• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.176-176
• /
• 2011

실리콘 질화막($Si_3N_4$)과 산화막($SiO_2$)은 반도체 소자를 구성하는 물질 중 가장 널리 사용되는 유전 또는 절연물질이다. 이러한 실리콘 산화막과 질화막은 적용할 소자에 따라 다양한 CVD나 ALD 공정을 기반으로 제조한다. 증착공정 개발에 있어 실리콘 증착소재가 성공여부를 결정하는 근간이 되며, 이는 실리콘 증착소재의 특성에 따라 증착된 산화막과 질화막의 물성이 크게 변하기 때문이다. 실리콘 증착소재 개발을 위해서 국내외 증착소재 합성업체가 노력을 기울이고 있지만 개발된 증착소재의 특성을 정확히 진단하기 위한 기술이 뒷받침되지 않아 개발 효율이 높지 않은 것이 현실이다. 한국표준과학연구원 내 진공기술센터에서는 이러한 실리콘 증착소재의 특성, 특히 반응성을 평가하기 위한 기술 및 시스템을 개발하고 이를 활용하고 있다. 본 연구에서는 적외선 분광법을 이용하여 개발된 증착소재의 기상 열적안전성 및 반응기체에 따른 반응성을 실시간으로 진단하였다. 반응기체로는 산화막을 증착하기 위해 가장 많이 사용되는 $H_2O$와 질화막을 증착하기 위해 가장 많이 사용되는 $NH_3$를 사용하였다. 각 반응기체의 유량별, 가스셀 온도, 압력 등의 반응조건의 변화에 따른 실리콘 증착소재의 반응성 및 안정성을 평가하고 기존에 양산용으로 소자제조에 사용되고 있는 증착소재와 비교평가를 수행하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.39 no.7
• /
• pp.693-698
• /
• 2002

Reaction-Bonded Silicon Carbide (RBSC) Ceramics were fabricated which satisfies the maximum packing density of silicon carbide skeleton in the green compacts. Such a high packing density induced incomplete infiltration during reaction-sintering; forms linear void around the interface of large alpha silicon carbide powders. During reaction-sintering, the limited extraction and entrapped gas induced by residue oxide was considered to be a reason of linear void formation. In order to improve infiltration behavior in the highly packed preform, the pre-treatment methods for residue oxide removal were proposed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.75-75
• /
• 2012

박막 트랜지스터(TFT: Thin-Film-Transistor)는 미래 산업에 여러 가지로 사용 가능한 소자이기 때문에, 많은 연구가 진행되고 있고 그 성능이 계속 향상되고 있다. 특히, 평판 디스플레이인 AMLCD, AMOLED, 전자 종이 등이 모두 유리 혹은 플라스틱 기판에 향성된 TFT 어레이를 이용하고 있다. 현재 상업화에 응용되는 TFT는 비정질 실리콘과 저온 다결정 실리콘이며, 유기반도체 및 산화물 반도체 TFTs에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 본 발표에서는 산화물 반도체 TFT와 유기 반도체 TFT 기술 및 AMOLED에의 응용 기술 이슈에 대해 논의할 예정이다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.169-175
• /
• 1998

The plasma etching of polysilicon was performed with the HBr/$Cl_2/He-O_2$ gas mixture. The residual layers after photoresist strip were investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). The etch residue was identified as silicon oxide deposited on the top of the patterned polysilicon. In order to clarify the formation mechanism of the etch residue, the effects of various gas mixtures such as $Cl_2/He-O_2$and HBr/$Cl_2$were investigated. We found that the etch residue is well formed in the presence of oxygen, suggesting that the etch residue is caused by the reaction of oxvgen and non-volatile silicon halide compounds. Wet cleaning and dry etch cleaning processes were applied to remove the polysilicon etch residue, which can affect the electrical characteristics and further device processes. XPS results show that the wet cleaning is suitable for the removal of the etch residue.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
• /
• v.18 no.1
• /
• pp.7-19
• /
• 1981

Anodization method is utilized in order to measure diffusion profiles of boron and arsenic in silicon. The solution used for silicon anodization is Ethylene glycol +KNO3(0.04N), The thickness of silicon which is consumed by a single 200V anodization is 460$\pm$40A regardless of wafer type. The profiles of boron and arsenic in silicon after predeposition process are investigated. The diffusion coefficients of both dopants depending on impurity concentration are extrated from these profiles. The base pull-in effect has been observed in prototype npn transistors with arsenic doped emitter.

• Ceramist
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.15-22
• /
• 2006

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.40 no.1
• /
• pp.69-76
• /
• 2003

For lithium secondary microbattery anode, the tin oxide thin films with Si addition (0, 2, 6, 10, 20 ㏖%) were prepared with R.F. magnetron sputtering at substrate temperature of 30$0^{\circ}C$ and Ar:O$_2$=7:3 atmosphere. As Si addition amount increased, Si-O bonding density increased and Sn-O bonding density decreased. The addition of optimum Si amount led the decrease of Sn oxidation state so that the irreversible capacity reduced and cycle characteristic enhanced during charge-discharge test. SnO$_2$films with 6 ㏖% Si had the highest reversible capacity of 700 mAh/g after 100 cycles.

