• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.02a
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• pp.174-175
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• 2000

정밀 광학계 또는 광학부품들에게 요구되는 것 중의 하나는 광부품 표면에서의 빛의 반사를 완전히 줄이거나 크게하는 방법들이다. 이와 같은 빛의 작용이 광부품 표면에서 일어나기 위하여 관련 증착기술이 중요시되는데 기계적 내구성이 우수하며 낮은 굴절률을 가지는 물질을 개발하는 것 역시 이 범주에 포함된다고 할 수 있다. (중략)

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2006.07a
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• pp.459-460
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• 2006

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.9 no.2
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• pp.70-75
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• 1998

The ZnS-SiO$_2$ composite films were fabricated by codeposition from two independent sources. The optical properties and microstructures of these composite films were investigated. The refractive indices of the composite films were compared those by Drude's fomula and showed a good agreement. it showed that microstructures of composite films are an armorphous. But microstructures of composite films with ion assisted deposition are changed from an armorphous to crystalline with increasing Zn mole fractions. We designed and fabricated a single layer antireflection coating on the crystalline silicon substrate using the refractive index of the composite films.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.151-151
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• 1999

금속-산화막-반도체(MOS) 소자를 이용하는 집적회로의 발전은 게이트 금속의 규격 감소를 필요로 한다. 규격감소에 따른 저항 증가가 중요한 문제점으로 대두되었으며, 그동안 여러 연구자들에 의하여 금속 게이트에 관련된 연구가 진행되어 왔다. 특히 저항이 낮으며 녹는점이 매우 높은 내화성금속(refractory metal)인 텅스텐(tungsten, W)이 차세대 MOS 소자의 유력한 대체 게이트 금속으로 제안되었다. 텅스텐은 스퍼터링(sputtering)과 화학기상 증착(CVD) 방식을 이용하여 성장시킬 수 있다. 스퍼터링에 의한 텅스텐 증착은 산화막과의 접착성은 우수한 반면에 증착과정 동안에 게이트 산화막(SiO2)에 손상을 주어 게이트 산화막의 특성을 열화시킬 수 있다. 반면, 화학기상 증차에 의한 텅스텐 성장은 스퍼터링보다 증착막의 저항이 상대적으로 낮으나 산화막과의 접착성이 좋지 않은 문제를 해결하여야 한다. 본 연구에서는 감압 화학기상 증착(LPCVD)방식을 이용하여 텅스텐 게이트 금속을 100~150$\AA$ 두께의 게이트 산화막(SiO2 또는 N2O 질화막)위에 증착하여 물리 및 전기적 특성을 분석하였다. 물리적 분석을 위하여 XRD, SEM 및 저항등이 증착 조건에 따라서 측정되었으며, 텅스텐 게이트로 구성된 MOS 캐패시터를 제작하여 절연 파괴 강도, 전하 포획 메커니즘 등과 같은 전기적 특성 분석을 실시하였다. 특히 텅스텐의 접착성을 증착조건의 변화에 따라서 분석하였다. 텅스텐 박막의 SiO2와의 접착성은 스카치 테이프 테스트를 실시하여 조사되었고, 증착시의 기판의 온도에 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었다. 또한, 40$0^{\circ}C$ 이상에서 안정한 것을 볼 수 있었다. 텅스텐 박막은 $\alpha$ 및 $\beta$-W 구조를 가질 수 있으나 본 연구에서 성장된 텅스텐은 $\alpha$-W 구조를 가지는 것을 XRD 측정으로 확인하였다. 성장된 텅스텐 박막의 저항은 구조에 따라서 변화되는 것으로 알려져 있다. 증착조건에 따른 저항의 변화는 SiH4 대 WF6의 가스비, 증착온도에 따라서 변화하였다. 특히 온도가 40$0^{\circ}C$ 이상, SiH4/WF6의 비가 0.2일 경우 텅스텐을 증착시킨 후에 열처리를 거치지 않은 경우에도 기존에 발표된 저항률인 10$\mu$$\Omega$.cm 대의 값을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통하여 산화막과의 접착성 문제를 해결하고 낮은 저항을 얻을 수 있었으나, 텅스텐 박막의 성장과정에 의한 게이트 산화막의 열화는 심각학 문제를 야기하였다. 즉, LPCVD 과정에서 발생한 불소 또는 불소 화합물이 게이트의 산화막에 결함을 발생시킴을 확인하였다. 향후, 불소에 의한 게이트 산화막의 열화를 최소화시킬 수 있는 공정 조건의 최저고하 또는 대체게이트 산화막이 적용될 경우, 개발된 연구 결과를 산업체로 이전할 수 있는 가능성이 높을 것을 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.10
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• pp.961-968
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• 1998

In order to investigate the effects of substrate bias voltage on the formation of$ZnS-SiO_2$ protective film in phase change optical disk by R.F. magnetron sputtering method, thin dielectric film was formed on Si wafer and Corning glass by using ZnS(80mol%)-$SiO_2$(20mol%)t arget under argon gas. In this study, the Taguchi experimental method was applied in order to obtain optimum conditions with reduced number of experiments and to control numerous variables effectively. At the same time this method can assure the reproducibility of experiments. Optimum conditions for film formation obtained by above method were target RF power of 200 W. substrate RF power of 20 W, Ar pressure of 5 mTorr. sputtering time of 20 min.. respectively. The phase of specimen was determined by using XRD and TEM. The compositional analysis of specimen was performed by XPS test. In order to measure the thermal resistivity of deposited specimen, annealing test was carried out at $300^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$. For the account of void fraction in thin film, the Bruggeman EMA(Effective Medium Approximation) method was applied using the optical data obtained by Spectroscopic Ellipsometry. According to the results of this work, the existence of strong interaction between bias voltage and sputtering time was confirmed for refractive index value. According to XRD and TEM analysis of specimen, the film structure formed in bias voltage resulted in more refined structures than that formed without bias voltage. But excess bias voltage resulted in grain growth in thin film. It was confirmed that the application of optimum bias voltage increased film density by reduction of void fraction of about 3.7%.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.2
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• pp.254-259
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• 2021

