• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07c
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• pp.1448-1450
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• 2001

본 연구에서는 알루미늄 마스크를 이용하여 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도하는 새로운 엑시머 레이저 어닐링 방법을 제안한다. 제안된 방법은 비정질 실리콘 박막 위에 알루미늄 패턴을 형성하여 선택적으로 레이저 빔을 차단시키고, 액상 실리콘의 열을 금속박막을 통해 방출시킴으로써 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도할 수 있다. 제안된 레이저 결정화 방법을 이용하여 최대 1.6${\mu}m$의 수평성장 결정립을 형성하였고, 알루미늄 패턴의 경계로부터 결정립을 성장시킴으로써 결정립 경계의 위치를 제어하였다. 제안된 방법을 이용하여 제작한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 기존의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에 비해 전계효과 이동도 및 온/오프 전류비 등의 전기적 특성이 우수하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.5
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• pp.461-465
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• 2008

The phase transformation in a film influences its surrounding. Effects of the precrystallization method, which removes influences on gate oxide caused by lateral crystallization, in metal-induced unilaterally crystallized polycrystalline silicon thin-film transistor devices and circuits were studied. Device by the method was shown to have a higher current drive, compared with conventional postcrystallized device. Moreover, we studied DC bias-induced changes in the performance of ring oscillator. PMOS inverters fabricated using precrystallized silicon films have very high dynamic and stable performance, compared with inverters fabricated using postcrystallized silicon films.

• ETRI Journal
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• v.11 no.4
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• pp.50-56
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• 1989

초고집적 반도체 제조에 널리 쓰이고 있는 티타늄 실리사이드 박막의 형성 조건에 따른 특성을 분석하였다. 실리콘 웨이퍼 위에 티타늄 박막을 스퍼터링 방식으로 증착하고, 급속 열처리(RTA) 방식으로 실리사이드화 온도 및 시간을 변화시켰다. 박막의 깊이에 따른 조성변화를 측정하기 위하여 AES 및 RBS 분석을, 결정구조의 분석을 위하여 XRD를, 전기적 특성을 평가하기 위하여 4-point probe로 면저항($R_s$)을측정하였다. 열처러 온도가 $500^{\circ}C$에서 부터 티타늄과 실리콘의 혼합이 일어나기 시작하여, $600~700^{\circ}C$에서는 거의 대부분의 티타늄이 2배 정도의 실리콘과 $Tisi_2$ 형성에 필요한 조성을 이루었으나, 반도체 공정에서 목표로 하는 전기전도성을 가지는 C54 $Tisi_2$ 결정구조를 형성하기 위해서는 $700^{\circ}C$이상에서 30초 이상의 열처리 조건이 필요하였다. 특히 열처리전에 이입되기 쉬운 산소 및 질소 등이 티타늄과 실리콘의 혼합과 실리사이드 결정화에 중요한 영향을 미치며, 이를 방지하기 위하여 티타늄 표면을 비정질 실리콘으로 덮은 경우에 C54 $Tisi_2$의 형성이 쉽게 이루어지는 효과가 관찰되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.244.2-244.2
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• 2016

폴리 실리콘 박막은 저온 안정성, 산화 안정성, 가스 투과성 및 전기재료로서의 우수한 물성 때문에 산업에서 계속적으로 넓게 쓰이고 있다. 특히 최근 높은 색 재현율과 고화질로 각광을 받고 있는 능동형 유기발광 다이오드 (AMOLED)를 위한 Thin Film Transistor (TFT)는 신뢰성 및 우수한 특성이 요구되기 때문에 반드시 폴리실리콘 TFT가 적용되어야 한다. 이러한 이유 때문에 아모포스 실리콘을 폴리실리콘으로 결정화 시키는 방법들이 많이 연구 되어져왔다. 이 연구에서는 아모포스 실리콘 박막을 고품질의 폴리실리콘 박막으로 제조하기 위해, 기판에 positive DC 전압을 펄스 형태로 인가함으로써, 기판에 입사되는 전자를 이용한 열처리 방법을 사용하였다. 열처리 온도는 기판에 들어오는 current값을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 열처리를 위해 사용 된 수소화 된 아모포스 실리콘은 Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD)장비로 530도에서 증착 되었으며, 이러한 아모포스 실리콘 박막은 공정시간 60 s 이내에 샘플 표면온도가 600도 이상으로 증가함으로써 균일한 폴리실리콘 막으로 제조 되었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.4
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• pp.436-445
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• 1996

