• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.14 no.2
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• pp.169-174
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• 2003

We report theoretical and experimental investigation of a polarizer made of single mode side-polished fiber covered with a metal film. The influence of the metal film thickness and the refractive index of overlay on the device performance has been analyzed in terms of the normal mode theory. Based on the theoretical prediction, a polarizer with 40 ㏈ of polarization extinction ratio and 0.5 ㏈ insertion loss at optical communication wavelength has been realized.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.158-159
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• 2007

반도체 소자의 공정에 있어서 device scaling으로 인한 게이트 산화막 대체 유전체 (high-k)의 공정 개발 확보 방안 필요하다. 본 논문에서는 $Cl_2$/Ar 유도 결합 플라즈마를 이용하여 $HfO_2$ 박막을 식각하였다. $Cl_2$(80 %)/Ar(20 %)의 가스비, 600 W의 RF 전력, -150 V의 직류 바이어스 전압, 20 sccm의 총 가스유랑, 15 mTorr의 압력에서 15.4 nm/min의 최대 식각률을 얻을 수 있었다. 식각 된 $HfO_2$ 박막 표면을 XPS 분석한 결과 Hf와 O는 Cl 라디칼과 반응을 하여 높은 휘발성을 보이지만 Hf-O의 안정된 결합으로 인하여 이온에 의한 스퍼터링 효과에 의해서 식각된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.5
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• pp.327-332
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• 2011

Plasma polymerized styrene (ppS) thin films were prepared on ITO coated glass substrates for a MIM (metal-insulator-metal) structure with thermally evaporated Au thin film as metal contact. Also the ppS thin films were applied as organic insulator to a MIS (metal-insulatorsemiconductor) device with thermally evaporated pentacene thin film as organic semiconductor layer. After the I-V and C-V measurements with MIM and MIS structures, the ppS revealed relatively higher dielectric constant of k=3.7 than those of the conventional poly styrene and very low leakage current density of $1{\times}10^{-8}Acm^{-2}$ at electric field strength of $1MVcm^{-1}$. The MIS structure with the ppS dielectric layer showed negligible hysteresis in C-V characteristics. It would be therefore expected that the proposed ppS could be applied as a promising dielectric/insulator to organic thin film transistors, organic memory devices, and flexible organic electronic devices.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.191-192
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• 2010

높은 유전상수를 가지는 터널 장벽물질 들은 플래쉬메모리 및 나노 부유게이트 메모리 소자에서 터널의 두께 및 밴드갭 구조의 변형을 통하여 단일층의 $SiO_2$ 터널장벽에 비하여 동작속도를 향상시키고 누설전류를 줄이며 전하보존 특성을 높여줄 수 있다.[1-3] 본 연구에서는 $Al_2O_3/HfO/Al_2O_3$구조의 고 유전체 터널장벽을 사용하여 $WSi_2$ 나노입자를 가지게 되는 metal-oxide-semiconductor(MOS)구조의 커패시터를 제작하여 전기적인 특성을 확인하였다. p형 (100) Si기판 위에 $Al_2O_3/HfO/Al_2O_3$ (AHA)의 터널장벽구조를 원자층 단일 증착법을 이용하여 $350^{\circ}C$에서 각각 2 nm/1 nm/3 nm 두께로 증착시킨 다음, $WSi_2$ 나노입자를 제작하기 위하여 얇은 $WSi_2$ 박막을 마그네트론 스퍼터링법으로 3 - 4 nm의 두께로 증착시켰다. 그 후 $N_2$분위기에서 급속열처리 장치로 $900^{\circ}C$에서 1분간의 열처리과정을 통하여 AHA로 이루어진 터널 장벽위에 $WSi_2$ 나노입자들이 형성할 수 있었다. 그리고 초 고진공 마그네트론 스퍼터링장치로 $SiO_2$ 컨트롤 절연막을 20 nm 증착하고, 마지막으로 열 증기로 200 nm의 알루미늄 게이트 전극을 증착하여 소자를 완성하였다. 그림 1은 AHA 터널장벽을 이용한 $WSi_2$ 나노 부유게이트 커패시터 구조의 1-MHz 전기용량-전압 특성을 보여준다. 여기서, ${\pm}3\;V$에서 ${\pm}9\;V$까지 게이트전압을 점차적으로 증가시켰을 때 메모리창은 최대 4.6 V로 나타났다. 따라서 AHA의 고 유전체 터널층을 가지는 $WSi_2$ 나노입자 커패시터 구조가 차세대 비 휘발성 메모리로서 충분히 사용가능함을 보였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.6
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• pp.754-762
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• 1995

