• 제목/요약/키워드: 유전체 박막

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Bi가 다량 치환된 가네트 박막을 이용한 1차원 자성 포토닉 결정의 자기광학 특성의 시뮬레이션 (Simulation of Magneto-optic characteristic of One Dimensional Magneto-Photonic Crystal with an Active Layer of a Highly Bi-Substituted Iron Garnet)

  • 류선열;박재혁;이종백;조재경
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.184-185
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    • 2000
  • 1 차원 자성 포토닉 결정은 원하는 파장에서 큰 페러데이 회전각과 투과율을 얻을 수 있기에 아주 흥미롭다. 두 종류의 유전체 층(S: $SiO_2$, T:T $a_2$ $O_{5}$)을 주기적으로 적층한 구조에, Bi를 다량 치환한 가네트 박막(M:B $i_{1.07}$ $Y_{1.93}$F $e_{5}$ $O_{12}$)을 결함층으로 삽입한 (A/B)$_{k}$ M/(B/A)$_{k}$ 의 구조를 갖는 1차원 자성 포토닉 결정의 자기 광학 특성을 수치해석하였다. 가시광과 적외선 영역에서 1차원 자성 포토닉 결정의 자성체 층의 두께( $d_{M}$ )와 유전체 층의 적층수(k)를 변화시키며, 투과율(T)과 페러데이 회전각($ heta$$_{F}$ ) 및 성능지수(Q)를 조사하였다. (중략). (중략)(중략)

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게이트 유전체용 $HfO_2$ 박막의 증착 및 열처리 조건에 따른 Nano-Mechanical 특성 연구

  • 김주영;김수인;이규영;권구은;김민석;엄승현;정현진;조용석;박승호;이창우
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.291-292
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    • 2012
  • MOSFET 구조에서 metal oxide에 기반을 둔 게이트 유전체의 연구는 실리콘(Si)을 기반으로 한 반도체 발명이래로 가장 인상적인 발전을 이뤄 왔다. 이는 metal oxide의 높은 유전상수 특성이 $SiO_2$보다 우수하고, 유전체 박막의 두께 감소로 인한 전기적 특성 저하를 보완하기 때문이다. 특히 지난 10년 동안, Hafnium에 기반을 둔 $HfO_2$는 차세대 반도체용 유전 물질로 전기적 구조적 특성에 대한 연구가 활발히 진행되어왔다. 그러나 현재까지 $HfO_2$에 대한 nano-mechanical 특성 연구는 미미하여 이에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 Hf 및 $HfO_2$ 박막의 증착 및 열처리 조건을 다르게 하여 실험을 진행하였다. 시료는 rf magnetron sputter를 이용하여 Si 기판위에 Hafnium target으로 산소유량(4, 6 sccm)을 달리하여 증착하였고, 이후 furnace에서 400에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 20분간 열처리를 실시하였다. 실험결과 산소 유량을 6 sccm으로 증착한 시료의 current density 성능이 모든 열처리 과정에서 증가하였다. Nano-indenter로 측정하고 Weibull distribution으로 정량적 계산을 한 경도 (Hardness)는 as-deposited 시료를 기준으로 $400^{\circ}C$에서는 감소했으나 온도가 높아질수록 증가하였다. 특히, $400^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 산소농도에(4 sccm : 5.35 GPa, 6 sccm : 6.15 GPa)따른 두 시료간의 변화가 가장 두드러졌다. 반면에, 탄성계수 (Elastic modulus)는 산소농도 6 sccm을 넣고 증착된 시료들이 4 sccm을 넣고 증착한 시료보다 모두 높은 값을 나타냈다. 또한, $800^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 산소농도에(4 sccm : 128.88 GPa, 6 sccm : 149.39 GPa)따라 표면의 탄성에 큰 차이가 있음을 확인하였다. 이는 증착된 $HfO_2$ 시료들이 비정질 상태에서 $HfO_2$로 결정화되는 과정에서 산소가 증가할수록 박막의 defect이 감소되기 때문으로 사료된다.

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저 유전체 SiOC 박막의 열처리 공정 온도에 따른 전기적인 특성에 관한 연구 (Study on the Electrical Characteristic of Low-k SiOC films due to the Appropriate Annealing Temperature)

  • 오데레사
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권8호
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    • pp.1-4
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    • 2011
  • SiOC 박막과 같은 유무기 하이브리드 저유전 물질에서의 열처리효과에 의한 전기적인 특성의 변화와 유전상수에 관하여 연구하였다. SiOC 박막은 분극에 따른 특성을 분석하기 위해서 TMS과 산소의 혼합가스를 이용한 CVD방법에 의하여 증착되었으며, 300~500도까지 변화하면서 열처리를 하였다. SiOC 박막은 열처리에 의하여 유전상수는 더욱 낮아지며, 400도에서 열처리 한 경우 전기적인 특성이 우수한 것을 확인하였다. XRD 패턴에 의하면 300도이하에서 열처리한 박막과 400도 이상에서 열처리 한 경우 결합구조가 달라지는 것을 알 수 있고 400도 근처에서 급격한 변화가 일어나고 있는 것을 확인하였다.

