• 제목/요약/키워드: XRD rocking curve

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Out-of-plane twin 구조를 갖는 $LaAlO_3$기판 상의 La-Ca-Mn-O 박막 적층 성장 분석

  • 송재훈;최덕균;정형진;최원국
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.145-145
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    • 1999
  • La-Ca-Mn-O (LCMO) 박막에서 초거대 자기 저항 효과와 발견된 이후 자기 센서와 고밀도 자기 저장 매체로서 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 대부분의 증착은 타겟과 박막간의 조성의 일치를 위하여 PLD 방법을 이용하고 있으며 RF magnetron sputtering 법으로 증착한 예는 많이 보고되고 있지 않으며 특히 적층 성장시킨 예는 아직 보고되지 있지 않다. 또한 LCMO와의 낮은 격자 상수 불일치를 보이는 SrTiO3와 LaAlO3 기판에 LCMO 박막을 성장시킬 경우 LaAlO3의 경우 XRD rocking curve의 curve의 FWHM 값이 SrTiO3 상에 증착시킨 것의 10배 이상의 값을 보인다는 것은 주목할 만한 사실이다. RF magnetron sputtering 법을 이용하여 LaAlO3 기판상에 145nm MCMO 박막을 적층성장시켰다. XRD $ heta$-2$\theta$ scan을 통해 박막이 c-축 배향한 것을 확인할 수 있었으며 RBS 분석결과 4.98%의 minimumyield를 보였으며 이로부터 박막이 적층성장한 것을 확인할 수 있었다. LCMO (200) peak의 XRD $\theta$-rocking 결과 FWHM의 값은 0.311$^{\circ}$를 보였으나 2개의 피크가 존재하는 것을 볼 수 있었다. 따라서 기판의 (200) 피크를 XRD $\theta$-2$\theta$ scan에서 0.3$^{\circ}$ 간격으로 두 개의 피크를 관찰할 수 있었는데 이는 기판과 박막간의 stress로 인한 tetragonal distortion에 의한 것으로 알려져 있었다. 따라서 기판상에 박막이 어떤 식으로 적층 성장되었는지를 RBS를 이용하여 <001>과 <011> 방향으로 2MeV He++를 주입하여 0.1$^{\circ}$ 간격으로 틸팅을 해본 결과 <001> 방향에서는 1.12$^{\circ}$의 차이를 보였다. 이는 기판과의 compressive stress로 인해 c축 방향으로 늘어났으며 stress relaxed layer는 XRD 결과와는 달리 관찰할 수 없었다. 이러한 현상의 기판 자체의 twin 구조로 인한 것으로 생각된다. RBS 분석후 고분해능 XRD를 이용해 LCMO (200) peak의 $\theta$-rocking 결과 이제R지 laAlO3 상 증착한 LCMO의 값으로는 제일 작은 0.147$^{\circ}$를 나타내었다.

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저 유전상수 폴리머와 SiO$_2$기판위에 형성된 Al/Ti박막의 우선방위 비교 (Comparative Study of Texture of Al/Ti Thin Films Deposited on Low Dielectric Polymer and SiO$_2$Substrates)

  • 유세훈;김영호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.37-42
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    • 2000
  • 저유전상수 폴리머와 $SiO_2$위에 형성된 Al/Ti박막의 우선방위에 대해 비교하였다. DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 50 nm 두께의 Ti과 500 nm의 Al-1%Si-0.5%Cu(wt%) 합금 박막을 저유전상수 폴리머와 $SiO_2$기판위에 증착하였다. Al의 우선방위는 XRD $\theta$-2$\theta$와 rocking curve로 측정하였고, Al/Ti박막의 미세조직은 투과전자현미경 (TEM)으로 관찰하였다. 저 유전상수 폴리머 위에 증착된 Al/Ti박막은 $SiO_2$위에 증착된 것보다 낮은 우선방위를 가졌다. 단면 TEM으로 Ti을 관찰한 결과, $SiO_2$위의 Ti의 결정립은 기판에 수직하게 성장하였으나 저유전상수 폴리머 위의 Ti 결정립은 등축정으로 성장하였으며, 저유전상수 폴리머위의 Al/Ti박막이 낮은 우선방위를 갖는 이유는 Ti 미세조직 때문이었다.

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Growth of high quality ZnTe epilayers used for an far-infrared sensor and radiation detector

  • Kim, B. J.
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.105-110
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    • 2002
  • ZnTe epilayers have been successfully grown on (100) CaAs substrate by hot wall epitaxy (HWE) with Zn reservoir. Optimum growth condition has been determined by a four-crystal rocking curve (FCRC). It was found that Zn partial pressure from h reservoir has a strong influence on the quality of grown films. Under the determined optimum growth condition, ZnTe epitaxial films with thickness of 0.72~24.8${\mu}m$ were grown for studying the effect of the thickness on crystalline quality. The FCRC results indicated that the quality of ZnTe films becomes higher rapidly with increase of thickness up to 6${\mu}{\textrm}{m}$. The best value of the FWHM of the few crystal rocking curve, 66 arcsec, was obtained on the film with $12{\mu}m$ in thickness. Until now, this result shows the best quality of ZnTe/GaAs films in reported.

