• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.172-176
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• 1997

Si(111)7×7표면에 In을 증착시킬 때 기판온도와 증착량에 따른 표면구조의 변화를 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction) 상(pattern)과 RHEED상의 회절반점 (spot)강도 변화를 관찰하여 조사하였다. Si(111) 기판온도를 400℃로 유지하면서 In을 증착 시킬 때 증착량이 약 0.1, 0.3, 0.5ML에서 각각 {{{{ SQRT { 3} }}× {{{{ SQRT { 3} }}, {{{{ SQRT { 31} }}× {{{{ SQRT { 31} }}, 4×1구조가 관찰 시작하였다. 기판온도 300°에서는 증착량이 약 0.2ML에서부터 4×1구조가 나타나고 0.8ML이상에서부터는 4×1+{{{{ SQRT { 3} }}× {{{{ SQRT { 3} 가 관찰되기 시작하였다. Si(111)-{{{{ SQRT { 3} }}× {{{{ SQRT { 3} 기판온도를 실온으로 유지하면서 In를 착시킬 때 증착량이 0.25, 0.7ML에서 각각 2×2, {{{{ SQRT { 7} }}× {{{{ SQRT { 3} 기 시작하였다. RHEED 반점의 강도변화를 이용하여 Si(111)-{{{{ SQRT { 7} }}× {{{{ SQRT { 3} n원자의 이탈 과정을 조사한 결과 이탈 에너지는 2.84eV로 조사되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.103-103
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• 1999

CeO2 는 cubic 구조의 일종인 CeF2 구조를 가지며 격자 상수가 0.541nm로 Si의 격자 상수 0.543nm와 거의 비슷하여 Si과의 부정합도가 0.35%에 불과하여 CeO2를 Si 기판 위에 에피택셜하게 성장시킬 수 있는 가능성이 크다. 따라서 SOI(Silicon-On-Insulator) 구조의 실현을 위하여 Si 기판위에 CeO2를 에피택셜하게 성장시키려는 많은 노력이 있었다. 또한 CeO2 는 열 적으로 대단히 안정된 물질로서 금속/강유전체/반도체 전계효과 트랜지스터(MFSFET : metal-ferroelectric-semiconductor field effect transistor)에서 ferroelectric 박막과 Si 기판사이에 완충층으로 사용되어 강유전체의 구성 원자와 Si 원자들간의 상호 확산을 방지함으로써 경계면의 특성을 향상시기키 위해 사용된다. e-beam evaporation와 laser ablation에 의한 Si 기판 위의 CeO2 격자 성장에 관한 많은 보고서가 있다. 이 방법들은 대규모 생산 공정에서 사용하기 어려운 반면 RF-magnetron sputtering은 대규모 반도체 공정에 널리 쓰인다. Sputtering에 의한 Si 기판위의 CeO2 막의 성장에 관한 보고서의 수는 매우 적다. 이 논문에서는 Ce target을 사용한 reactive rf-magnetron sputtering에 의해 Si(100) 과 Si(111) 기판위에 성장된 CeO2 의 구조 및 전기적 특성을 보고하고자 한다. 주요한 증착 변수인 증착 power와 증착온도, Seed Layer Time이 성장막의 결정성에 미치는 영향을 XRD(X-Ray Diffractometry) 분석과 TED(Transmission Electron Diffration) 분석에 의해 연구하였고 CeO2 /Si 구조의 C-V(capacitance-voltage)특성을 분석함으로써 증차된 CeO2 막과 실리콘 기판과의 계면 특성을 연구하였다. CeO2 와 Si 사이의 계면을 TEM 측정에 의해 분석하였고, Ce와 O의 화학적 조성비를 RBS에 의해 측정하였다. Si(100) 기판위에 증착된 CeO2 는 $600^{\circ}C$ 낮은 증착률에서 seed layer를 하지 않은 조건에서 CeO2 (200) 방향으로 우선 성장하였으며, Si(111) 기판 위의 CeO2 박막은 40$0^{\circ}C$ 높은 증착률에서 seed layer를 2분이상 한 조건에서 CeO2 (111) 방향으로 우선 성장하였다. TEM 분석에서 CeO2 와 Si 기판사이에서 계면에서 얇은 SiO2층이 형성되었으며, TED 분석은 Si(100) 과 Si(111) 위에 증착한 CeO2 박막이 각각 우선 방향성을 가진 다결정임을 보여주었다. C-V 곡선에서 나타난 Hysteresis는 CeO2 박막과 Si 사이의 결함때문이라고 사료된다.

