• 한국표면공학회지
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• 제51권4호
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• pp.231-236
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• 2018

We report p-type electrical characteristics of the amorphous $La_2NiO_{4+{\delta}}$ thin films which were sputtered on the glass substrates using an RF sputtering system. As-deposited thin films at room temperature and $300^{\circ}C$ were amorphous in nature. Post-annealing of the thin film samples over $400^{\circ}C$ resulted in the nano-crystallization of the $La_2NiO_{4+{\delta}}$. The electrical properties of the films were much dependent on the oxygen partial pressure, temperature of the post-annealing and sputtering ambient. The as-deposited samples at room temperature show a hole concentration of $7.82{\times}10^{13}cm^{-3}$, and it could be increased as high as $3.51{\times}10^{22}cm^{-3}$ when the films were post-annealed in an oxygen atmosphere at $500^{\circ}C$. Such p-type conductivity behavior of the $La_2NiO_{4+{\delta}}$ films suggests that the amorphous and nano-crystallized $La_2NiO_{4+{\delta}}$ films have potential for the application as p-type semiconductive or conductive materials at low temperatures where material diffusion is limited.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권9호
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• pp.591-596
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• 2009

$TiN_xO_y/TiN_x$ multi-layer thin films with a high resistance(${\sim}k{\Omega}$) were deposited on $SiO_2/Si$ substrates at room temperature by sputtering. The $TiN_x$ thin films show island and smooth surface morphology in samples prepared by ${\alpha}$ and RF magnetron sputtering, respectively. $TiN_xO_y/TiN_x$ multi-layer in has been developed to control temperature coefficient of resistance(TCR) by the incorporation of $TiN_x$ layer(positive TCR) inserted into $TiN_xO_y$ layers(negative TCR). Electrical and structural properties of sputtered $TiN_xO_y/TiN_x$ multi-layer films were investigated as a function of annealing temperature. In order to achieve a stable high resistivity, multi-layer films were annealed at various temperatures in oxygen ambient. Samples annealed at $700^{\circ}C$ for 1 min exhibited good TCR value of approximately $-54 ppm/^{\circ}C$ and a stable high resistivity around $20k{\Omega}/sq$. with good reversibility.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권1호
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• pp.101-105
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• 2024

4H-SiC power metal-oxide-semiconductor field effect transistors (MOSFETs) have been developed to achieve lower specific-on-resistance (R_on,sp), and the gate oxides have been thermally grown. The poor channel mobility resulting from the high interface trap density (D_it) at the SiO₂/4H-SiC interface significantly affects the higher switching loss of the power device. Therefore, the development of novel fabrication processes to enhance the quality of the SiO₂/4H-SiC interface is required. In this paper, NO post-oxidation annealing (POA) by using the conditions of N₂ diluted NO at a high temperature (1,300℃) is proposed to reduce the high interface trap density resulting from thermal oxidation. The NO POA is carried out in various NO ambient (0, 10, 50, and 100% NO mixed with 100, 90, 50, and 0% of high purity N₂ gas to achieve the optimized condition while maintaining a high temperature (1,300℃). To confirm the optimized condition of the NO POA, measuring capacitance-voltage (C-V) and current-voltage (I-V), and time-of-flight secondary-ion mass spectrometry (ToF-SIMS) are employed. It is confirmed that the POA condition of 50% NO at 1,300℃ facilitates the equilibrium state of both the oxidation and nitridation at the SiO₂/4H-SiC interface, thereby reducing the D_it.

• 한국진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.273-278
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• 2012