PLD 법으로 제작한 PbSe 박막의 결정구조와 전기적 특성 (Crystalline structure and electrical properties of PbSe thin films prepared using PLD method)

  • 박종만;이혜연;정중현
    • 센서학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.476-480
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    • 1999
  • PLD 법을 이용하여 PbSe 박막을 p-Si(100) 기판 위에 성장시켰다. 성장온도에 따른 박막의 결정구조를 조사하기 위하여 기판온도를 RT${\sim}400^{\circ}C$로 변화시키면서 박막을 제작하였다. 여러 기판온도에서 제작한 PbSe 박막의 XRD 패턴과 PbSe(200) rocking curve의 반치폭(FWHM)을 분석한 결과, 성장온도 $200^{\circ}C$에서 제작한 박막이 가장 양호한 결정성을 나타냈다. 또한 AFM으로 관찰한 PbSe 박막의 표면형태도 $200^{\circ}C$에서 성장시킨 박막의 표면입자들이 가장 규칙적인 배열을 보였다. Hall 측정결과, PbSe 박막은 n-type 반도체임을 알 수 있었고, 전류-전압 특성 곡선은 전형적인 p-n junction 현상을 나타냈다. 또한 n-type 반도체인 PbSe 박막의 전기전도도는 일반적인 반도체의 값보다 약간 큰 것으로 확인되었다.

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적외선 센서 재료로 사용되는 고순도 ZnTe박막의 평가 (Evaluation of the High Purity ZnTe which is an Far-Infrared Sensor Material)

  • Kim, B.J.
    • 한국표면공학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.305-311
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    • 2002
  • Optical measurements have been used to study the biaxial tensile strain in heteroeptaxial ZnTe epilayers on the (100) GaAs substrate by hot wall epitaxy (HWE) with Zn reservoir. It is effect on the low-temperature photoluminescence spectrum of the material. Optimum growth condition has been determined by a four-crystal rocking curve (FCRC) and a low temperature photoluminescence measurement (PL). It was found that Zn partial pressure from Zn reservoir has a strong influence on the quality of grown films. Under the determined optimum growth condition, ZnTe epitaxial films with thickness of 0.72~24.8$\mu\textrm{m}$ were grown for studying the effect of the thickness on crystalline quality. The PL and FCRC results indicated that the quality of ZnTe films becomes higher rapidly with increase of thickness up to 6$\mu\textrm{m}$. The best value of the FWHM of the four crystal rocking curve, 66 arcsec, was obtained on the film with 12$\mu\textrm{m}$ in thickness. The PL spectrum shows the splitted strong free exciton emissions and very weak deep band emissions. These results show the high quality of films.

패턴화된 사파이어 기판 위에 증착된 AlN 버퍼층 박막의 에피층 구조의 광학적 특성에 대한 영향 (Effects of AlN buffer layer on optical properties of epitaxial layer structure deposited on patterned sapphire substrate)

  • 박경욱;윤영훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.1-6
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    • 2020
  • 본 연구에서는 패턴화된 사파이어 기판 위에 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy System) 법에 의해 50 nm 두께의 AlN thin film을 증착한 뒤, 에피층 구조가 MO CVD에서 성장되었다. AlN 버퍼층 박막의 표면형상이 SEM, AFM에 의해서, 에피층 구조의 GaN 박막의 결정성은 X-선 rocking curve에 의해 분석되었다. 패턴화된 사파이어 기판 위에 증착된 GaN 박막은, 사파이어 기판 위에 증착된 GaN 박막의 경우보다 XRD 피크 세기가 다소 높은 결과를 나타냈다. AFM 표면 형상에서 사파이어 기판 위에 AlN 박막이 증착된 경우, GaN 에피층 박막의 p-side 쪽의 v-pit 밀도가 상대적으로 낮았으며, 결함밀도가 낮게 관찰되었다. 또한, AlN 버퍼층이 증착된 에피층 구조는 AlN 박막이 없는 에피층의 광출력에 비해 높은 값을 나타냈다.