Strontium titanate(SrTiO$_3$) thin film was prepared on Si substrates by RF magnetron sputtering for a high capacitance density required for the next generation of LSTs. The optimum deposition conditions for SrTiO$_3$thin film were investigated by controlling the deposition parameters. The crystallinity of films and the interface reactions between SrTO$_3$film and Si substrate were characterized by XRD and AES respectively. High quality films were obtained by using the mixed gas of Ar and $O_2$for sputtering. The films were deposited at various bias voltages to obtain the optimum conditions for a high quality file. The best crystallinity was obtained at film thickness of 300nm with the sputtering gas of Ar+20% $O_2$and the bias voltage of 100V. The barrier layer of Pt(100nm)/Ti(50nm) was very effective in avoiding the formation of SiO$_2$layer at the interface between SrTiO$_3$film and Si substrate. The capacitor with Au/SrTiO$_3$/Pt/Ti/SiO$_2$/Si structure was prepared to measure the electric and the dielectric properties. The highest capacitance and the lowest leakage current density were obtained by annealing at $600^{\circ}C$ for 2hrs. The typical specific capacitance was 6.4fF/$\textrm{cm}^2$, the relative dielectric constant was 217, and the leakage current density was about 2.0$\times$10$^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$ at the SrTiO$_3$film with the thickness of 300nm.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.3
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• pp.249-253
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• 2000

We have analyzed electrical characteristics of the amorphous $MgTiO_3$thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD) technique with the temperature of 400~$500^{\circ}C$. The electrical characteristics of $MgTiO_3$films heavily depend on the deposition temperature. We speculate that the density of anomalous positive charge (APC) substantially increases as the deposition temperature lowers, causing the HF C-V curves shift to the direction of the negative gate voltage. We further observed that both the degree of C-V shift as a function of the deposition temperature and the density of APC were minimized by the use of $SiO_2$with thickness of approximately 100 $\AA$ between $MgTiO_3$films and the Si substrate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.152-152
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• 1999

1Gb급 이상 기억소자의 캐패시터 재료로 주목받고 있는 (Ba,Sr)TiO3 [BST] 박막의 전극재료로는 Pt, Ru, Ir과 같은 금속전극과 RuO2, IrO2와 산화물 전도체가 유망한 것으로 알려져 있다. 그런데, DRAM의 집적도가 증가하게 되면, BST같은 고유전율 박막을 유전재료로 사용한다 하더라도, 3차원적인 구조가 불가피하게 때문에 기존의 sputtering 방법으로는 우수한 단차피복성을 얻기 힘들므로, MOCVD법이 필수적이다. 본 연구에서는 기존에 연구되었던 Pt에 비해 식각특성이 우수하고, 비교적 낮은 비저항을 갖는 Ru 박막증착에 대한 연구를 행하였다. 본 연구에서는 수직형의 반응기와 저항 가열 방식의 susceptor로 구성된 저압 유기금속 화학증착기를 사용하여 최대 6inch 직경을 갖는 기판 위에 Ru박막을 증착하였다. Precursor로는 기존에 연구된 적이 없는 bis-(ethyo-$\pi$-cyclopentadienyl)Ru (Ru(C5H4C2H5)2, [Ru(EtCp)2])를 사용하였으며, bubbler의 온도는 85$^{\circ}C$로 하였다. Si, SiO2/Si를 사용하였으며, 증착온도 25$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$, 증착압력 3Torr의 조건에서 Ru 박막을 증착하였다. Presursor를 운반하는 수송기체로는 Ar을 사용하였으며, carbon과 같은 불순물의 제거를 위해 O2를 첨가하였다. 증착된 박막은 XRD, SEM, 4-point probe등을 통해 구조적, 전기적 특성을 평가하였으며, 열역학 계산을 위해서는 SOLGASMIX-PV프로그램을 사용하였다. Ru 박막의 증착에 있어서 산소의 첨가는 필수적이었으며, Ru 박막의 증착속도는 30$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$의 온도 영역에서 200$\AA$/min으로 일정하였으며, 첨가된 산소의 양이 적을수록 더 치밀하고 평탄한 표면형상을 보였으며, 또한 더 낮은 전기 전도도를 보였다. 그리고 증착된 박막은 12~15$\mu$$\Omega$cm 정도의 낮은 비저항 값을 나타냈으며 이것은 기존의 sputtering 법에 의해 증착된 Ru 박막의 비저항 값들과 비교될만하다. 한편, 높은 온도, 높은 산소분압 조건에서 RuO2의 형성을 관찰하였으며, 이것은 열역학적인 계산을 통해서 잘 설명할 수 있었다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.28 no.1
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• pp.28-32
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• 2017