현재 Hf (Hafnium)을 기반으로한 게이트 유전체의 연구는 여러 분야에서 다양하게 진행되어져 왔다. 이는 기존의 $SiO_2$보다 유전상수 값이 크고, 또한 계속되는 scaling-down 공정에서도 양자역학적인 터널링을 차단하는 특성이 뛰어나기 때문이다. MOSFET 구조에서 유전체 박막의 두께 감소로 인한 전기적 특성 저하를 보완하기 위해서 high-K 재료가 대두되었고 현재 주를 이루고 있다. 그러나 현재까지 $HfO_2$에 대한 nano-mechanical 특성 연구는 부족한 상태이므로 본 연구에서는 게이트 절연층으로 최적화하기 위하여 $HfO_2$ 박막의 nano-mechanical properties를 자세히 조사하였다. 시료는 rf magnetron sputter를 이용하여 Si (silicon) 기판 위에 Hafnium target으로 산소유량(4, 8 sccm)을 달리하여 증착하였고, 이후 furnace에서 400에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 20분간 열처리를 실시하였다. 실험결과 산소 유량을 8 sccm으로 증착한 시료가 열처리 온도가 증가할수록 누설전류 특성 성능이 우수 해졌다. Nano-indenter로 측정하고 Weibull distribution으로 정량적 계산을 한 결과, $HfO_2$ 박막의 stress는 as-deposited 시료를 기준으로 $400^{\circ}C$에서는 tensile stress로 변화되었다. 그러나 온도가 증가(600, $800^{\circ}C$)할수록 compressive stress로 변화 되었다. 특히, $400^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 hardness 값이 (산소유량 4 sccm : 5.35 GPa, 8 sccm : 5.54 GPa) 가장 감소되었다. 반면에 $800^{\circ}C$ 열처리한 시료에서는(산소유량 4 sccm : 8.09 GPa, 8 sccm : 8.17 GPa) 크게 증가된 것을 확인하였다. 이를 통해 온도에 따른 $HfO_2$ 박막의 stress 변화를 해석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제27권11호
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• pp.631-635
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• 2017

We report facile solution processing of mesoporous hematite (${\alpha}-Fe_2O_3$) thin films for high efficiency solar-driven water splitting. $Fe_2O_3$ thin films were prepared on fluorine doped tin oxide(FTO) conducting substrates by spin coating of a precursor solution followed by annealing at $550^{\circ}C$ for 30 min. in air ambient. Specifically, the precursor solution was prepared by dissolving non-toxic $FeCl_3$ as an Fe source in highly versatile dimethyl sulfoxide(DMSO) as a solvent. The as-deposited and annealed thin films were characterized for their morphological, structural and optical properties using field-emission scanning electron microscopy(FE-SEM), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and UV-Vis absorption spectroscopy. The photoelectrochemical performance of the precursor (${\alpha}-FeOOH$) and annealed (${\alpha}-Fe_2O_3$) films were characterized and it was found that the ${\alpha}-Fe_2O_3$ film exhibited an increased photocurrent density of ${\sim}0.78mA/cm^2$ at 1.23 V vs. RHE, which is about 3.4 times higher than that of the ${\alpha}-FeOOH$ films ($0.23mA/cm^2$ at 1.23 V vs. RHE). The improved performance can be attributed to the improved crystallinity and porosity of ${\alpha}-Fe_2O_3$ thin films after annealing treatment at higher temperatures. Detailed electrical characterization was further carried out to elucidate the enhanced PEC performance of ${\alpha}-Fe_2O_3$ thin films.

• 한국재료학회지
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• 제5권1호
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• pp.87-95
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• 1995

Al과 Si사이에서 Ti의 충진처리가 확산방지막 성능에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. TiN의 충진처리는 $450^{\circ}C$의 $N_{2}$ 분위기에서 30분간 열처리함으로써 행하였다. TEM 분석을 통해 갓 증착된 TiN의 결정립 사이에는 약 10-20$\AA$ 정도의 고체물질이 없거나 TiN에 비해 밀도가 매우 낮은 공간이 존재함을 알 수 있었다. 또한 충진처리된 TiN의 경우에는 이러한 공간의 폭이 10$\AA$ 이하로 줄어듦을 알 수 있었다. RBS와 AES 분석에 의해 갓 증착된 TiN는 dir 7at.% 정도의 산소를 함유하고 있었고, 충진처리된 TiN는 약 10-15at.%의 산소를 함유하고 있었다. 갓 증착된 TiN와 충진처리된 TiN를 확산방지막으로 시험한 결과, 갓 증착된 TiN는 $650^{\circ}C$, 1시간의 열처리 후에 Al 스파이크와 Si 패임자국의 형성으로 이해 파괴되었다. 하지만 충진처리된 TiN의 경우에는 같은 열처리 조건에서 Al 스파이크나 Si 패임자국을 전혀 찾아볼수 없었다. 따라서, TiN의 충진처리가 Al과 Si사이에서 확산 방지막 성능을 크게 향상시켜주는 효과가 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 충진처리 효과는 TiN의 결정립계의 간격이 줄어듦에 의해서 빠른 확산 경로인 결정립계를 통한 확산이 감소하는 것에 기인하는 것으로 이해된다.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.23-27
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• 2008

