• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.272-278
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• 2007

본 논문에서는 최근 고출력 및 고온 분야의 반도체 분야에 널리 이용되고 있는 AlGaN/GaN 고 전자 이동도 트랜지스터 (High Electron Mobility Transistor, HEMT) 에 대해 DC (direct current) 특성과 열 특성을 기판을 달리하며 시뮬레이션을 수행하였다. 일반적으로 HEMT 소자의 전자 이동도 및 열전도 특성은 기판의 영향이 그 특성을 크게 좌우한다. 이러한 문제점으로 인해 GaN 기반의 HEMT 소자의 기판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 일반적인 Drift-Diffusion 모델과 열 모델을 이용하여 Si, sapphire, SiC (silicon carbide)으로 각각 기판을 변화시키며 시뮬레이션을 하였다. 열 모델 시뮬레이션은 온도를 각각 300, 400, 500K로 변화시키며 그 결과를 비교, 해석 하였다. 전류-전압 (I-V) 특성을 T= 300 K, $V_{GS}$=1 V의 조건에서 시뮬레이션 한 결과, 드레인 포화전류 ($I_{D,max}$)의 값과 sapphire 기판은 189 mA/mm, SiC 기판은 293 mA/mm, Si 기판은 258 mA/mm 를 나타내었다. 또한 T= 500 K에서 최대 전달컨덕턴스($G_{m,max}$)는 각각 38, 50, 31 mS/mm 를 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.213-213
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• 2013

화합물 반도체 양자점(Quantum dots; QDs)은 높은 효율의 광전자 소자에 적용할 수 있기 때문에 이분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 주로 III-V 족 화합물 반도체에 대한 연구가 주를 이룬 반면 II-VI 족 화합물 반도체에 대한 연구는 아직 미흡하다. 하지만 II-VI 족 화합물 반도체는 III-V 족 화합물 반도체와 비교했을 때 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지는 우수한 특성을 보이고 있으며 이러한 성질을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 중에서도 넓은 에너지 갭을 가지는 $Cd_xZn_{1-x}Te$ 양자점은 녹색 영역대의 광전자 소자로서 활용되고 있다. 현재 대부분의 $Cd_xZn_{1-x}Te$ 양자점 구조는 기판과 완충층 (buffer layer) 사이의 작은 격자 부정합(lattice mismatch) 때문에 GaAs 기판을 이룬 반면 Si기판을 이용한 연구는 미흡하다. 하지만 Si 기판은 GaAs 기판에 비해 값이 싸고, 여러 분야에 응용이 가능하며 대량생산이 가능하다는 이점을 가지고 있어 초고속, 초고효율 반도체 광전소자의 제작을 가능케 할 것으로 기대된다. 또한 양자점의 고효율 광전소자에 응용을 위해서는 Si 기판 위에 양자점의 크기를 효율적으로 조절하는 연구 뿐 아니라 양자점의 크기에 따른 운반자 동역학에 대한 연구도 중요하다. 본 연구에선 분자선 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)을 이용하여 Si 기판위에 성장한 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기에 따른 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광 루미네센스 (PhotoLuminescence; PL) 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 더 낮은 에너지영역으로 피크가 이동하는 것을 확인하였다. 그리고 시분해 광루미네센스 측정 결과 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기가 증가함에 따라 소멸 시간이 긴 값을 갖는 것을 관찰 하였는데, 이는 양자점의 크기가 증가함에 따라 엑시톤 진동 세기가 감소하였기 때문이다. 또한 온도 의존 광루미네센스 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 열적 활성화 에너지가 증가하는 것을 관찰 하였는데, 이는 양자점의 운반자 구속효과가 증가하였기 때문이다. 이와 같은 결과 Si 기판 위에 성장한 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기에 따른 광학적 특성에 대해 이해 할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.17-23
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• 1998

