• 한국재료학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.47-52
• /
• 2013

Graphene has been synthesized on 100- and 300-nm-thick Ni/$SiO_2$/Si substrates with $CH_4$ gas (1 SCCM) diluted in mixed gases of 10% $H_2$ and 90% Ar (99 SCCM) at $900^{\circ}C$ by using inductively-coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD). The film morphology of 100-nm-thick Ni changed to islands on $SiO_2$/Si substrate after heat treatment at $900^{\circ}C$ for 2 min because of grain growth, whereas 300-nm-thick Ni still maintained a film morphology. Interestingly, suspended graphene was formed among Ni islands on 100-nm-thick Ni/$SiO_2$/Si substrate for the very short growth of 1 sec. In addition, the size of the graphene domains was much larger than that of Ni grains of 300-nm-thick Ni/$SiO_2$/Si substrate. These results suggest that graphene growth is strongly governed by the direct formation of graphene on the Ni surface due to reactive carbon radicals highly activated by ICP, rather than to well-known carbon precipitation from carbon-containing Ni. The D peak intensity of the Raman spectrum of graphene on 300-nm-thick Ni/$SiO_2$/Si was negligible, suggesting that high-quality graphene was formed. The 2D to G peak intensity ratio and the full-width at half maximum of the 2D peak were approximately 2.6 and $47cm^{-1}$, respectively. The several-layer graphene showed a low sheet resistance value of $718{\Omega}/sq$ and a high light transmittance of 87% at 550 nm.

• 한국재료학회지
• /
• 제19권10호
• /
• pp.522-526
• /
• 2009

Graphene has been effectively synthesized on Ni/SiO$_2$/Si substrates with CH$_4$ (1 SCCM) diluted in Ar/H$_2$(10%) (99 SCCM) by using an inductively-coupled plasma-enhanced chemical vapor deposition. Graphene was formed on the entire surface of the 500 nm thick Ni substrate even at 700 $^{\circ}C$, although CH$_4$ and Ar/H$_2$ gas were supplied under plasma of 600 W for 1 second. The Raman spectrum showed typical graphene features with D, G, and 2D peaks at 1356, 1584, and 2710 cm$^{-1}$, respectively. With increase of growth temperature to 900 $^{\circ}C$, the ratios of the D band intensity to the G band intensity and the 2D band intensity to the G band intensity were increased and decreased, respectively. The results were strongly correlated to a rougher and coarser Ni surface due to the enhanced recrystallization process at higher temperatures. In contrast, highquality graphene was synthesized at 1000 $^{\circ}C$ on smooth and large Ni grains, which were formed by decreasing Ni deposition thickness to 300 nm.

• 한국진공학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.182-188
• /
• 2001

폴리카보네이트 시트의 내마모성을 향상시키기 위하여 HMDSO 모노머와 산소를 사용하여 플라즈마 기상증착시킨 $SiO_xC_y$ 필름의 특성을 분석하였다. RF출력, 산소투입량, 수소투입량을 변화시키면서 각 증착조건에 따른 생성된 필름의 화학결합구조, 원소조성, 표면조도, 헤이즈 특성에 미치는 영향을 FTIR, XPS, AFM, Hazemeter를 이용하여 알아보았다. HMDSO와 산소를 사용한 박막의 증착은 100 nm/min이상의 높은 증착속도를 가졌고,증착실험에서 얻은 증착필름의 원소조성을 XPS를 이용하여 구한 결과, 종전의 다른 유기실리콘계 모노머를 사용했을때보다 박막에 존재하는 탄소잔류물을 효과적으로 감소시키는 것을 확인하였다. 또한, RF출력 200 Watt에서 산소가 100 sccm투입되었을 때 가장 우수한 헤이즈 특성을 보이는 막을 얻을 수 있었다. 본 연구로부터 HMDSO/$O_2$시스템이 탄소함량이 낮은 박막을 형성시키고 내마모도가 좋은 박막을 증착시키는데 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.82-87
• /
• 1998