• Journal of Sensor Science and Technology
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.297-306
• /
• 2000

To improve the performance of MEMS devices, fabricating single-crystalline silicon HARS (high aspect ratio structure) with thicknesses of up to several tens of micrometers has been an active research topic in recent years. However, achieving electrical isolation, which is required for actuating a structure or sensing an electrical signal, has been one of the main problems in single-crystalline silicon HARS fabrication technologies. In this paper, new isolation technologies using high aspect ratio oxide beams and sidewalls are developed to achieve electrical isolation between electrodes of single-crystalline silicon HARS. The developed isolation technologies use insulating oxide structural supports from either the structural sides or from the bottom. In this case because the trench oxide supports have a depth of several tens of ${\mu}m$, the effects of residual stress must be considered. In this paper, insulating supports are fabricated using PECVD TEOS films, the residual stress of the insulating supports is measured, and the effect of the residual stress on the structure is analyzed. It is shown using microresonators, that the developed isolation technologies can be effectively used for HARS using single-crystalline silicon.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.245-245
• /
• 2012

차세대 디스플레이로 각광받고 있는 AMOLED에 대한 관심이 높아짐에 따라 구동 소자의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 산화물 반도체 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터에 비해 100 $cm^2$/Vs 이하의 높은 이동도와 우수한 전기적 특성으로 AMOLED 구동 소자로서 학계에서 입증되어왔고, 현재 여러 기업에서 산화물 반도체를 이용한 박막 트랜지스터 제작 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 열처리 조건을 가변하여 제작한 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 전기적 특성 분석을 목적으로 한다. 실리콘 기판에 oxidation 공정을 이용하여 SiO2 100 nm, DC스퍼터링을 이용하여 ITZO (Indium-Tin-Zinc Oxide) 산화물 반도체 박막 50 nm, 증착된 산화물 반도체 박막의 열처리 후, evaporation을 이용하여 source/drain 전극 Ag 150 nm 증착하여 박막 트랜지스터를 제작하였다. 12 sccm의 산소유량, 1시간의 열처리 시간에서 열처리 온도 $400^{\circ}C$, $200^{\circ}C$의 샘플은 각각 이동도 $29.52cm^2/V{\cdot}s$, $16.15cm^2/V{\cdot}s$, 문턱전압 2.61 V, 6.14 V, $S{\cdot}S$ 0.37 V/decade, 0.85 V/decade, on-off ratio 5.21 E+07, 1.10 E+07이었다. 30 sccm의 산소유량, 열처리 온도 $200^{\circ}C$에서 열처리 시간 1시간, 1시간 30분 샘플은 각각 이동도 $12.27cm^2/V{\cdot}s$, $10.15cm^2/V{\cdot}s$, 문턱전압 8.07 V, 4.21 V, $S{\cdot}S$ 0.89 V/decade, 0.71 V/decade, on-off ratio 4.31 E+06, 1.05 E+07이었다. 산화물 반도체의 열처리 효과 분석을 통하여 높은 열처리 온도, 적은 산소의 유량, 열처리 시간이 길수록 이동도, 문턱전압, $S{\cdot}S$의 산화물 박막 트랜지스터 소자의 전기적 특성이 개선되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.104-104
• /
• 2010

현재 디스플레이 시장은 급변하게 변화하고 있다. 특히, 비정질 실리콘의 경우 디스플레이의 채널층으로 주로 상용화되어 왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 경우 낮은 전자 이동도(< $1\;cm^2/Vs$)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide, Tin Oxide, Titanum Oxide등의 산화물이 연구되고 있으며, indium이나 aluminum등을 첨가하여 전기적인 특성을 향상시키려는 노력을 보이고 있다. Tin oxide의 경우 천연적으로 풍부한 자원이며, 낮은 가격이 큰 이점으로 작용을 한다. 또한, $SnO_2$의 경우 ITO나 ZnO 열적으로 화학적 과정에서 더 안정하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 $SnO_2$ 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering를 이용하여 상온에서 제작을 하였다. 일반적으로, $SnO_2$의 경우 증착 과정에서 산소 분압 조절과 oxygen vacancy 조절를 통하여 박막의 전도성을 조절할 수 있다. 이렇게 제작된 $SnO_2$의 박막을 High-resolution X-ray diffractometer, photoluminescence spectra, Hall effect measurement를 이용하여 전기적 및 광학적 특성을 알 수 있다. 그리고 후열처리 통하여 박막의 전기적 특성 변화를 확인하였다. gate insulator의 처리를 통하여 thin film의 interface의 trap density를 감소시킴으로써 소자의 성능 향상을 시도하였다. 그리고 semiconductor analyzer로 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가하였다. 그리고 Temperature, Bias Temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성을 평가하여 안정성이 확보된다면 비정질 실리콘을 대체할 유력한 후보 중의 하나가 될 것이라고 기대된다.