• 전자공학회논문지
• /
• 제50권2호
• /
• pp.98-103
• /
• 2013

본 연구에서는 IZO를 활성층으로 하고 $HfSiO_x$를 절연층으로 한 TFT에 대하여 그 성능을 측정하였다. $HfSiO_x$는 $HfO_2$ target과 Si target을 co-sputtering 하여 증착하였으며 RF power를 달리 하여 네 가지의 $HfSiO_x$ 박막을 제작하였다. 공정의 간소화를 위해 게이트 전극을 제외한 모든 층들은 RF-magnetron sputtering system과 shadow mask만을 이용하여 증착하였으며 공정의 간소화를 위해 어떠한 열처리도 하지 않았다. 네 가지 $HfSiO_x$ 박막의 구조적 변화를 X-ray diffraction(XRD), atomic force microscopy(AFM)을 통해 분석하였고, 그 전기적 특성을 확인하였다. 박막 내 $HfO_2$와 Si의 조성비에 따라 그 특성이 현저히 차이가 남을 확인하였다. $HfO_2$(100W)-Si(100W)의 조건으로 증착한 $HfSiO_x$ 박막을 절연층으로 한 소자의 특성이 전류 점멸비 5.89E+05, 이동도 2.0[$cm^2/V{\cdot}s$], 문턱전압 -0.5[V], RMS 0.263[nm]로 가장 좋은 결과로 나타났다. 따라서 $HfSiO_x$ 박막 내의 적절한 $HfO_2$와 Si의 조성비가 계면의 질을 향상시킴은 물론, $HfO_2$자체의 trap이나 defect를 효과적으로 줄여 줌으로써 소자의 성능 향상에 중요한 요소라 판단된다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제37권3호
• /
• pp.280-287
• /
• 2000

Adsorption behavior and amount of phenolic resin followed silica (SiO2) formation onto silicon nitride(Si3N4) surface were investigated using electrokinetic sonic amplitude (ESA) technique and with UV spectrometer, to fabricate Si3N4/SiC nano-composite based on reaction between SiO2 formed and phenolic resin absorbed onto Si3N4 particle. The amount of SiO2 formed and carbon from phenolic resin absorbed onto Si3N4 surface were calculated quantitatively to adjust the reaction between SiO2 and phenolic resin, resulting in no residual SiO2 and carbon. As a result, pre-heated tempeature for optimized reaction was below 25$0^{\circ}C$, in which there was no residual SiO2 and carbon.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제17권2호
• /
• pp.265-270
• /
• 2017

4H-SiC has attracted attention for high-power and high-temperature metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) for industrial and automotive applications. The gate oxide in the 4H-SiC MOS system is important for switching operations. Above $1000^{\circ}C$, thermal oxidation initiates $SiO_2$ layer formation on SiC; this is one advantage of 4H-SiC compared with other wide band-gap materials. However, if post-deposition annealing is not applied, thermally grown $SiO_2$ on 4H-SiC is limited by high oxide charges due to carbon clusters at the $SiC/SiO_2$ interface and near-interface states in $SiO_2$; this can be resolved via low-temperature deposition. In this study, low-temperature $SiO_2$ deposition on a Si substrate was optimized for $SiO_2/4H-SiC$ MOS capacitor fabrication; oxide formation proceeded without the need for post-deposition annealing. The $SiO_2/4H-SiC$ MOS capacitor samples demonstrated stable capacitance-voltage (C-V) characteristics, low voltage hysteresis, and a high breakdown field. Optimization of the treatment process is expected to further decrease the effective oxide charge density.

• 한국재료학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.160-165
• /
• 2000

Sputter Cu(1-4.5at.%Mg) alloy를 100mTorr이하의 산소압력에서 온도를 증가시키며 열처리하였을 때 표연과 계면에서 형성된 MgO의 확산방지막 특성을 살펴보았다 먼저, $Cu(Mg)/SiO_2/Si$ 구조의 샘플을 열처리했을 때 계면에서는 $2Mg+SiO_2{\rightarrow}2MgO+Si$의 화학반응에 의해 MgO가 형성되는데 이 MgO충에 의해 Cu가 $SiO_2$로 확산되는 것이 현저하게 감소하였다. TiN/Si 기판 위에서도 Cu(Mg)과 TiN 계면에 MgO가 형성되어 Cu(4.5at.%Mg)의 경우 $800^{\circ}C$까지 Cu와 Si의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO위에 Si을 증착하여 $Si/MgO(150\;{\AA})/Cu(Mg)/SiO_2/Si$구조로 만든 후 열처리했을 때 $150\;{\AA}$의 MgO는 $700^{\circ}C$까지 Si과 Cu의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO($150\;{\AA}$)의 누설전류특성은 break down 5V, 누설전류 $10^{-7}A/\textrm{cm}^2$의 값을 나타냈다. 또한 $Si_3N_4/MgO$ 이중구조에서는 매우 낮은 누설전류밀도를 나타냈으며 MgO에 의해 $Si_3N_4$ 증착시 안정적인 계면이 형성됨을 확인하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.126-130
• /
• 2013

