• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.12 no.2
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• pp.149-156
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• 2022

In this paper, it was attempted to form a titanium (Ti: Titanium) thin film using the atmospheric pressure plasma process technology for the conductor, which is the main component of the optical sensor. The atmospheric plasma equipment was remodeled. A 4-inch Ti target for sputter was etched using CF4 gas, and the by-product was coated on a glass sample. These by-products were formed up to about 2 cm, and could be divided into 15 areas according to color. Surface shape and constituent elements were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS), respectively. Electrical properties using 4-point probe equipment were also measured. If the process is performed by positioning the sample at about 4.5 mm to 5 mm from the target, a uniform Ti thin film will be deposited. However, it was found that the thin film contained a significant amount of fluorine, which greatly affects the electrical properties of the thin film. Therefore, additional experiments and studies should be performed to remove or minimize fluorine during deposition.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.7
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• pp.17-25
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• 1999

Tungsten nitride($WN_x$) films were deposited by PECVD method on silicon nitride($WSi_3N_4$) substrate. The characteristics of $WN_x$ film were investigated with changing various processing parameters ; substrate temperature, gas flow rate, rf power, and different nitrogen sources. The nitrogen composition in $WN_x$ film varied from 0 to 45% according to the $NH_3$ and $N_2$ flow rate. The highest deposition rate of 160 nm/min was obtained for the $NH_3$ gas and relatively low deposition rate of $WN_x$ films were formed by $N_2$ gas. $WN_x$ films deposited on $WSi_3N_4$ substrate had higher deposition rate than that of TiN and Si substrates. The purity of $WN_x$ film were analyzed by AES and higher purity $WN_x$ films were deposited using $NH_3$ gas. The XRD analysis indicates a phase transition from polycrystalline tungsten(W) to amorphous tungsten nitride($WN_x$), showing improved etching profile of $WN_x$ films Thick $WN_x$ films were deposited on various substrates such as Tin, NiCr and Al and maximum thickness of $1.6 {\mu}m$ was obtained on the Al adhesion layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.416-417
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• 2013

최근 질화물계 발광다이오드(light emitting diode, LED) 소자는 핸드폰, 스마트 TV 등의 디스플레이 분야와 실내외조명, 감성조명, 특수조명 등의 조명분야에 그 응용분야가 급속히 확대되고 있다. 이러한 LED 소자는 에너지 절감과 친환경에 장점을 가지고, 가까운 미래에 조명시장을 대체할 것으로 예상된다. 이를 만족하기 위해서는 현재보다 더 높은 효율을 갖는 LED 개발이 요구되어지고 있는 상황이다. 일반적으로 질화물계 LED 소자의 효율은 내부양자 효율, 광추출 효율 등으로 나타낼 수 있다. 내부 양자효율은 성장된 결정의 질의 개선 및 다층의 이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 80% 이상의 효율을 나타낸다. 그러나 광추출 효율은 이에 미치지 못하고 있다. 이는 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 빛이 외부로 탈출하지 못하고 내부로 반사되거나 물질 안에서 흡수가 일어나기 때문이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구 그룹들은, 표면에 패턴 형성하여 빛의 전반사를 줄여 그 효율을 올리는 연구결과를 보고하고 있다. 대표적인 방법으로는 wet etching, 전자빔 리소그라피, 나노임프린트 리소그라피, 레이저 홀로 리그라피, 나노스피어 리소그라피 등이 사용되고 있다. 이 중, 나노스피어 리소그라피는 폴리스틸렌 혹은 실리카 등과 같은 나노 크기의 bead를 사용하여 반도체 기판 표면에 단일층으로 고르게 코팅한 마스크로 사용하여 패턴을 주는 방법이다. 이 방법의 장점으로는 대면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있고, 공정비용이 저렴하여 양산하기에 적합하다는 특징이 있다. 나노스피어 리소그라피를 통해서 표면에 생성된 패턴 모양의 각도에 따라서, 식각되는 깊이에 변화에 따라 실험한 결과들은 있지만, 아직까지 크기가 다른 나노입자들의 마스크 이용하여 형성된 패턴 밀도에 따른 광 추출 효과에 대한 연구가 많이 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 다양한 크기의 실리카로 패턴을 형성시켜 패턴 밀도에 대한 광추출 효율의 효과에 대해서 조사하였다. 실험 방법으론, DI, 에탄올, TEOS, 암모니아의 순서대로 그 혼합 비율을 조정하여 100, 250, 500 nm 크기의 나노입자를 합성하였고 이것을 질화물계 LED의 표면 위에 단일층으로 스핀코팅 방법을 통해 코팅을 하였다. 그 후 ICP-RIE 방법으로 필라 패턴을 형성하였는데, 그 결과 100 nm SiO2 입자를 이용한 경우 $4.5{\times}10^9$/$cm^2$, 250 nm의 경우 $1.4{\times}10^9$/$cm^2$, 500 nm의 경우 $0.4{\times}10^9$/$cm^2$의 패턴의 밀도를 보여주었다(Fig. 1). 패턴의 밀도에 따라 전계광학적 특성을 확인하여 보았는데, 그 결과는 평평한 표면과 비교하였을 때 100 nm에서 383%, 250 nm에서는 320%, 500 nm에서는 244% 상승하는 결과를 보여주었다(Fig. 2). 이번 실험을 통해서 LED의 광추출 효율은 표면 모양과 깊이 뿐 아니라 밀도가 커질수록 그 효율이 올라간다는 사실을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.31 no.5
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• pp.213-217
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• 2020

