• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.16 no.3
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• pp.19-24
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• 2009

Formation of an adhesion/barrier layer and a seed layer by sputtering techniques followed by electroplating has been one of the most widely used methods for the filling of through-Si via (TSV) with high aspect ratio for 3-D packaging. In this research, the adhesion and diffusion-barrier properties of the $TaN_x$ film deposited by reactive sputtering were investigated. The adhesion strength between Cu film and $SiO_2$/Si substrate was quantitatively measured by $180^{\circ}$ peel test and topple test as a function of the composition of the adhesive $TaN_x$ film. As the nitrogen content increased in the adhesive $TaN_x$ film, the adhesion strength between Cu and $SiO_2$/Si substrate increased, which was attributed to the increased formation of interfacial compound layer with the nitrogen flow rate. We also examined the diffusion-barrier properties of the $TaN_x$ films against Cu diffusion and found that it was improved with increasing nitrogen content in the $TaN_x$ film up to N/Ta ratio of 1.4.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.258-258
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• 2016

최근 디스플레이 산업의 발전에 따라 고성능 디스플레이가 요구되며, 디스플레이의 백플레인 (backplane) TFT (thin film transistor) 구동속도를 증가시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 트랜지스터의 구동속도를 증가시키기 위해 높은 이동도는 중요한 요소 중 하나이다. 그러나, 기존 백플레인 TFT에 주로 사용된 amorphous silicon (a-Si)은 대면적화가 용이하며 가격이 저렴하지만, 이동도가 낮다는 (< $1cm2/V{\cdot}s$) 단점이 있다. 따라서 전기적 특성이 우수한 산화물 반도체가 기존의 a-Si의 대체 물질로써 각광받고 있다. 산화물 반도체는 비정질 상태임에도 불구하고 a-Si에 비해 이동도 (> $10cm2/V{\cdot}s$)가 높고, 가시광 영역에서 투명하며 저온에서 공정이 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 차세대 디스플레이 백플레인에서는 더 높은 이동도 (> $30cm2/V{\cdot}s$)를 가지는 TFT가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 차세대 디스플레이에서 요구되는 높은 이동도를 갖는 TFT를 제작하기 위하여, amorphous In-Ga-Zn-O (a-IGZO) 채널하부에 화학적으로 안정하고 전도성이 뛰어난 SnO2 채널을 얇게 형성하여 TFT를 제작하였다. 표준 RCA 세정을 통하여 p-type Si 기판을 세정한 후, 열산화 공정을 거쳐서 두께 100 nm의 SiO2 게이트 절연막을 형성하였다. 본 연구에서 제안된 적층된 채널을 형성하기 위하여 5 nm 두계의 SnO2 층을 RF 스퍼터를 이용하여 증착하였으며, 순차적으로 a-IGZO 층을 65 nm의 두께로 증착하였다. 그 후, 소스/드레인 영역은 e-beam evaporator를 이용하여 Ti와 Al을 각각 5 nm와 120 nm의 두께로 증착하였다. 후속 열처리는 퍼니스로 N2 분위기에서 $600^{\circ}C$의 온도로 30 분 동안 실시하였다. 제작된 소자에 대하여 TFT의 전달 및 출력 특성을 비교한 결과, SnO2 층을 형성한 TFT에서 더 뛰어난 전달 및 출력 특성을 나타내었으며 이동도는 $8.7cm2/V{\cdot}s$에서 $70cm2/V{\cdot}s$로 크게 향상되는 것을 확인하였다. 결과적으로, 채널층 하부에 SnO2 층을 형성하는 방법은 추후 높은 이동도를 요구하는 디스플레이 백플레인 TFT 제작에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.479-479
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• 2013

