• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권2호
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• pp.120-126
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• 2005

We have proposed a characteristic method to estimate real composition when multi component oxide films are deposited by ALD. Final atomic concentration ratio was theoretically calculated from the film densities and growth rates for $HfO_2$ and $Al_2O_3$ using ALD processed HfxAhOz mms.W e have transformed initial source feeding ratio during deposition to fins] atomic ratio in $Hf_xAl_yO_z$ films through thickness factors ($R_{HFO_2}$ ami $R_{Al_2O_3}$) ami concentration factor(C) defined in our experiments. Initial source feeding ratio could be transformed into the thickness ratio by each thickness factor. Final atomic ratio was calculated from thickness ratio by concentration factor. It has been successfully confirmed that the predicted atomic ratio was in good agreement with the actual measured value by ICP-MS analysis.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제16권9호
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• pp.63.2-64
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• 2003

Epitaxial yttrium-stabilized HfO$_2$ thin films were deposited on p-type (100) Si substrates by pulsed laser deposition at a relatively lower substrate temperature of 550. Transmission electron microscopy observation revealed a fixed orientation relationship between the epitaxial film and Si; that is, (100)Si.(100)HfO$_2$ and [001]Si/[001]HfO$_2$. The film/Si interface is not atomically flat, suggesting possible interfacial reaction and diffusion, X-ray photoelectron spectrum analysis also revealed the interfacial reaction and diffusion evidenced by Hf silicate and Hf-Si bond formation at the interface. The epitaxial growth of the yttrium stabilized HfO$_2$ thin film on bare Si is via a direct growth mechanism without involoving the reaction between Hf atoms and SiO$_2$ layer. High-frequency capacitance-voltage measurement on an as-grown 40-A yttrium-stabilized HfO$_2$ epitaxial film yielded an dielectric constant of about 14 and equivalent oxide thickness to SiO$_2$ of 12 A. The leakage current density is 7.0${\times}$ 10e-2 A/$\textrm{cm}^2$ at 1V gate bias voltage.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권3호
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• pp.164-169
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• 2014

We investigated the etching characteristics of $HfAlO_3$ thin films in $O_2/Cl_2/Ar$ and $O_2/BCl_3/Ar$ gas, using a high-density plasma (HDP) system. The etch rates of the $HfAlO_3$ thin film obtained were 30.1 nm/min and 36 nm/min in the $O_2/Cl_2/Ar$ (3:4:16 sccm) and $O_2/BCl_3/Ar$ (3:4:16 sccm) gas mixtures, respectively. At the same time, the etch rate was measured as a function of the etching parameter, namely as the process pressure. The chemical states on the surface of the etched $HfAlO_3$ thin films were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy. Auger electron spectroscopy was used for elemental analysis on the surface of the etched $HfAlO_3$ thin films. These surface analyses confirm that the surface of the etched $HfAlO_3$ thin film is formed with nonvolatile by-product. Also, Cl-O can protect the sidewall due to additional $O_2$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제35회 하계학술대회 초록집
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• pp.159-159
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• 2008

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제12권3호
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• pp.127-130
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• 2011

We investigated the effects of $O_2$ annealing (i.e., temperature and time) on the characteristics of hafnium silicate ($HfSi_xO_y$) films deposited on a Si substrate by atomic layer deposition process (ALD). We found that the post deposition annealing under oxidizing ambient causes the oxidation of residual Hf metal components, resulting in the improvement of electrical characteristics (e.g., hysteresis window and leakage current are decreased). In addition, we observed the annealing temperature is more important than the annealing time for post deposition annealing. Based on these observations, we suggest that post deposition annealing under oxidizing ambient is necessary to improve the electrical characteristics of $HfSi_xO_y$ films deposited by ALD. However, the annealing temperature has to be carefully controlled to minimize the regrowth of interfacial oxide, which degrades the value of equivalent oxide thickness.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권6호
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• pp.1-6
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• 2011

투명 산화물 반도체 (Transparent Oxide-TFT)를 활성층과 소스/드레인, 게이트 전극층으로 동시에 사용한 비결정 indium zinc oxide (a-IZO), 절연층으로 co-sputtered $HfO_2-Al_2O_3$ (HfAIO)을 적용하여 실온에서 RF-magnetron 스퍼터 공정에 의해 제작하였다. TFT의 게이트 절연막으로써 $HfO_2$ 는 그 높은 유전상수( > 20)에도 불구하고 미세결정구조와 작은 에너지 밴드갭 (5.31eV) 으로 부터 기인한 거친계면특성, 높은 누설전류의 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는, 어떠한 추가적인 열처리 공정 없이 co-sputtering에 의해 $HfO_2$와 $Al_2O_3$를 동시에 증착함으로써 구조적, 전기적 특성이 TFT 의 절연막으로 더욱 적합하게 향상되어진 $HfO_2$ 박막의 변화를 x-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and spectroscopic ellipsometer (SE)를 통해 분석하였다. XRD 분석은 기존 $HfO_2$ 의 미세결정 구조가 $Al_2O_3$와의 co-sputter에 의해 비결정 구조로 변한 것을 확인 시켜 주었고, AFM 분석을 통해 $HfO_2$ 의 표면 거칠기를 비교할 수 있는 RMS 값이 2.979 nm 인 것에 반해 HfAIO의 경우 0.490 nm로 향상된 것을 확인하였다. 또한 SE 분석을 통해 $HfO_2$ 의 에너지 밴드 갭 5.17 eV 이 HfAIO 의 에너지 밴드 갭 5.42 eV 로 향상 되어진 것을 알 수 있었다. 자유 전자 농도와 그에 따른 비저항도를 적절하게 조절한 활성층/전극층 으로써의 IZO 물질과 게이트 절연층으로써 co-sputtered HfAIO를 적용하여 제작한 Oxide-TFT 의 전기적 특성은 이동도 $10cm^2/V{\cdot}s$이상, 문턱전압 2 V 이하, 전류점멸비 $10^5$ 이상, 최대 전류량 2 mA 이상을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제37권4호
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• pp.375-381
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• 2004