Optical and electrical characteristics of the fluorocarbon films deposited in a high-density C4F8 plasma under various source powers and pressures were investigated. The F/C ratio of the fluorocarbon film deposited in a high-density C4F8 plasma increased with increasing source power and decreasing pressure due to two-step deposition mechanism. The change in the F/C ratio of the film directly affected the optical and electrical characteristics of the fluorocarbon films deposited in a high-density C4F8 plasma. The refractive index of the fluorocarbon film increased with decreasing source power and increasing pressure contrary to the dependence of the film's F/C ratio on the source power and pressure. This was because the increase in the F/C ratio suppressed electronic polarization and weakened the network structures of the film. The resistivity of the fluorocarbon film showed the same behavior as its F/C ratio. In other words, the resistivity increased with increasing source power and decreasing pressure, resulting from stronger repellence of electrons at higher F/C ratios. This work offers the feasibility of the use of the fluorocarbon films deposited in a high-density C4F8 plasma as an alternative to low dielectric constant materials because the optical and electrical properties of the fluorocarbon film can be directly controlled by its F/C ratio.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.1
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• pp.21-26
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• 1997

고주파 마그네트론 반응성 스퍼터링(rf magnetron reactive sputtering)으로 티타늄산화물 박막을 제조하여 산소비율에 따른 반응성 스퍼터링의 증착기구를 조사하고 산소비율 및 기판온도에 따른 산화물 조성의 변화, 미세조직, 광학적 특성의 변화를 연구하였다. 기존의 진공기상증착법으로 증착만 박막에 비해, 금속타겟을 사용하여 높은 증착속도를 얻을 수 있는 반응성 마그네트론 스퍼터링으로 성막한 티타늄산화물 박막은 치밀도가 우수하여 높은 굴절률(2.06)과 높은 광투과율을 보였다. 상온에서 성막된 티타늄 산화물박막의 경우, 산소비율이 낮은 조건에서는 다결정형의조직을 보였으나 산소비율이 높은 경우에는 비정질조직을 나타냈으며, 기판온도가 30$0^{\circ}C$ 이상에서는 산소비율에 상관없이 다결정형의 조직을 나타냈다. 하지만 산소비율이 임계값이상에서는 박막의 조성, 증착속도 등이 거의 변하지 않는 안정된 증착조건을 보였다. 30% 이상의 산소비율의 반응성 스퍼터링의 조건에서는 TiO$_{2}$의 조성의 박막으로 성장하여 약 3.82-3.87 eV의 band gap을 나타냈으며 기판온도의 증가에 따라 비정질 TiO$_{2}$에서 다결정 TiO$_{2}$으로 조직의 변화를 보여 광투과도도 약간 증가하는 경향을 나타냈다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.9 no.3
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• pp.162-167
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• 1998

$SiO_xF_y$ optical thin films of lower refractive indices than glass substrates were fabricated by the CF$_4$ ion beam assisted deposition method and the optical, structural and chemical properties of them were investigated. Refractive index of $SiO_xF_y$ films was varied from 1.455 to 1.394 by decreasing the anode voltage or from 1.462 to 1.430 by increasing the current density of end-Hall ion source. FT-IR and XPS analyses show that as the F concentration increases, the Si-O bond at $1080m^{-1}$ shifts to higher wavenumber, the OH bonds are reduced drastically, and the fluorine atoms at the air-film interface are desorbed out by reacting with $H_2O$ in the atmosphere. $SiO_xF_y$ thin films are amorphous by the XRD analysis and have the compressive stress below 0.3 GPa. As an application of $SiO_xF_y$ thin films a two-layer antireflection coating was fabricated using a $SiO_xF_y$ film as a low refractive index layer and a Si film as an absorbing one.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.10a
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• pp.995-998
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• 2003

TiO$_2$ thin films have been grown by MOCVD. Envelope methods are applied to the analysis of the transmission spectra to obtain the optical constants such as refractive indices and extinction coefficients for the TiO$_2$ thin films. The envelope methods are proved to be accurate by simulating the transmission spectra. TiO$_2$ thin films start to crystallize at 35$0^{\circ}C$ and then crystallize fully into anatase phase at foot or higher temperatures. Activation energies are obtained by plotting the deposition rate with varying the substrate temperature. It is 17.8 kcal/mol for the reaction limited regions. The refractive infer and the extinction coefficient of the TiO$_2$ thin film at λ=632.8 nm increases from 2.19 to 2.32 and decreases from 0.021 to 0.007, respectively, as the substrate temperature increases from 400 to $600^{\circ}C$.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.19 no.3
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• pp.193-198
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• 2008

A novel refractive index sensor, which consists of polymer channel waveguide overlaid with $TiO_2$ thin film, is demonstrated. To evaluate the fabricated sensor, we measured the polarimetric interference induced by concentration change of injected glycerol solution. Our experimental results show that thicker $TiO_2$ film improves the sensitivity of the polarimetric interferometer. For the fabricated waveguide with a 20 nm thick $TiO_2$ film, the measured index change to lead phase variation of $2{\pi}$ is $1.8{\times}10^{-3}$.