판위에는 hexagonal과 orthorhombic YMnO$_3$이 함께 형성되었다. 기판위에 미리 $Y_2$O$_3$버퍼층을 형성시킨 경우에는 Si(100)와 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 두가지 기판 모두 단일 hexagonal YMnO$_3$이 성장하였으며, 특히 c-축 배향성이 향상되었다. 박막내에 hexagonal과 orthorhombic YMnO$_3$이 혼재된 시편보다는 hexagonal 단일상이 형성된 시편이, 또한 단일상 시편중에서도 c-축 우선배향성이 좋은 시편이 그렇지 않은 시편에 비해 누설전류밀도 특성이 우수하였다. YMnO$_3$박막의 잔류분극값은 Si(100)기판을 사용했을 경우, 버퍼층 없이 제조된 시편은 0.14, 버퍼층이 삽입된 시편은 0.24$\mu$C/$ extrm{cm}^2$의 값을 나타내었다 한편 Pt(111)/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판의 경우, 버퍼층 없이 형성된 YMnO$_3$시편은 이력곡선을 보여주지 못하였고, 버퍼층이 삽입된 시편은 1.14$\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 잔류분극값을 나타내었다. 이상의 연구를 통하여 기판의 종류와 $Y_2$O$_3$버퍼층 삽입으로 YMnO$_3$박막의 결정상과 배향성을 제어함으로서 박막시편의 누설전류밀도 특성 및 강유전특성을 제어할 수 있음을 확인하였다.

Pt/$YMnO_3$/$Y_2$$O_3$/Si(MFIS) 구조의 특성에 미치는 ${Y_2}{O_3}$층의 영향 (Effect of ${Y_2}{O_3}$Buffer Layer on the Characteristics of Pt/$YMnO_3$/$Y_2$$O_3$/Si(MFIS) Structure)

  • 양정환;신웅철;최규정;최영심;윤순길
    • 한국재료학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.270-275
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    • 2000
  • Metal/ferroelectric/insulator/semiconductor(MFIS)-Field Effect Transistor을 위한 Pt/YMnO$_3$/Y$_2$O$_3$/Si 구조를 제조하여 MFIS 구조의 특성에 미치는 $Y_2$O$_3$박막의 영향을 고찰하였다. PLD법을 이용하여 p=type Si(111) 기판 위에 증착시킨 $Y_2$O$_3$박막은 증착온도와 관계없이 (111)방향으로의 우선배향성을 갖고 결정화 되었다. 실리콘 위에 바로 MOCVD법에 의해 강유전체 YMnO$_3$박막을 증착시킨 경우 실리콘과의 계면에서 Mn이 부족한 층이 형성되지만 $Y_2$O$_3$가 실리콘과 YMnO$_3$사이에 삽입된 경우는 $Y_2$O$_3$바로 위에서부터 화학양론비에 일치하는 양질의 YMnO$_3$박막을 얻을 수 있었다. 85$0^{\circ}C$, 100mtorr의 진공분위기에서 열처리한 YMnO$_3$박막은 $Y_2$O$_3$가 삽입된 경우 memory window 값이 $Y_2$O$_3$가 삽입되지 않은 경우보다 더 큰 값을 보였으며 5V에서 1.3V의 값을 보였다.

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SOD 구조 형성에 따른 다이아몬드 박막 형성 (Formation of the Diamond Thin Film as the SOD Sturcture)

  • 고정대;이유성;강민성;이광만;이개명;김덕수;최치규
    • 한국재료학회지
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    • 제8권11호
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    • pp.1067-1073
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    • 1998
  • CO와 $H_2$의 탄소원을 사용한 마이크로파 플라즈마 화학기상증착 방법으로 SOD 구조에 적용될 양질의 다이아몬드 박막을 형성하였고, SOD 구조를 형성하기 위해 diamond/Si(100) 구조 위에 poly-Si 박막을 저압화학기상 증착법으로 제작하였다. CO/$H_2$탄소원의 유량비 증가에 따라 다이아몬드의 결정은 octahedron 구조에서 cubo-octahedron 구조로 바뀌었으며, 결정면은 {111}과 {100}으로 혼합되어 형성되었다. 비정질 carbon과 non-diamond성분이 없는 양질의 다이아몬드 박막은 CO/$H_2$의 유량비가 0.18일 때 형성되었으며, 주 결정상은 (111) 면이었다. diamond/Si(100) 계면은 void가 없는 평활한 계면을 이루었으며, 다이아몬드 박막의 유전상수, 누설전류와 비저항은 각각 $5.31\times10^{-9}A/cm^2$ 그리고 $9\times{10^7}{\Omega}cm$이었다.