비정질 실리콘박막의 고상결정화 특성에 대한 비정질 박막의 증착방법, 수소화 정도, 표면결정 활성화 에너지 변화 및 열처리 환경 영향을 X선 회절, EDAX, Raman 분광 분석으로 조사하였다. 저온(58$0^{\circ}C$)열처리 corning 시료에서 기판 barium(Ba), aluminum(AI) 성분의 막내 확산 임계열처리시간 및 확산에 기인 한 불안정 결정화 특성을 관찰하였다. 화학기상증착 석영 수소화 시료에서 hard damage 기계적 활성화 효과로 얻어진 조대결정립 결정화 특성을 X선 회절의 (111) 배향 상대강도 변화로 관찰 할 수 있었으며, 이는 활성화 효과에 의한 고상 결정화 시 핵생성과 성장속도변화로 다결정 실리콘의 전기적물성 향상 가능성을 보여주었다. Soft damage, bare 활성화 처리 수소화막의 결정화는 비정질 상의 혼재, 박막 응력등의 저품위 입계특성 및 미세결정립 성장 특성으로 관찰되었으나, 활성화 전처리에 의한 저온 및 고온(875$^{\circ}C$)단시간(30분) 결정화는 확인 되었다. 스퍼터링 비수소화 막의 결정화는 상변태 상태의 Raman 결정피크로 분석 되었으며, 결정화 거동에 선행막의 스퍼터링 및 비수소화 영향은 활성화효과에 관계없이 불완전 저품위 결정특성으로 확인되었다. AFM 표면형상은 3차원 island 성막특성을 보여주었고 표면거칠기정도는 높은 것으로 관찰되었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.12 no.4
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• pp.210-214
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• 2002

The crystallization behavior of amorphous silicon (a-Si) film was investigated by using Cu-field aided lateral crystallization (Cu-FALC) process below $450^{\circ}C$. The lateral crystallization was induced from the Cu deposited region outside of pattern toward the Cu-free region inside of the pattern by applying an electric field during heat treatment. As expected, the lateral crystallization toward Cu-free region proceeded from negative toward positive electrode side. The occurrence of Cu-FALC phenomenon was interpreted in terms of dominant diffusing species in the reaction between Cu and Si. Even at the annealing temperature of $350^{\circ}C$, the large dendrite-shaped branches were formed in the crystallized region and the polarity in the lateral crystallization was clearly observed. Consequently, we could successfully crystallize the a-Si at the temperature as low as $350^{\circ}C$ by an electric field of 30 V/cm with fast crystallization velocity of 12 $\mu$m/h.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.98-98
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• 2009

Hydrogenated nano-, microcrystalline silicon 박막(nc-, ${\mu}c-Si:H$)은 박막 트랜지스터 및 실리콘 박막형 태양전지등에 널리 쓰이고 있다. 이러한 결정화 실리콘 박막을 내장형 안테나를 사용하여 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장치를 통하여 증착 후 열처리 공정이 없는 방법을 사용하여 박막을 제작하였다. 특히, 증착시 기판에 바이어스를 함께 인가하므로 증착된 박막의 결정화에 미치는 영향에 관한 연구를 하였다. 기판에 인가된 바이어스가 60W일 때 가장 높은 결정화율을 보이는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.144-144
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• 2010