산화물 반도체 물질을 이용한 Thin film transistor (TFT) 소자는 기존의 비정질 Si TFT와 저온 다결정 Si TFT 소자가 가지지 못하는 장점들이 보고되면서 차세대 디스플레이용 소자로 주목을 받고 있다. 그 중 TFT의 채널 물질로 a-IGZO가 많이 활용되고 있다. a-IGZO의 활용이 더 많아지고 있는 이유는 저온공정이 가능하고 3.2 eV의 큰 밴드갭으로 투명하며 높은 균일도, 캐리어 이동도를 모두 가지고 있기 때문이다. 본 연구에서는 산화물 물질인 IGZO를 채널 층으로 사용한 TFT소자에서 IGZO의 캐리어인 전자의 이동경로를 금속을 통하여 이동하게 함으로써 전기적 특성의 변화를 관찰하였다. TFT는 다수 캐리어가 게이트 전압에 의하여 박막 아래쪽에 채널을 형성하여 동작한다. 이 때 IGZO박막과 SiO2 사이의 Al을 증착하여 다수 캐리어인 전자의 이동도를 향상시켰다. 전극으로 사용되어지는 Al은 IGZO박막과 ohmic contant이기 때문에 전자의 이동이 어렵지 않기 때문이다. 소자 제작은 게이트로 도핑된 P형 기판을 사용하였고 게이트 절연체로 SiO2 200 nm를 증착하였다. 채널층로 IGZO를 증착하기 전에 게이트 절연체 위에 evaporation으로 Al을 20 nm를 증착하였다. 이때 mask는 $2.4{\times}10^{-4}cm^2$ 크기의 dot 형태를 사용하였다. Al을 증착 후 RF sputtering으로 IGZO를 30 nm 증착하였으며 $350^{\circ}C$에서 90 min 동안 열처리하였다. 소스와 드레인은 evaporation으로 Al을 100 nm 증착하였다. HB 4145B 측정기로 I-V 그래프를 통하여 전기적 특성의 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.186-187
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• 2000

1차원 자성 포토닉 결정이란, 결함층으로 삽입된 자성층에 빛이 국재화되어 거대한 페러데이 회전각($ heta$$_{F}$ )과 투과율(T)을 나타낸다는 점에서 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 두 종류의 SiO$_2$와 Ta$_2$O$_{5}$를 절연층으로 하는 샌드위치 구조에 Bi를 치환한 가네트 박막을 결함층으로 하는 1차원 자성 포토닉 결정으로부터 가시광선이나 적외선 영역에서의 Bi함량에 따른 1차원 자성 포토닉 결정의 성능지수를 조사하였다. (중략)

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.44 no.5
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• pp.8-14
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• 2007

In this paper, $HfO_2$/Hf stacked film has been applied as the gate dielectric in MOS devices. The $HfO_2$ thin film was deposited on p-type (100) silicon wafers by atomic layer deposition (ALD) using TEMAHf and $O_3$ as precursors. Prior to the deposition of the $HfO_2$ film, a thin Hf metal layer was deposited as an intermediate layer. Round-type MOS capacitors have been fabricated on Si substrates with 2000${\AA}$-thick Al or Pt top electrode. The prepared film showed the stoichiometric components. At the $HfO_2$/Si interface, both Hf-Si and Hf-Si-O bonds were observed, instead of Si-O bond. The sandwiched Hf metal layer suppressed the growing of $SiO_x$ layer so that $HfSi_xO_y$ layer was achieved. It seems that the intermediate Hf metal layer has a benefit for the enhancement of electric characteristics of gate dielectric in $HfO_2$/Si structure.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2001.02a
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• pp.59-60
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• 2001

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.1
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• pp.17-22
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• 2011

ZnO-based thin-film transistors (TFTs) have been fabricated and the mechanical characteristics of electric circuits, such as stress, strain, and deformation are analyzed by the finite element method (FEM). In this study, a mechanical-stability design guide for such systems is proposed; this design takes into account the stress and deformation of the bridge to estimate the stress distribution in an $SiO_2$ film with 0 to 5% stretched on 0.5-${\mu}m$-thick. The predicted buckle amplitude of $SiO_2$ bridges agrees well with experimental results within 0.5% error. The stress and strain at the contact point between bridges and a pad were measured in a previous structural analysis. These structural analysis suggest that the numerical measurement of deformation, SU-8 coating thickness for Neutral Mechanical Plane (NMP) and ITO electrode size on a dielectric layer was useful in enhancing the structural and electrical stabilities.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.576-581
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• 2005