• 한국진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.29-34
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• 1998

PECVD방법으로 증착된 비정질 실리콘(a-Si)박막이 고상결정화되고 x-선 회절 (XRD)방법으로 조사되었다. a-Si박막들은 기판 온도 120-$380^{\circ}C$사이에서 Si(100)웨이퍼 위에 $SiH_4$가스 혹은 수소희석된 $SiH_4$가스로 증착되고, $600^{\circ}C$로 가열되어 결정화되었다. 고상화 되었을 때(111), (220), (311)XRD피크들이 나타났고 (111) 우선방위가 두드러졌다. 고상결정 화된 다결정 실리콘(poly-Si)박막들의 XRD피크의 세기는 기판온도가 낮아짐에 따라 증가되 었고, 수소희석은 고상화 효과를 감소시켰다. XRD로 측정된(111)결정립의 평균크기는 기판 온도가 낮아짐에 따라 약 10nm로 증가하였다. 기판온도가 낮아질수록 증착속도는 증가하였 으며, 결정의 크기는 증착속도와 밀접한 관계가 있었다. Si계의 구조적 무질서도가 클수록 고상화에 의한 결정립의 크기도 커지는 것으로 생각된다.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.50-56
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• 2011

본 논문에서는 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 기반 이종접합 다이오드 전류 특성에 대한 연구가 진행되었고, b-ZnO (ZnO buffer layer) 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 p-Si(111) 기판 위에 증착시킨 ZnO 박막의 구조적, 전기적 특성 또한 연구되었다. X-ray diffraction (XRD) 방법을 이용하여 ZnO 박막의 구조적 특성을 측정하였고, semiconductor parameter analyzer를 이용하여 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 I-V 특성을 평가하였다. XRD 분석 결과 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 70 nm에서 ZnO 박막은 우세한 (002) 방향의 c-축 배향성을 갖는 육방정계(hexagonal wurtize) 결정 구조를 나타내었다. 전기적 특성인 운반자 농도, 비저항 값의 경우에는 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 50 nm에서 우수한 전기적 특성(비저항: $2.58{\times}10^{-4}[{\Omega}-cm]$, 운반자 농도: $1.16{\times}10^{20}[cm^{-3}]$)을 보였다. 또한 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 전류 특성은 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$에서 버퍼막 두께가 증가할수록 전류 특성이 향상되는 경향을 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.43-49
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• 1992

표면구조 분석장치의 하나인 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction) 장치를 설계.제작하였다. 전자선의 에너지는 0에서 20keV까지 연속가변이 가능하도록 하였 으며 전자선의 접속은 자기렌즈를 이용하였다. 이 장치를 본 연구실에서 제작한 초고진공용 기에 장착하여 K, Cs/Si(111)계의 표면구조를 분석하였다. 깨끗한 Si(111)7 $\times$ 7 표면을 가 지는 기판의 온도를 상온 및 20$0^{\circ}C$ ~ $700^{\circ}C$에서 K와 Cs를 증착시켰을 때 변화하는 표면 구조를 RHEED로 관찰하였다. K의 경우, 상온에서 Si(111)7 $\times$ 7-K, $300^{\circ}C$~$550^{\circ}C$에서 3 $\times$ 1 및 $550^{\circ}C$ 이상에서 1 $\times$ 1 구조가 관측되었고, Cs의 경우는 상온에서 $250^{\circ}C$까지는 1 $\times$ 1, $300^{\circ}C$에서 $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}$, $350^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$에서 $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}+3{\times}1$ 구조가 관측되었다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.589-594
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• 1997

화학증착법을 통하여 $650^{\circ}C$의 증착온도와 0.0126Torr의 산소분압인 증착조건에서 원료물질로 $\beta$-diketonates 킬레이트 화합물을 사용하여 Si(111) 및 $SrTiO_3(100)$ 기판에 $YBa_2Cu_3O_y$ 고온 초전도 박막을 제조하였다. $SrTiO_3(100)$기판에서 제조된 박막의 $T_{c,onset}$과 $T_{c.0}$는 각각 91K와 87K로 나타났다. 또한, Si(111)기판에서 제조된 박막의 $T_{c,onset}$은 91K였지만 $T_{c.0}$는 액체질소 비등점(77.3K)에서는 보이지 않았다. $SrTiO_3(100)$에 증착된 초전도 박막은 치밀하고 2차원적으로 배열된 미세구조를 갖고 있는 반면, Si(111)에 증착된 초전도 박막은 상대적으로 기공이 많으며 무질서한 미세구조를 형성하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.136-142
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• 1994

초청장 Si(111)기탄상에 초고진공 챔버에서 Ti을 증착하여 $TiSi_{2}$를 에피층으로 성장시켰다. 재구성된 (reconstructed) Di(111)표면에 상온에서 50$\AA$ 두께의 Ti을 증착한 후 $100^{\circ}C$간격으로 $800^{\circ}C$까지 열처리 하였다. $TiSi_{2}$박막의 구조는 전자회절 패턴 분석을 통하여 준안정상인 C49상임을 확인하였다. SEM 사진은 세가지 형태의 island를 보이고 있다. 각 island 는 단결정이며 그 구조는 서로 다른 결정학적 방향을 갖는 에피구조이다. 이러한 TiSi$_{2}$ island[112]C49 TiSi$_{2}$/[110]Si, (021) C49 $TiSi_{2}$/(111)Si의 방향관계를 가지고 있다.