$O_2$기체에 $NH_3/O_2$기체를 첨가하여 실리콘 표면에 산화막을 형성하는 $NH_3/O_2$산화법 에 의한 산화공정시 반응석영관 외부에 방출하는 기체는 $N_2,O_2$및 $H_2O$이며 극소량의 $CO_2$, NO 및 $NO_2$가 검출되었다. 두 종류의 산화제($O_2$ 및 $H_2O$)가 산화에 기여하며 성장률은 $NH_3$및 $O_2$ 의 부분압과 온도에 의해 결정되며, 그 기울기는 건식 및 습식 산화법의 중간에 평행 하게 위치함을 확인하였다. Auger Electron Spectroscopy(AES) 측정결과 $NH_3/O_2$ 산화막은 정확한 $SiO_2$의 화학량론을 가지며 $SiO_2/Si$계면에 발생하는 결합을 억제하며 고정전하의 발 생을 최소화함을 알 수 있었다. $NH_3/O_2$ 산화막(470$\AA$)의 항복전압을 57.5Volt이며, C-V특성 곡선을 축정한 결과 플랫밴드 전압은 0.29Volt이며 곡선의 형태는 이상곡선과 일치하였다.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제26권7호
• /
• pp.73-82
• /
• 1989

실리콘계 절연박막 형성을 위한 저온공정을 개발하기 위하여 photo-CVD장치를 제작하여 $SiO_2$ 박막을 $50{\sim}250^{\circ}C$ 범위에서 증착시켰다. 이때 $SiH_4/N_2O$ 혼합가스는 수은증감반응법을 사용하지 않고 저압수은램프의 직접 광여기에 의해 분해시켰다. AES와 ESCA 분석결과 Si와 O의 화학량론적 구성이 거의 모든 공정조건에서 1:2로 나타났고, Si와 O원자의 결합상태가 $SiO_2$의 형태로 이루어져 있음을 보여주었다. 그리고 박막의 굴절율은 $1.39{\sim}1.44$의 범위로 나타나, 저온증착에 의해 밀도가 비교적 낮은 박막이 형성됨을 보였다.

• 한국안광학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.207-212
• /
• 2010

목적: 불화규소 아크릴레이트 RGP 콘택트렌즈(Boston EO, Boston XO)를 공기 중에서 플라즈마로 처리하여 표면의 성분, 형상, 습윤성의 변화를 연구하였다. 방법: 성분과 결합구조는 X-선광전자분광분석기(XPS), 형상과 거칠기는 원자현미경(AFM)으로 관찰하였으며, 습윤성의 변화는 접촉각을 측정하여 평가하였다. 결과: 플라즈마 처리에 의해 표면에서 불소는 크게 감소하고, 산소와 실리콘은 증가하였다. 산소를 포함하는 친수성기(C-O, Si-O)가 증가하고, 소수성인 표면이 감소하였으며, 접촉각이 증가하였다. 그러나 불소의 치환으로 생성된 C-O는 습윤성을 증진하지 않았다. 결과: 플라즈마 처리한 다음 6개월이 지나면 표면조성에는 큰 변화가 없으나, 접촉각이 다시 증가하였다. 결론: 불소의 함량이 높은 RGP 콘택트렌즈의 플라즈마 처리에 의한 습윤성 증가는 활성화된 표면과 Si-O의 증가, 소수성 표면의 감소에 의한 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.336-346
• /
• 1994

용융 silicon과 carbon 입자가 어떠한 반응관계를 나타내는가를 알아보기 위하여 sili-con만으로 된 powder와 silicon에 carbon을 0.2wt%의 비율로 혼합한 powder와 silicon에 carbon을 0.2wt%의 비율로 혼합한 powder를 silicon의 용융점 이사의 고온인 $1450^{\circ}C, 1550^{\circ}C, 1650^{\circ}C, 1700^{\circ}C$에서 각각 1시간, 4시간을 유지시킨 다음 quenching시켜 각각의 조건에 따른 반응의 정도 및 상의 분포와 morphology의 분석을 통해 melt sili-con의 morphology 변화,carbon이 함유된 silicon의 조건에 따른 물성변화 및 SiC의 형성여부를 조사하기 위하여 광학현미경과 SEM, XRD등을 이용하여 시편의 미세구조 및 결정화 양상을 관찰하였다. 용융점 이상의 온도에서 quartz는 연화하여 분해반응을 일으켜 산소를 내놓고 이것이 silicon과 결합하여 SiO로써 기체상태로 휘발하게 되어 silicon melt에 산소침투로 인항 표면결함을 형성하며, liquid silicon속에 용융되어 있던 carbonrhk 불순물로써 grain boundary를 따라 존재 하고 있는 미반응의 carbon이 용융상태 silicon과 반응하여 SiC를 형성한다. SiC 결정은 고화계 면에서 발생하게 되며 생성되는 결정은 ${\alpha}-SiC$이었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.225-225
• /
• 2003