In this study we report a wet-etching-based fabrication method for adiabatic optical-fiber tapers (OFTs), and describe their adiabaticity and HE₁₁ mode evolution at a wavelength of 1550 nm. The profile of the fabricated system satisfies the adiabaticity properties well, and the far-field pattern from the etched OFT shows that the fundamental HE₁₁ mode is maintained without a higher-order mode coupling throughout the tapers. In addition, the measured far-field pattern agrees well with the simulated result. The proposed adiabatic OFTs can be applied to a number of photonic applications, especially fiber-chip packages. Based on the fabricated adiabatic OFT structures, the optical transmission to the inversely tapered silicon waveguide shows large spatial-dimensional tolerances for 1 dB excess loss of ~60 ㎛ (silicon waveguide angle of 1°) and insertion loss of less than 0.4 dB (silicon waveguide angle of 4°), from the numerical simulation. The proposed adiabatic coupler shows the ultrabroadband coupling efficiency over the O- and C-bands.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.9 no.6
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• pp.428-432
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• 1998

We fabricated 1$\times$8 array of GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetectors for the long wavelength infrared detection which is based on the bound-continuum intersubband transition, and characterized its electrical and optical properties. The device was grown on SI-GaAs(100) by the molecular beam epitaxy and consisted of 25 period of 40 ${\AA} $ GaAs well and 500 ${\AA} $ $Al_{0.28} Ga_{0.72}$ As barrier. To reduce the possibility of interface states only the center 20 ${\AA} $ of the well was doped with Si ($N_D=2{\times}10^{18} cm^{-3}$). We etched the sample to make square mesas of 200$\times$200 $\mu\textrm{m}^2$ and made an ohmic contact on each pixel with Au/Ge. Current-voltage characteristics and photoresponse spectrum of each detector reveal that the array was highly uniform and stable. The spectral responsivity and the detectivity $D^＊$ were measured to be 180,260 V/W and $4.9{\times}10^9cm\sqrt{Hz}/W$ respectively at the peak wavelength of $\lambda$ =7.8 $\mu\textrm{m}$ and at T=10 K.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.234-234
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• 2010