PSG/$SiO_2$ 보호막 처리된 Al-1%Si 박막배선 내 sodium (Na)과 수분($H_2O$) 게터링(gettering) 현상을 측정, 분석하였다. PSG/$SiO_2$ 보호막과 Al-1%Si 박막을 상압CVD (APCVD: atmosphere pressure chemical vapor deposition)법과 DC 마그네트론 스퍼터로 각각 증착하였고, 이차이온 질량분석기(SIMS: secondary ion mass spectrometry)를 이용한 깊이분포측정(depth profiling) 분석을 통해 PSG/$SiO_2$ 보호막으로부터 Al-1%Si 박막배선 층까지의 sodium과 수분 등 성분들의 분포를 확인하였다. Sodium과 수분 피크 모두 Al-1%Si 박막배선 내부보다는 막 간 계면에서 강하게 나타났다. PSG와 $SiO_2$ 보호막 계면에서는 sodium 피크는 관찰되었지만 수분 피크는 관찰되지 않았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.25-29
• /
• 2008

Reliability and performance in metal gate/high-k device with multiple gate dielectrics were investigated. MOSFETs with a thin $HfSiO_x$ layer on a thermal Si02 dielectric as gate dielectrics exhibit excellent mobility and low interface trap density. However, the distribution of threshold voltages of $HfSiO_x/SiO_2$ stack devices were wider than those of $SiO_2$ and $HfSiO_x$ single layer devices due to the penetration of Hf and/or intermixing of $HfSiO_x$ with underlying $SiO_2$. The results of TZDB and SILC characteristics suggested that a certain portion of $HfSiO_x$ layer reacted with the underlying thick $SiO_2$ layer, which in turn affected the reliability characteristics.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 1989년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.66-69
• /
• 1989

After reviewing previous work done on two piezoelectric thin films(PZT, ZnO), ZnO thin piezofim of 1-3UM is fabricated by sputtering on the different substrates(i. e., P+Si/N-Si, SiO2/P+Si/ N-Si, Al/SiO2/ P+Si/ N+Si). The result shows that ZnO piezofilm on the Al has the best c-axis orientation. One of applications for the ZnO piezofilm as an microvalve to control liquid flow is introduced, and which can be controlled electrically and remotely.

• 한국진공학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.235-241
• /
• 1997

실리콘 기판위에 초고진공 Ionized Cluster Beam(UHV-ICB)증착법으로 적층 성장시 킨 $Y_2O_3$ 박막의 결정성 및 구조를 Backscattering Spectroscopy(BS)/channeling을 이용하여 분석하였다. 현재까지 타증착법에 의해 성장된 $Y_2O_3$박막의 channeling 최소수율은 0.8~0.95 로 거의 비정질이거나 다결정이었다. 이에 반해 UHV-ICB법으로 Si(100), Si(111) 기판 위에 적층 성장시킨 $Y_2O_3$ 박막의 channeling 최소수율은 각각 0.28, 0.25로 UHV-ICB법으로 성장 시킨 $Y_2O_3$박막이 타증착법으로 성장시킨 박막보다 상대적으로 우수한 결정성을 지니고 있 었다. 또한 실리콘 기판의 방향에 관계없이 $Y_2O_3$박막의 표면 영역이 계면 영역보다 결정성 이 좋았다. Si(111) 위에 적층 성장한 Y2O3박막은 실리콘 결정과 $0.1^{\circ}$어긋나서 (111)면으로 성장하였고, Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막은 실리콘 결정과 평행하게 double domain 구조를 지닌 (110)면으로 성장하였다. 산소공명 BS/channeling 결과 Si(111) 위에 적층 성장 한 $Y_2O_3$박막의 산소는 결정성을 갖고 있으나 Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막의 산소는 random하게 분포하고 있음을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.406-412
• /
• 1997

Al2O3/SiC hybrid-composite has been fabricated by the conventional powder process. The addition of $\alpha$-Al2O3 as seed particles in the transformation of ${\gamma}$-Al2O3 to $\alpha$-Al2O3 provided a homogeneity of the microstructure. The grain growth of Al2O3 are significantly surpressed by the addition of nano-size SiC particles. Dislocation were produced due to the difference of thermal expansion coefficient between Al2O3 and SiC and piled up on SiC particles in Al2O3 matrix, resulting in transgranular fracture. The high fracture strength of the composite was contributed to the grain refinement and the transgranular fracture mode. The addition of SiC platelets to Al2O3/SiC nano-composite decreased the fracture strength, but increased the fracture toughness. Coated SiC platelets with nitrides such as BN and Si3N4 enhanced fracture toughness much more than non-coated SiC platelets by enhancing crack deflection.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제2권3호
• /
• pp.146-151
• /
• 2011

The formation of Li-Si-O phases, $Li_4SiO_4$ and $Li_2SiO_3$ from the starting materials SiO and $Li_2O$ are analyzed using Vienna Ab-initio Simulation (VASP) package and the total energies of Li-Si-O compounds are evaluated using Projector Augmented Wave (PAW) method and correlated the structural characteristics of the binary system SiO-$Li_2O$ with experimental data from electrochemical method. Despite $Li_2SiO_3$ becomes stable phase by virtue of lowest formation energy calculated through VASP, the experimental method shows presence of $Li_4SiO_4$ as the only product formed when SiO and $Li_2O$ reacts during slow heating to reach $550^{\circ}C$ and found no evidence for the formation of $Li_2SiO_3$. Also, higher density of $Li_4SiO_4$(2.42 g $ml^{-1}$) compared to the compositional mixture $1SiO_2-2Li_2O$ (2.226 g $ml^{-1}$) and better cycle capacity observed through experiment proves that $Li_4SiO_4$ as the most stable anode supported by better cycleabilityfor lithium ion battery remains as paradox from the point of view of VASP calculations.