In this paper. the a-Si:H TFT using ferroelectric of $SrTiO_3$ as a gate insulator is fabricated on glass. High k gate dielectric is required for on-current, threshold voltage and breakdown characteristics of TFT Dielectric characteristics of ferroelectric are superior to $SiO_2$ and $Si_3N_4$. Ferroelectric increases on-current and decreases threshold voltage of TFT and also ran improve breakdown characteristics.$SrTiO_4$ thin film is deposited by e-beam evaporation. Deposited films are annealed for 1 hour in N2 ambient at $150^{\circ}C\~600^{\circ}C$. Dielectric constant of ferroelectric is about 60-100 and breakdown field is about IMV/cm. In this paper, the TFT using ferroelectric consisted of double layer gate insulator to minimize the leakage current. a-SiN:H, a-Si:H (n-type a-Si:H) are deposited onto $SrTiO_3$ film to make MFNS(Metal/ferroelectric/a-SiN:H/a-Si:H) by PECVD. In this paper, TFR using ferroelectric has channel length of$8~20{\mu}m$ and channel width of $80~200{\mu}m$. And it shows that drain current is $3.4{\mu}A$at 20 gate voltage, $I_{on}/I_{off}$ is a ratio of $10^5\~10^8,\;and\;V_{th}$ is$4\~5\;volts$, respectively. In the case of TFT without having ferroelectric, it indicates that the drain current is $1.5{\mu}A$ at 20gate voltage and $V_{th}$ is $5\~6$ volts. If properties of the ferroelectric thin film are improved, the performance of TFT using this ferroelectric thin film can be advanced.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.137-138
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• 2012

박막태양전지의 경우 기판재와 태양전지를 구성하는 반도체 층간의 열팽창 거동 차이가 태양전지의 변형을 야기한다. 이러한 열변형은 태양전지의 효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러므로 태양전지를 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 기판재의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 연성 CIGS 태양전지를 구성하는 기판과 박막층의 두께변화가 열공정 중 발생하는 잔류응력에 미치는 영향을 전산해석 하고자 하였다. 전산해석 결과 Fe-52wt%Ni 기판재의 두께가 증가함에 따라 CIGS 박막층 내부의 잔류응력은 감소하였다. SiO2 절연층의 두께가 증가하면 CIGS 박막층의 잔류응력이 증가하였다. Mo 후면전극층이 얇아지면 잔류응력이 감소하였으나 CIGS층의 두께변화는 CIGS층의 잔류응력에 큰 영향을 미치지 않았다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.7 no.3
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• pp.468-473
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• 2003

In this paper, for enhancement of property on a-Si:H TFTs We measure interface characteristics of ferroelectrics thin film and a-Si:H thin film. First, SrTiO$_3$ thin film is deposited bye-beam evaporation. Deposited films are annealed for 1 hour in N2 ambient at $150^{\circ}C∼600^{\circ}C$. Dielectric characteristics of deposited SrTiO$_3$ films are very good because dielectric constant shows 50∼100 and breakdown electric field are 1 ∼ 1.5 MV/cm. a-SiN:H,a-Si:H(n-type a-Si:H) are deposited onto SrTiO$_3$ film to make MFNS(Meta1/ferroelectric/a-SiN:H/a-Si:H) by PECVD. After the C-V measurement for interface characteristics, MFNS structure shows no difference with MNS(Metal/a-SiN:H/a-Si:H) structure in C-V characteristics but the insulator capacitance value of MFNS structure is much higher than the MNS because of high dielectric constant of ferroelectric.