• 한국진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.186-189
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• 1994

Si(111)-7x7 표면에 Sn을 증착시킬 때 기판온도와 증착량에 따른 표면구조의 변화를 RHEED상 (pattern)과 RHEED상의 회절반점(spot) 강도변화를 관찰하여 조사하였다. Si(111) 기판오도를 $ 400^{\circ}C$로 유지하면서 Sn을 증착시킬 때{{{{ SQRT { 3}$\times$ SQRT { 3} 구조가 관찰되었으며 기판온도 $200^{\circ}C$ 이하에서는 증착량에 따라 {{{{ SQRT { 3}$\times$ SQRT { 3} }}, {{{{2 SQRT { 3} $\times$2 SQRT { 3} }}, 구조들이 관찰되었다. RHEED 반점의 강도변화를 이용하여 Si(111)-Sn {{{{ SQRT { 3}$\times$ SQRT { 3} 서의 Sndnjs자의 이탈과정을 조사한 결과 이탈에너지는 $3.3pm$0.1 eV로 조사되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.4-5
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• 2010

The surface phonon is defined as a coherent vibrational excitation of surface atoms propagating along the surface. It is characterized by a phonon dispersion curves, which were extensively studied in 1990's using helium atom scattering and high-resolution electron-energy-loss spectroscopy (HREELS)[1].The understanding is mainly based on the theoretical framework of a classical bond model or cluster calculations. The recent sample preparation and first principles calculations open the naval way to deep insight for surface phonon problems. The surface phonon dispersion on the hydrogen-terminated Si(111)-($1{\times}1$) surface [H:Si(111)] is the typical system and already reported experimentally [2] and theoretically [3], although the understandingis incomplete. The sample contaminated by the oxygen atoms on the surface and the calculations were also classical. In this study, firstly, we have prepared an ultra-clean H:Si(111) surface [4] and measured the surface phonon dispersion curvesusing HREELS. Secondly, we have performed first-principles density functional calculations with the projector augmented wave functionals, as implemented in VASP, using generalized gradient approximations. We used aslab of six silicon layers and both top and bottom surfaces were terminated with hydrogen atoms. Finally, we have compared with the surface phonon dispersion of deuterium-terminatedSi(111)-($1{\times}1$) surface[5] and led to our conclusions. The Si-H stretching and the bending modes are observed at 258.5 and 78.2 meV, respectively. These energies are the same as the previously reported values [2], but the energy-loss peaks at the lower energy regions are dramatically shifted. Through this combination study, we have formulated the procedure of preparing ultra-clean H:Si(111)/D:Si(111), which was confirmed by HREELS vibrational analysis. The Si surface will be utilized for further nano-physics research as well as for the materials for nano-fubrication.

• 한국재료학회지
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• 제3권3호
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• pp.230-236
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• 1993

Si(111) 표면위에 Si을 homepitaxial 성장시킬때 중간 금속인 Ag, Sn등을 흡착시키지 않을 경우와 흡착시킬 경우 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction)상의 경면반사점(specular spot)강도의 주기적 변화를 관찰함으로써 두 경우의 Si결정성장 과정의 차이점을 관찰하였다. 중간금속을 흡착하지 않을 경우 성장 초기에는 흡착Si원자가 Si(111) $7{\times}7 $구조의 Stacking Fault층을 먼저 채우고난 후 정상적인 충상성장을 하기 때문에 성장초기에는 불규칙적인 진동을 나타내다가 약 6ML정도부터 주기적인 진동으로 바뀜이 관찰되었다. 그러나, 중간금속인 Ag, Sn을 Si(111)위에 1ML흡착시키면 Ag의 경우 300~$600^{\circ}C$, Sn의 경우 190~$860^{\circ}C$의 시료온도에서 표면구조가 ${\sqrt}{3}{\times}{\sqrt}{3}$구조로 바뀜이 RHEED상으로 관찰되었다. 그리고 난 후에 Si을 흡착시킬 경우 RHEED 상의 경면반사점 강도는 초기부터 주기적일 변화를 가짐이 관찰되었으며${\sqrt}{3}{\times}{\sqrt}{3}$구조는 변함이 없었다. 또한 보다 낮은 시료 온도에서 많은 진동이 관찰되었다. 이는 중간금속이 성장표면쪽으로 편석하면서 흡착원자 Si의 표면확산에 대한 활성호 에너지를 감소시켜 주기 때문이라 생각된다.