RF magnetron co-sputtering법으로 PFN[$Pb(Fe_{0.5}Nb_{0.5}O_3(PFN)$]박막을 제조한 후 급속 열처리(rapid thermal annealing, RTA)하여 XRD(s-ray diffractometer)를 통한 박막의 상변 태 및 전기적 특성에 대하여 연구하였다. $SiO_2$/Si, ITO/glass, 및 Pt/Ti/$SiO_2$/Si기판에 PFN 박막을 증착시켰다. 기판의 변화에 따른 증착된 PFN박막의 조성변화는 관찰할 수 없었다. ITO/glass기판을 사용한 경우와 $SiO_2$/Si기판을 사용하여 증착시킨 PFN박막의 결정구조를 분석한 결과 ITO/glass기판에 증착한 시편이 perovskite상으로의 결정화가 더욱 우세하였다. 이는$SiO_2$기판의 경우 Pb의 확산에 의해 결정화가 잘 되지 못하기 때문이다. Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 증착시킨 PFN박막의 경우 perovskite상과 pyrochlore상이 공존하였다. Perovskite 상으로의 상변태에 대한 중요한 변수로는 열처리 온도와 Pb의 함량인 것이 확인되었으며, Pb의 함량이 화학양론적 조성비에 비해 5-10%정도 과량일수록 perovskite상으로의 상변태 온도가 낮아지고 상전이 정도가 향상되는 것으로 나타났으며, 급속 열처리 후 XRD를 이용 한 결정성 분석결과를 통해 결정한 perovskite상으로의 상전이 최저온도는 $500^{\circ}C$였다. Pb/(Fe+Nb)의 조성비가 1.17인 경우의 박막을 질소 분위기 하에서 $600^{\circ}C$로 30초간 급속열 처리 하였을 때 낮은 누설 전류 값과 1kHz에서 88의 유전 상수 값, 2.0$\mu$C/$\textrm{cm}^2$의 잔류 분극 값과 144kV/cm의 항전계 값을 얻었다.

• 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.

• 센서학회지
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• 제9권2호
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• pp.134-140
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• 2000

Si기판 직접접합기술은 전자소자 및 MEMS에의 응용에 있어 대단히 매력적인 기술이다. 본 논문에서는 Si기판 직접접합에 있어서 HF 전처리 조건에 따른 초기접합에 관하여 서술한다. 접합된 시료들의 특성은 HF 농도, 인가하중과 같이 각각의 접합조건하에서 분석하였으며, 접합력은 인장강도측정법에 의해 평가하였다. 계면상의 결합성분과 표면의 거칠기는 FT-IR과 AFM을 사용하여 평가하였다. HF 전처리 후 Si기판 표면상의 Si-F결합은 DI water에 세정하는 동안 Si-OH로 재배열되며, 결과적으로 hydrophobic 기판은 Si-OH$\cdots$(HOH$\cdots$HOH$\cdots$HOH)$\cdots$OH-S의 수소결합되어 hydrophilic화된다. 초기접합력은 초기접합전의 HF 전처리 조건에 의존한다. (최소 : $2.4kgf/cm^2{\sim}$최대 : $14.9kgf/cm^2$)

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.105-108
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• 2003

본 논문은 파이렉스 #7740 유리박막을 이용한 MEMS용 MLCA와 Si기판의 양극접합 특성에 관한 것이다. 최적의 RF 마그네트론 스퍼터링 조건(Ar 100 %, input power $1W/\textrm{cm}^2$)하에서 MLCA 기판위에 파이렉스 #7740 유리의 특성을 갖는 박막을 증착한 후 600 V, $400^{\circ}C$에서 1시간동안 양극접합했다. 그 다음에 Si 다이어프램을 제조한 후, MLCA/Si 접합계면과 MLCA 구동을 통한 Si 다이어프램 변위특성을 분석 및 평가하였다. 다이어프램 형상에 따라 정밀한 변위 제어가 가능했으며 0.05-0.08 %FS의 우수한 선형성을 나타내었다. 또한, 측정동안 접합계면 균열이나 계면분리가 일어나지 않았다. 따라서, MLCA/Si기판 양극접합기술은 고성능 압전 MEMS 소자 제작공정에 유용하게 사용가능할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.251.1-251.1
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• 2014