다결정 실리콘 박막트랜지스터 (poly-Si TFTs)는 벌크실리콘을 이용한 MOSFET소자에 비해 실리콘 박막의 형성이 간단하므로 대면적의 공정이 가능하며 다양한 기판위에 적용이 가능하여 LCD, OLED 등의 디스플레이 기기에 많이 이용되고 있다. 또한 poly-Si TFT는 3차원으로 적층된 소자의 제작이 가능하여 고집적의 한계를 극복할 소자로 주목받고 있다. 최근, DRAM은 캐패시터의 축소화와 구조적 공정이 한계점에 도달했으며 이를 극복하기 위하여 SOI 기판을 사용한 하나의 트랜지스터로 DRAM의 동작을 수행하는 1T-DRAM의 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 1T-DRAM 소자를 대면적과 다층구조의 공정이 가능한 poly-Si TFT를 이용하여 구현하면 초고집적의 메모리 소자를 제작 가능할 것이다. 따라서, 본 연구에서는 다결정 실리콘 박막트랜지스터 (poly-Si TFTs)를 이용한 1T-DRAM의 동작 특성을 연구하였다. 소자의 제작 방법으로는 200 nm의 열산화막이 성장된 p-type 실리콘 기판위에 상부실리콘으로 사용될 비정질 실리콘 박막을 LPCVD 방법으로 증착하였다. 다음으로 248 nm의 파장을 가지는 KrF 레이저를 이용한 eximer laser annealing (ELA) 공정을 통하여 결정화된 상부실리콘층에 TFT 소자를 제작하여 전기적 특성을 평가하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.3
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• pp.168-173
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• 2003

Recently, according to the rapid progress in Flat-panel-display industry, there has been a growing interest in the poly-Si process. Compared with a-Si, poly-Si offers significantly high carrier mobility, so it has many advantages to high response rate in Thin Film Transistors (TFT's). We have investigated a new process for the high temperature Solid Phase Crystallization (SPC) of a-Si films without any damages on glass substrates using thin film heater. because the thin film heater annealing method is a very rapid thermal process, it has very low thermal budget compared to the conventional furnace annealing. therefore it has some characteristics such as selective area crystallization, high temperature annealing using glass substrates. A 500 $\AA$-thick a-Si film was crystallized by the heat transferred from the resistively heated thin film heaters through $SiO_2$ intermediate layer. a 1000 $\AA$-thick $TiSi_2$ thin film confined to have 15 $\textrm{mm}^{-1}$ length and various line width from 200 to 400 $\mu\textrm{m}$ was used as the thin film heater. By this method, we successfully crystallized 500 $\AA$-thick a-Si thin films at a high temperature estimated above $850^{\circ}C$ in a few seconds without any thermal deformation of g1ass substrates. These surprising results were due to the very small thermal budget of the thin film heaters and rapid thermal behavior such as fast heating and cooling. Moreover, we investigated the time dependency of the SPC of a-Si films by observing the crystallization phenomena at every 20 seconds during annealing process. We suggests the individual managements of nucleation and grain growth steps of poly-Si in SPC of a-Si with the precise control of annealing temperature. In conclusion, we show the SPC of a-Si by the thin film heaters and many advantages of the thin film heater annealing over other processes

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.73-73
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• 2003

최근 LCD(liquid crystal display)분야에서 고해상도와 빠른 응답속도를 가지는 다결정 실리콘 박막트랜지스터에 대한 연구를 하고 있다. 그러나, poly-Si은 poly-Sil-xGex에 비해 intrinsic carrier mobility가 낮고 고온의 결정화 공정을 필요로 한다. 따라서, Poly-Si을 대체할 재료로 poly-SiGe에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전계에 의해 결정화가 가속되고 한쪽 방향으로 결정화를 제어하여 채널내 전자나 정공의 이동도를 향상시 킬 수 있는 새로운 결정화 방법인 전계 유도 방향성 결정화법을 이용하여 Ge 함량에 따른 a-Sil-xGex(0$\leq$x$\leq$0.5)의 결정화 특성을 연구하였다. 대기압 화학 기상 증착법으로 5000$\AA$의 산화막(SiO$_2$)이 증착된 유리 기판상에 플라즈마 화학 기상 증착법을 이용하여 800$\AA$의 비정질 실리콘을 증착한 후 RF magnetron sputtering법을 이용하여 Ge 함량에 따른 Sil-xGex 박막을 1000$\AA$ 증착하였다. Photolithograph방법을 이용하여 금속이 선택적으로 증착될 수 있는 특정 Pattern을 가진 mask를 형성한 후 금속을 DC magnetron sputtering법을 이용하여 상온에서 50$\AA$.을 증착하였다. 이후 시편에 전계를 인가하기 위해 시편의 양단에 전극을 형성한 후 DC Power Supply를 통해 전압을 제어하는 방식으로 전계를 인가하였다. 결정화 속도는 광학현미경을 이용하여 분석하였으며 결정화된 영역의 결정화 정도는 micro-Raman spectroscopy로 분석하였다.