In this research, we designed an LSPR sensor based on a thin-film multilayer comprising $TiO_2$ and $SiO_2$. The thickness of the overall substrate layer of the suggested multilayer LSPR sensor is limited to 100 nm, and the number of repeating $TiO_2$ and $SiO_2$ thin films is 1-4 within a limited thickness. Additionally, a nanowire structure with a gold thin film of 40 nm, height of 40 nm, period of 600 nm, and line width of 300 nm was formed on the multilayer. To design the variable wavelength-type SPR, the angle was fixed at $75^{\circ}$ and the wavelength was changed. We then simulated the system with the finite-element method (FEM) using Maxwell's equations. It was confirmed that the resonance wavelength became shorter as the number of multilayers increased when the refractive index was fixed. We found that the wavelength changes were more sensitive. However, no changes were observed when the number of the multilayers was three or higher.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2003.11a
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• pp.205-207
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• 2003

In this paper, we propose novel, small and integrated microwave chip filter using high dielectric substrates. A variety of dielectric substrates can be selected for the specifications of products according to dielectric, Q-factors, temperature stability ect. This paper describes an application of the very high dielectric constant (K=133) substrate for design of a band pass filter to a 5.8GHz Transmitter/receiver(T/R) module.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.82.1-82.1
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• 2012

란타늄 산화물 ($La_2O_3$) 박막은 하프늄 산화물 ($HfO_2$) 박막보다 높은 유전 상수와 높은 밴드 오프셋으로 인해 dynamic random access memory(DRAM)에서 유전체 재료로써 연구되어 왔다. 그리고 Lanthanum이 도핑된 HfO2이 더 높은 유전 상수와 낮은 누설 전류 밀도를 갖는 다는 사실이 이전에 보고 된 바 있다. 본 연구에서 우리는 ALD를 이용하여, TiN 하부 전극 위에 $La_2O_3$의 위치를 달리하는 $La_2O_3/HfO_2$의 나노 층상조직 구조(두께 10 nm)를 금속 - 절연체 - 금속 (MIM) 구조로 제작 하였다. ALD는 좋은 comformality와 넓은 지역 균일성을 가지며, 원자수준의 두께를 조절할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 또한, 다양한 화학 물질들을 이용한 복합적 계층구조를 만들 수 있는 점과 $HfO_2$ 및 $La_2O_3$ 계층의 수직 위치를 정확하게 조절할 수 있는 점으로 본 연구에 적합한 증착 방법이다. HfO2 속에 $La_2O_3$ 층을 깊이에 따라 삽입함으로써 $HfO_2$ 계층에 La 도핑의 효과와 더불어 TiN 하부 전극 위의 $La_2O_3$과 $HfO_2$의 차이점을 확인 하였다. $HfO_2$은 $250^{\circ}C$에서 TDMAH와 물을 사용하여, $La_2O_3$은 동일한 온도에서 $La(iPrCp)_3$와 물을 사용하여 제작되었다. 화학적 구성 및 binding 구조는 X선 광전자 분광법 (XPS)을 통해 분석하였다. 전기적 특성(유전 상수 및 누설 전류)은 Capacitance-Voltage (CV)와 Current-Voltage (IV) 측정으로 확인하였다. 결과적으로, $La_2O_3$ 또는 $HfO_2$을 한 종류만 사용한 절연층의 전기적 특성보다, $La_2O_3/HfO_2$의 나노 층상조직 구조가 더 나은 특성 (누설 전류 밀도 : $5.5{\times}10^{-7}\;A/cm^2$ @-1MV/cm, EOT : 14.6)을 갖는다는 것을 확인했고, 더불어 $La_2O_3$의 흡습 성질로 인한 화학 구조와 전기적 특성의 일부 차이를 확인하였다. 본 연구에서는 $HfO_2$ 속에 $La_2O_3$층이 TiN 하부 전극 바로 위에 위치할 때, 즉, 공기 중에 노출되지 않은 $La_2O_3/HfO_2$ 구조에서 가장 좋은 특성의 MIM capacitor를 얻을 수 있었다.