최근 CMOS 소자 크기가 축소됨에 따라 소스와 드레인 영역에서의 접촉저항을 줄이기 위하여, 실리사이드 공정이 많이 연구되고 있다. 실리사이드 물질로서 NiSi는 낮은 저항률과 낮은 실리콘 소모, 낮은 공정온도, 등의 장점을 가지고 있다. 그러나, 실리사이드 형성으로 인한 나노소자의 소오스/드레인에서정션(junction) 누설전류의 증가는 큰 문제가 되므로 실리콘과 실리사이드 계면의 특성이 중요하다. 본 연구에서는 니켈을 이용한 실리사이드 형성시 계면 활성제인 에틸 요오드를 이용하여 실험을 진행하였다. 금속 유기 전구체인 MABONi을 사용하여 ALD 방식으로 증착 한 니켈 박막과 니켈 핵 형성시 계면활성제인 에틸요오드의 처리 방법에 따른 Ni-silicide 박막의 특성을 비교, 분석하였다. 먼저 자연산화막을 건식식각으로 제거한 뒤, 첫 번째 샘플에서는 10회의 주기로 초기 니켈을 증착한 뒤, 에틸요오드로 니켈의 표면 위를 처리하고, 다시 200회의 주기로 니켈을 증착하였으며, 두 번째는 첫 번째 방식에서 에틸요오드 주입 시 동시에 수소도 함께 주입하였다. 세 번째는 비교를 위해 에틸요오드 처리를 하지 않고 니켈 박막만을 증착 하였다. 이어서, 각 샘플을 급속 열처리 장비에서 $400^{\circ}C$부터 $900^{\circ}C$까지 각각 30sec간 열처리를 진행후, 반응하지 않은 잔여 니켈을 제거한 후, XRD(x-ray diffraction), AES(auger), 그리고 4-point probe 등을 이용하여 형성된 실리사이드의 특성을 분석하였다. 에틸요오드와 함께 수소를 주입한 경우 계면에서의 산소 불순물과 카본 성분이 효과적으로 제거되어 $400^{\circ}C$에서 $2.9{\Omega}/{\Box}$ 의 낮은 면저항을 가지는 NiSi가 형성되었고 모든 온도구간에서 다른 샘플에 비하여 가장 낮은 면저항 분포를 보였다. 이는 분해 흡착된 요오드에 의한 계면 특성 향상과 카본 성분이 포함된 잔여물들이 수소처리에 의해 효율적으로 제거되어 실리사이드의 특성이 향상되었기 때문이다. 계면활성제를 사용하지 않은 경우에는 $500^{\circ}C$에서 NiSi가 형성되었다. 반면에 에틸요오드로만 표면을 처리한 경우에는 니켈과 실리콘 계면에서의 카본 성분에 의하여 silicidation 이 충분히 일어나지 않았다. 이러한 결과는 향후 45nm 이하의 CMOS 공정상에서 소스와 드레인의 낮은 누설전류를 가지고, 접촉저항을 줄이기 위한 니켈 실리사이드 형성에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.7
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• pp.556-561
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• 2001

We prepared a new a SOS(silicon-on-silicide) wafer pair which is consisted of Si(100)/1000$\AA$-NiSi Si (100) layers. SOS can be employed in MEMS(micro- electronic-mechanical system) application due to low resistance of the NiSi layer. A thermally evaporated $1000\AA$-thick Ni/Si wafer and a clean Si wafer were pre-mated in the class 100 clean room, then annealed at $300~900^{\circ}C$ for 15hrs to induce silicidation reaction. SOS wafer pairs were investigated by a IR camera to measure bonded area and probed by a SEM(scanning electron microscope) and TEM(transmission electron microscope) to observe cross-sectional view of Si/NiSi. IR camera observation showed that the annealed SOS wafer pairs have over 52% bonded area in all temperature region except silicidation phase transition temperature. By probing cross-sectional view with SEM of magnification of 30,000, we found that $1000\AA$-thick uniform NiSi layer was formed at the center area of bonded wafers without void defects. However we observed debonded area at the edge area of wafers. Through TEM observation, we found that $10-20\AA$ thick amourphous layer formed between Si surface and NiSix near the counter part of SOS. This layer may be an oxide layer and lead to degradation of bonding. At the edge area of wafers, that amorphous layer was formed even to thickness of $1500\AA$ during annealing. Therefore, to increase bonding area of Si NiSi ∥ Si wafer pairs, we may lessen the amorphous layers.