실리카글라스를 기초로 하는 PLC소자는 가격, 광 손실 성질과 광섬유와의 결합효율이 좋아 광통신에 응용되어지고 있으며 Ge 도핑된 실리카 글라스는 PLC소자의 코어물질로 널리 사용되고 있다. 소작제작을 위해서는 높은 식각률과 깨끗하고 적은 표면손상을 얻어야 하므로 유도결합플라즈마를 이용한 건식식각공정개발이 이루어 져야 한다. 본 연구에서는 Ge 도핑된 실리카글라스의 식각특성을 연구하기 위해 $C_2$F/6 와 NF$_3$가스를 사용하였고 ICP power, bias power, 압력, 플라즈마와 샘플간의 거리를 변화시키면서 식각속도, 표면거칠기, 메사수직도, 마스크선택도등 기본공정 조건을 연구하고 첨가가스(CH$_4$, $O_2$), 마스크 물질(Ni, Cr, PR) 도핑농도(0.3, 0.45, 0.7%)등을 변화시키면서 식각특성을 연구하였다. 그 결과 300nm/min, 정도의 식각속도를 가지고 수직한 메사각도(~89$^{\circ}$)와 미려한 표면(표면거 칠기 1.5nm 이하)를 갖는 결과를 얻었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.148-153
• /
• 2001

새로운 압전체인 $Ca_{3}NbGa_{3}Si_{2}O_{14}$(CNGS) 단결정은 Czochralski 법을 사용하여 결정성장을 이루었다. CNGS의 결정 구조는 $A_{3}BC_{3}D_{2}O_{14}$와 동방구조를 이루고 있음이 조사되어졌고, 단위 셀의 격자상수는 각각 a = 8.0873과 c = 4.979이었으며, 공간군은 P321이었다. 각각의 양이온의 분포는 각 자리에 규칙배멸을 이루고 있음을 보였다. CNGS 결정은 Langasite 보다 높은 품질계수, 전기기계결합계수, 압전성수를 나타내었으며, 이는 Langasite와 비교하여 낮은 탄성손실과 우수한 압전특성을 가짐을 보여주고 있다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.41-45
• /
• 2014

다양한 공정 조건으로 $SiN_x$와 $SiO_2$ 박막을 형성하고 이에 대한 패시베이션 특성에 대한 연구를 수행하였다. Plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD)을 이용하여 증착된 $SiN_x$ 박막의 경우, 증착 두께가 증가함에 따라 페시베이션 특성이 향상되는 것을 관찰하였다. 이는 PECVD 증착 공정 중 유입되는 수소 원자들이 실리콘 표면에 존재하는 Dangling bond와 결합하여 소수 캐리어의 재결합 현상을 효과적으로 감소시켰기 때문이다. 건식 산화법으로 형성된 $SiO_2$ 박막은 습식 산화법으로 형성된 것 보다 치밀한 계면 구조를 가짐으로 인하여 약 20배 이상 우수한 패시베이션 특성을 나타내었다. 건식 산화 공정 온도가 증가함에 따라 패시베이션 특성이 열화되는 현상이 발생하였고, Capacitance-voltage(C-V) 및 Conductance-voltage(G-V) 분석을 통하여 $SiO_2$/실리콘 계면에 존재하는 계면 결함 밀도 증가에 의해 나타나는 현상임을 알 수 있었다.