장주기 방사성 폐기물인 악티나이드 원소들을 고정화시킬 수 있는 파이로클로어 (pyrochlore; CaCeH$f_xTi_{2-x}O_7$=0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, 2.0)를 합성하여 상평형 관계 및 특성을 연구하였다. 혼합된 시료는 상온에서 400kg/$cm^2$의 압력으로 성형한 후, 산소분위기에서 1200∼1$600^{\circ}C$ 범위로 소결온도를 변화시키면서 소성하였다. 합성된 시료는 XRD를 사용하여 상분석을 실시하였다. 실험결과, 파이로클로어의 최적 합성조건은 산소분위기 하에서, 각각의 조성에 따라, 1300∼150$0^{\circ}C$로 매우 다양하였다. 합성시 생성된 상으로는 페롭스카이트, 파이로클로어 및 $A_{2}BO_{5}$산화물 등이 있으며, 본 계의 특성은 Hf의 함량증가에 따라 페롭스카이트 및 파이로클로어의 격자상수가 증가한다는 점이다. 이같은 현상은 육배위 자리를 차지하고 있는 Hf와 Ti의 이온반경의 차이에서 비롯된 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권2호
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• pp.29-35
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• 2004

65 nm급 게이트 유전체로의 $HfO_2$의 적용을 위해 hydrogen-terminate된 Si 기판과 ECR $N_2$ plasma를 이용하여 SiNx를 형성한 기판 위에 MOCVD를 이용하여 $HfO_2$를 증착하였다. $450^{\circ}C$에서 증착시킨 박막의 경우 낮은 carbon 불순물을 가지며 비정질 matrix에 국부적인 결정화와 가장 적은 계면층이 형성되었으며 이 계면층은 Hf-silicate임을 알 수 있었다. 또한 $900^{\circ}C$, 30초간 $N_2$분위기에서 RTA 결과 $HfO_2/Si$의 single layer capacitor의 경우 계면층의 증가로 인해 EOT가 열처리전(2.6nm)보다 약 1 nm 증가하였다. 그러나 $HfO_2/SiNx/Si$ stack capacitor의 경우 SiNx 계면층은 열처리후에도 일정하게 유지되었으며 $HfO_2$ 박막의 결정화로 열처리전(2.7nm)보다 0.3nm의 EOT 감소를 나타내었으며 열처리후에도 $4.8{\times}10^{-6}A/cm^2$의 매우 우수한 누설전류 특성을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.821-825
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• 2013

Effect of multi-stacked layer (MSL), 0.1 mol (M) and 0.3 mol (M) hafnium oxide ($HfO_2$) alignment layers were fabricated via a solution-process for LCs orientation. The solutions were spin-coated and annealed in a furnace. MSL consists of three sub-layers using 0.1 M solution, mono-layer (ML) is composed of 0.3 M $HfO_2$ solution. Then ion-beam irradiation was treated with 1.8 keV for 2 min. $HfO_2$-based LC cells were investigated through photographs, pre-tilt angle using crystal rotation method, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement, and surface roughness using atomic force microscopy(AFM) for their characteristic research. Good LC orientation characteristics were observed on MSL $HfO_2$ surface. The LC alignment mechanism on MSL $HfO_2$ and ML $HfO_2$ surfaces was attributed to van der Waals (VDW) interaction between the LC molecular and substrate surface.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권3호
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• pp.41-46
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• 2008

본 연구는 2.5MHF-xMHCl$(x:0\sim8)$ 혼합 용액에서 $EAGLE^{2000TM}$ LCD 유리의 식각에 관한 것이다. 유리의 용해공정에서 율속단계는 HF를 함유한 식각액과 유리와의 반응이었다. 그 증거로는 유리의 두께는 시간에 따라 직선적으로 감소하였고, 식각속도는 교반정도에 무관하게 일정하였으며, 활성화 에너지가 $35\sim45$ kJ/mol 범위였다는 점이다. 순수한 HF만 사용했을 때 보다 HCl이 첨가되면 식각속도는 증가하였고. 그 속도는 HCl 첨가량에 비례하여 증가하였다. 또한 HCl 첨가시 식각 후의 표면은 식각 전과 유사하였다. 이는 HCl 첨가에 의해 $H_{3}O^{+}$ 이온의 농도가 증가하여 각종 불화물의 용해도를 증가시키고, $H_{3]O^{+]$ 이온의 흡착은 Si-O 결합의 결합력을 감소시키기 때문에 일어난 현상으로 사료된다.