Oraganic Light Emitting Diodes (OLED) 소자의 광추출 효율을 향상시키기 위한 방안으로 나노급 사이즈의 고 굴절률 패턴을 기판의 내부 패턴에 적용하였다. 100 nm 및 300 nm의 직경을 갖는 Si3N4 나노 패턴을 나노 임프린트 리소그래피와 건식 식각 공정을 통하여 OLED의 유리기판에 형성을 하였다. 그리고 Silicon On Glass (SOG) 물질을 패턴이 전사된 기판에 스핀 코팅으로 평탄화 공정을 진행 함으로써 OLED소자의 전기적인 특성이 떨어지는 문제점을 개선하였다. 그러고 나서 Si3N4 나노 패턴이 형성되고 평탄화 공정을 마친 기판상 OLED 소자를 제작하였다. OLED의 발광층에서 발생한 빛은 Si3N4 나노패턴에 의해 산란되어 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 본 연구에서 두 가지 종류 100nm, 300nm 높이의 Si3N4 나노패턴으로 높이에 따른 광 추출 효율을 비교하고자 OLED 소자를 제작하였다. 기판에 Si3N4 패턴이 형성된 OLED의 효율은 Si3N4 300nm에서 13.1% 증가하였다.

• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.335-340
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• 2000

코발트실리사이드형성에 있어서 Capping layer로써의 Ti의 역할에 대한 연구를 수행하였다. 실리콘 산화막이 제거된 Si(100)기판과 $H_2SO_4$에 의한 chemical oxide를 형성한 Si(100)기판 위에 Co와 Ti를 증착한 후 열처리 온도 증가에 따른 계면반응과 상변화 등의 미세구조와 면저항 특성의 변화를 four point prove, XRD, TEM, SIMS등의 분석을 통하여 TiN capping, capping layer가 없는 경우에 대하여 비교하였다. 실리콘 산화막이 제거된 Si 기판 상에서 Ti capping의 경우 TiN capping, capping layer가 없는 경우보다 높은 온도에서 $CoSi_2$상이 형성되었으며, chemical oxide가 형성된 Si 기판 상에서는 Ti capping의 경우 코발트 실리사이드 박막을 형성 할 수 있었다. 이것은 capping layer인 Ti가 1차 RTA(Rapid Thermal Annealing)동안 Si 기판 방향으로 확산 침투하여 Co와 Si 사이에 존재하는 실리콘 산화막을 분해하는 역할을 하기 때문이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권1호
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• pp.59-69
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• 1997

이트리움 실리사이드($YSi_2$)는 $400^{\circ}C$ 이상의 진공열처리 중 고상반응에 의하여 (100)Si 기판상에서 $YSi_2$의 (1100)면이 방향성 성장을 하였으며, $YSi_2$ 박막과 (100)Si 기판과의 방위관계는 [0001]$YSi_2$//[011i]Si과 [0001]$YSi_2$//[011]Si이었다. 그러나 방위관계에서도 알 수 있는 바와 같이 $YSi_2$는 [1100]$YSi_2$의 domain이 상호간에 $90^{\circ}$의 방위각을 이루며 성장하는 이른바 double-domain 구조를 나타내었다. 이는(1100)$YSi_2$면과 Si기판과의 계면에서 커다란 격자 불일치의 이방성 때문이라 생각되며, 각각의 domain은 (2201) 비대칭 반사면의 $\omega$-mode rocking curve 측정 결과, 거의 동등한 체적율과 결정성을 나타내었다. 본 연구에서는 이러한 double-domain의 형성기구를 (1100)$YSi_2$면과 (100)Si기판과의 계면에서 정합 모델에 근거한 기하학적 matching 관계로 설명하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권1호
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• pp.21-29
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• 1999

흑연 기판에 탄화규소 전환층을 형성하는데 있어서 기판의 밀도와 기공 크기 분포의 영향이 조사되었다. 전환층형성을 위한 화학 반응은 기판의 표면 또는 표면 하부에서 SiO 기체의 침투를 통해 이루어졌다. 전환 공정 동안 기판 표면에서의 충분한 양의 SiO 기체 침투 및 연속적인 화학반응에 요구되는 기공크기 분포는 1.0~10.0$\mu\textrm{m}$ 범위인 것으로 추정되엇다. 유한요소법에 의한 탄화규소 층의 응력 해석에서는 열적 불일치에 기인하는 잔류응력 분포를 나타냈다. 그러나. X-선 회절에 의해 탄화규소 층에서는 압축응력이 측정되었으며, 탄화규소 층에서의 잔류응력 분포에 대해 SiC 층과 흑연 기판간의 interlayer의 constraining 효과, 전환층의 치밀화 거동 및 입자성장에 의해 주로 영향받는 것으로 추정되었다.