SBC 시스템 구성을 위한 단순한 구조를 가지는 고효율 무편광 유전체 다층박막 회절격자 설계 (Design of a Simply Structured High-efficiency Polarization-independent Multilayer Dielectric Grating for Spectral Beam Combining)

  • 조현주;김관하;김동환;이용수;김상인;조준용;김현태;곽영섭
    • 한국광학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.169-175
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    • 2020
  • 격자의 구조가 간단하고 격자의 대조비가 낮은 SBC 시스템 구성을 위한 무편광 유전체 다층박막 회절격자를 설계하였다. SBC 방법으로 결합한 빔의 빔 품질을 높게 유지하기 위하여 회절격자의 파면 왜곡이 최소화되는 구조를 제안하였으며, 오염에 의한 흡수가 발생하지 않고 회절격자를 제작할 수 있는 구조로 회절격자를 최적화 설계하였다. 설계된 회절격자는 1055 nm 중심파장에서 Littrow 각도로 입사하는 경우 무편광 -1차 회절 효율이 99.36%이었으며, 96% 이상의 무편광 회절 효율을 나타내는 공정 여분이 확보되어 있음을 확인하였다.

이중-금속 장거리 표면-플라즈몬 도파로 (Long-Range Surface-Plasmons Excited on Double-Layered Metal Waveguides)

  • 주양현;정명진;송석호
    • 한국광학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.73-79
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    • 2008
  • 금속선 도파로 면과 금속 평면이 수직으로 적층된 장거리 표면-플라즈몬 도파로 구조를 제안하였으며, 표면-플라즈몬 모드의 특성을 유전체의 굴절율과 두께 변화에 대하여 이론적으로 분석하고 실험적으로 검증하였다. 위층의 금속선 도파로를 S-곡선과 Y-분기 형태로 변형시킨 이중-금속 도파로를 제작하여, 제안된 이중-금속 도파로 구조의 광 소자 응용 가능성을 살펴보았다. 제안된 이중금속 구조에서는 도파로 코어에 해당하는 두 금속 박막 사이의 유전체 굴절률을 임의로 선택하여도 장거리 표면 플라즈몬 모드가 존재할 수 있으며, 표면-플라즈몬 모드의 전파거리는 두 금속 박막 사이의 유전체 두께를 조절함으로써 증가시킬 수 있다. 또한, 이중-금속 도파로는 표면-플라즈몬을 전달할 뿐만 아니라, 삽입된 코어 유전체에 전압 및 전류를 인가하기에도 매우 적합한 구조로서, 표면-플라즈몬 능동소자 및 비선형 소자 구현에 많은 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.

분광결상 타원계측법을 이용한 패턴이 형성된 나노박막의 두께측정 (Measurement of Thin Film Thickness of Patterned Samples Using Spectral Imaging Ellipsometry)

  • 제갈원;조용재;조현모;김현종;이윤우;김수현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.15-21
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    • 2004
  • 반도체 제조산업과 나노, 바이오 산업의 비약적 발전에 따라 게이트 산화막(gate oxide)과 같이 반도체 제조공정에서 사용되는 유전체 박막(dielectric film)의 두께는 수 $\mu\textrm{m}$에서 수 nm 에 이르기까지 다양할 뿐 아니라 얇아지고 있으며, 또한 이러한 박막들이 다층으로 복잡하게 적층된 다층 박막의 응용이 높아지는 추세이다. 따라서, 반도체 및 광통신 소자, 발광소자, 바이오 칩 어레이 등과 같은 나노박막을 이용하는 산업에서는 박막의 두께 측정을 더욱 정확하고, 보다 빠르며 효율적으로 측정할 수 있는 박막 두께 측정용 계측기가 요구된다.(중략)

Laser Molecular Beam Epitaxy system에서 Reflection High Energy Electron Diffraction을 통한 $BaTiO_3$/Sr$TiO_3$ 산화물 인공격자의 성장과 구조적 분석 (The growth and structural analysis of $BaTiO_3$/Sr$TiO_3$ oxide artificial lattice by Laser Molecular Beam Epitaxy system combined Reflection High Energy Electron Diffraction)

  • 이창훈;김이준;전성진;김주호;최택집;이재찬
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.53-53
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    • 2003
  • 최근 높은 유전상수와 잔류 분극, 비선형 등의 다양한 유전적인 특성으로 인해 산화물 박막이 많은 관심을 가지고 연구되어지고 있다. 많은 산화물 박막중에서도 BaTiO3/SiTiO3 (BTO/STO) 인 공격자는 STO나 BTO 또는 (Ba$_{0.5}$ Sr$_{0.5}$)TiO$_3$ (BST)등의 고용체들과 비교했을 때 아주 뛰어난 유전적인 성질을 나타내고 있다. 특히 1000 $\AA$ 이하의 낮은 두께에서도 높은 유전상수와 비선형도를 가진다는 사실이 선행된 실험에서 밝혀졌는데 BTO와 STO를 각각 2 unit cell (8 $\AA$)로 고정 시킨 후 다층 박막으로 제작했을 때 가장 큰 유전 특성을 얻을 수 있었다. 이런 뛰어난 유전적인 성질은 BTO와 STO 각 층의 두께와 주기 변화에 따른 박막 내부의 인위적인 stress와 그에 따른 격자 변형과 아주 밀접한 관계가 있음으로 생각되어진다. 따라서 이런 두 계면에서의 stress와 격자 변형을 더욱 정착하게 분석하기 위해서는 각 층을 원자 단위로 정확하게 두께 제어를 하고 증착되어지는 과정중에서의 growth mode를 확인하는 것이 무엇보다 중요한 일이다.

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