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니켈 (111)과 (100) 결정면에서 성장한 그래핀에 대한 라만 스펙트럼 분석 (Raman Spectroscopy Analysis of Graphene Films Grown on Ni (111) and (100) Surface)

  • 정대성;전철호;송우석;안기석;박종윤
    • Composites Research
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    • 제29권4호
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    • pp.194-202
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    • 2016
  • 이차원 구조의 탄소 결합체인 그래핀은 뛰어난 물리적, 화학적 특성으로 인해 미래 전자 소자의 소재로 크게 각광을 받고 있는 물질이다. 따라서, 소자에서 사용된 기판이 그래핀의 물리적 특성에 끼치는 영향에 대한 이해는 그래핀의 응용에 있어서 필수적이며, 그에 대한 연구를 수행하였다. 니켈 (111)과 (100) 결정면에서 각각 성장한 그래핀과 니켈 기판의 상호작용에 대한 연구를 수행함과 동시에, 산화규소 기판으로 전사한 후, 기판과 그래핀과의 상호작용을 라만 분광법을 이용하여 연구하였다. 니켈 기판에서 성장한 그래핀은 기판의 면 방향과 상관없이 기판으로부터 전하의 이동에 따른 도핑효과는 발견되지 않았으며, 산화규소 기판 또한 도핑효과는 없었다. 니켈 기판과 그래핀 사이의 결합력이 그래핀과 산화규소 기판과의 결합력합보다 더 큰 것으로 분석이 되었으며, 니켈에서 성장한 그래핀은 기판의 영향을 받아 수축되어 있었고, 니켈 (100) 면에서는 그래핀이 엇맞음 성장하였음을 확인하였다. 마지막으로, 니켈 (111), (100) 면에서 성장한 그래핀을 산화 규소 기판으로 전사하면 서로 다른 파수 값에서 2D band의 픽이 관측되었다.

흡착원자의 덮임율에 따른 Ag/Si(111)√3X√3의 구조 변화 (Structural Evolution on Ag/Si(111) Ag/Si(111)√3X√3 with Adatom Coverage)

  • 정호진;정석민
    • 한국진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.387-393
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    • 2008
  • 제일원리계산 방법을 이용하여 Ag/Si(111)$\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}$(이후로 $\sqrt{3}-Ag$로 표시) 표면에 은 원자가 추가로 흡착된 표면의 원자구조와 에너지를 조사하였다. 은의 덮임율을 0.02 ML에서 0.14 ML로 변화시켜가며 구조변화를 살펴보았다. 흡착된 은 원자들은 대부분 $\sqrt{3}-Ag$ 표면의 은 원자층의 작은 삼각형(ST)의 중간에 자리 잡았다. 특이한 것은 은 원자들은 은 원자층 보다 아래로 내려간다는 것이다. 은 흡착원자(adatom)의 덮임율이 증가함에 따라 adatom들은 클러스터를 만들려는 경향을 보였다. 은 흡착원자들이 모인 클러스터의 에너지를 계산해 보면 흡착원자가 세 개일 때 가장 안정됨을 알 수 있었다. 이 삼원자 클러스터를 구성 단위로 하여 $\sqrt{21}{\times}\sqrt{21}$ 구조의 원자구조를 결정할 수 있었다. 각 덮임율에서 가장 에너지가 낮은 구조들에 대한 STM 영상을 시뮬레이션 해 보면 은 원자는 찬 상태에서 어둡게 보였다. 이는 은 원자가 기판으로 전하를 제공해 줌을 의미한다. 그리고 원자층의 구조변화가 STM 실험에서 보이는 미세한 특성까지도 잘 설명하였다.