본 연구에서는 상온에서 RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 유리 기판위에 증착된 Ga 도핑 된 다결정 ZnO 박막의 특성을 개선하기 위하여 적정 열처리 조건을 분석하였다. 먼저 박막 성장 후 박막의 특성을 분석하였고 각각 $400{\sim}600^{\circ}C$에서 30분, 60분간 질소 분위기에서 열처리를 한 후 구조적, 광학적 특성을 평가하였다. XRD와 FE-SEM을 사용하여 열처리온도 변화에 따른 결정입자의 크기의 변화를 관찰하였다. 그 결과 성장된 결정의 크기의 증가와 박막의 결정성이 향상되었음을 확인할 수 있었으며 그로 인해 박막 특성을 중시하는 투명 전도막의 투과도의 향상 또한 확인할 수 있었다. 결론적으로, 본 실험을 통하여 ZnO 성장 후 적절한 열처리를 수행함으로서 GZO 박막을 사용하여 제작된 소자의 특성을 개선할 수 있으리라 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.1012-1017
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• 1999

Si 도핑된 n-$\textrm{In}_{0.17}\textrm{Ga}_{0.83}\textrm{N}$($1.63\times10^{19}\textrm{cm}^{-3}$)에 W을 이용하여 낮은 접촉저항을 갖는 Ohmic 접촉을 형성시켰다. 열처리 온도를 증가시킴에 따라 비접촉 저항이 낮아졌으며, 가장 낮은 비접촉 저항은 $950^{\circ}C$의 질소분위기 하에서 90초간 열처리 해줌으로써 $2.75\times10^{-8}\Omega\textrm{cm}^{-3}$의 낮은 비접촉 저항값을 얻었다. 열처리 온도증가에 따른 $\textrm{In}_{0.17}\textrm{Ga}_{0.83}\textrm{N}$와 W의 계면반응과 W의 표면은 XRD와 SeM을 이용하여 분석하였다. XRD 분석을 통하여 W과 $\textrm{In}_{0.17}\textrm{Ga}_{0.83}\textrm{N}$이 반응하여 계면에 $\beta$-$W_2N$ 상을 형성시킴을 확인할 수 있었다. SEM 분석결과 W 표면은 $850^{\circ}C$의 높은 열처리온도에서도 안정한 상태를 유지하였다. W과 InGaN의 Ohmic 접촉에 있어 비접촉 저항은 열처리 온도를 증가시킴에 따라 낮아지게 되는 온도 의존성을 갖는데 이에 대한 가능한 기구를 제시하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권12호
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• pp.1182-1189
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• 1998

Si 기판을 실온과 $600^{\circ}C$로 유지하면서 동시 증착 방법으로 (Ti+2Si)를 증착한 후 $N_2$ 분위기에서 Ti를 증발시켜 TiN($300\AA$)/(Ti+2Si, $300\AA$)/Si(100) 구조의 시료를 제작한 다음 초고진공에서 in-situ로 열처리하여 양질의 $TiN/TiSi_2$-bilayer를 형성하였다 열처리 온도가 $700^{\circ}C$ 이상에서 (111) texture 구조를 가지면서 화학 양론적으로 $Ti_{0.5}N_{0.5}$인 박막과 C54-$TiSi_2$박막이 형성되었다. $TiN/C54-TiSi_2/Si$ (100)구조의 계면은 응집 현상이 없이 평활하였으며, $C54-TiSi_2$상은 에피택셜 성장되었다. $TiN/TiSi_2$-이중구조막의 면저항은 열처리 온도에 따라 감소하였으며, $700^{\circ}C$ 이상의 열처리 온도에서는 면저항 값이 $2.5\omega/\textrm{cm}^2$ 였다.

• 한국재료학회지
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• 제2권5호
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• pp.375-382
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• 1992

Composite target(MoS$i_{2.3}$)으로 부터 Mo-silicide를 형성시, 단결정 실리콘 위에 P, B$F_2$불순물(5${\times}10^{15}ions/cm^2$)과 다결정 실리콘 위에 P 불순물(5${\times}10^{15}ions/cm^2$)을 이온 주입하여 아르곤 분위기에서 급속열처리(RTA)하였다. 열처리는 600-120$0^{\circ}C$ 온도구간에서 20초간 행하였다. Mo-silicide의 특성 및 불순물의 거동은 4-point probe, X선 회절분석, SEM, SIMS, $\alpha$-step을 통해 조사하였다. 80$0^{\circ}C$에서 부터 MoS$i_2가 형성되며 열처리 온도가 증가할수록 낮은 비저항간을 갖는 안정한 MoS$i_2로 결정화가 이루어진다. 또한 열처리 동안 단결정 실리콘과 다결정 실리콘에서 Mo-silicide층으로 불순물의 내부 확산은 거의 발생하지 않았다.