RF 마그네트론 스터터링에 의한 ZnO박막증착 및 SAW 필터 특성 분석 (Deposition of ZnO Thin Films by RF Magnetron Sputtering and Charcaterization of the ZnO thin film SAW filter)

  • 이용의;양형국;김영진;한정인;김형준
    • 한국재료학회지
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    • 제4권7호
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    • pp.783-791
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    • 1994
  • rf 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 7059 유리기판 위에 ZnO압전박막을 증착하고, 공정변수인 rf 인가전력, 반응기 압력, $O_{2}$/Ar의 조성비등이 증착되는 박막의 결정성 및 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 증착된 ZnO박막은 문헌에 보고된 증착속도보다 높은 값(200-1000$\AA$/min)을 가졌으며, XRD(002)피크의 rocking curve 표준편차가 SAW 필터로의 응용이 가능한 $6^{\circ}$미만의 값을 가졌다. $O_{2}$Ar 유입비가 25%이상의 경우에는 매우 높은 저항치를 가짐을 알 수 있었다. ZnO박막의 두께와 파장의 비, $\frac{h}{\lambda}$=0.25인 조건에서 필터를 제조하였다. 측정한 주파수 응답특성과 이론치에 의해 계산한 주파수응답특성은 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 이때 중심주파수는 39.08MHz였으며, 상속도는 \ulcorner 2501m/sec, 삽입손실은 약 29dB였다.

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HWE 방법에 의한 ZnMnTe 단결정 박막의 성장 및 특성연구 (Characterization and Growth of the ZnMnTe epilayers by HWE)

  • 윤만영;박재준;박재규;유영문;최용대
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 연구회
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    • pp.208-211
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    • 2001
  • Hot wall epitaxy 법으로 GaAs(100) 기판 위에 $Zn_{1-x}Mn_xTe(0{\leq}x{\leq}1)$ 단결정 박막을 성장하였다. XRD 스펙트럼으로부터 $Zn_{1-x}Mn_xTe$ epilayer들이 전 영역에 걸쳐 zincblende 구조임을 알았다. double crystal rocking curve(DCRC)로부터 격자상수를 계산하고 이훌 이용하여 조성비를 계산하였다. ZnMnTe 단결정 박막의 DCRC 반치폭은 Mn 조성비가 증가함에 따라 급격하게 증가하다가 포화되는 모습을 나타내었다

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AlN 단결정의 품질평가를 위한 molten KOH/NaOH eutectic alloy의 화학적 습식에칭 (Wet chemical etching of molten KOH/NaOH eutectic alloy to evaluate AlN single crystal)

  • 박철우;박재화;홍윤표;오동근;최봉근;이성국;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.237-241
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    • 2014
  • 본 연구에서는 상용화되는 AlN 웨이퍼(wafer)를 이용하여 molten KOH/NaOH 화학적 습식 에칭(Wet Chemical Etching)에 따른 표면변화 특성 및 최적의 에칭 조건을 조사하였다. AlN 웨이퍼를 $350^{\circ}C$에서 5분간 에칭 시 Al-face, N-face는 서로 다른 관찰되었다. 특히, Al-face는 에치핏의 형상을 파악하여 결함특성을 관찰하였고, 이로부터 결함 밀도를 계산하여 $2{\times}10^6/cm^2{\sim}10^{10}/cm^2$의 결과를 얻었다. N-face의 경우 육각 뿔(hexagonal pyramids) 형태의 격자결함이 형성되었다. 또한 AlN 웨이퍼의 성장 시 배향을 관찰하기 위해 XRD(X-Ray Diffraction, Rigaku, JAPAN)를 이용하여 분석한 결과 육방정 AlN의 C축 방향에 해당되는 (0002) 및 (0004) 면으로 배향된 상태임을 알 수 있었고, DC-XRD(Double Crystal X-ray Diffraction, bruker, Germany)를 이용하여 rocking curve의 위치에 따라 곡률 반경을 측정했을 때 1.6~17 m의 곡률을 가지고 있는 것으로 나타났다.

보조씨드층을 이용한 ZnO 압전박막의 우선배향성에 관한 연구 (A Study on Preferred Orientation of ZnO Piezoelectric Thin Film Using Helped Seed Layer)

  • 박인철;김홍배
    • 한국진공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.619-623
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    • 2006
  • FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) 소자의 공진특성을 결정하는 가장 중요한 요소는 압전막의 압전성을 들 수 있다. FBAR 압전막으로 유력한 ZnO 압전박막은 (002)면 c-축 우선배향성(preferred orientation)의 정도에 따라서 압전성이 결정된다. 그러므로 ZnO 박막의 우선배향성에 관한 연구는 많은 연구자들의 관심사가 되어왔다. 본 논문에서는 ZnO 보조씨드충(helped seed layer)을 이용하여 ZnO 압전박막의 우선배향성에 대하여 조사하였으며, rocking curve의 표준편차$(\sigma)$ 값이 $1.15^{\circ}$인 주상형 결정립을 가진 c-축 ZnO 압전박막이 우수한 압전특성을 나타내는 것을 확인하였다.