• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.10 no.1
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• pp.1-8
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• 2001

Conventional microgyroscopes of vibrating type require resonant frequency tuning of the driving and sensing modes to achieve high sensitivity. These tuning conditions depend on each fabricated microgyroscopes, even though the microgyroscopes are identically designed. A new micromachined resonator, which is applicable to microgyroscopes with self-toning characteristics, is presented. Since the laterally driven two degrees of freedom (2DOF) resonator was designed as a symmetric structure with identical stiffness in two orthogonal axes, the resonator is applicable to vibrating microgyroscopes, which do not need mode tuning. A dynamic model of the resonator was derived considering gyroscopic application. The dynamic model was evaluated by experimental comparison with fabricated resonators. The microgyroscopes were fabricated using a simple 2-mask-process of a single polysilicon layer deposited on an insulator layer. The feasibility of the resonator as a vibrating microgyroscopes with self-tuning capability is discussed. The fabricated resonators of a particular design have process-induced non-uniformities that cause different resonant frequencies. For several resonators, the standard deviations of the driving and sensing frequencies were as high as 1232Hz and 1214Hz, whereas the experimental average detuning frequency was 91.75Hz. The minimum detuned frequency was 68Hz with $0.034mVsec/^{\circ}$ sensitivity. The sensitivity of the microgyroscopes was low due to process-induced non-uniformity; the angular rate bandwidth, however, was wide. This resonator could be successfully applicable to a vibrating microgyroscopes with high sensitivity, if improvements in uniformity of the fabrication process are achieved. Further developments in improved integrated circuits are expected to lower the noise level even more.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.5
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• pp.368-376
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• 1999

This paper predicts the changes in the spring constant, the resonant frequency, the electrostatic force, and the displacement of a resonant structure due to non-ideal anisotropic RIE etching process. First, a $6\;{\mu}m$ thick polysilicon was etched by RIE and the anisotropy of the etched structure was measured as a function of a RF power, a $Cl_2$ flow rate and a chamber pressure. In the experimental results, an anisotropy was decreased as the RF power, the $Cl_2$ flow rate, or the chamber pressure was increased. A comb actuator's operation characteristic was predicted depending on the anisotropy variations in RIE etching. Comb actuators with three different support beam structures were investigated : fixed-fixed, crab-leg, and double crab-leg. As the RIE etch anisotropy becomes non-ideal, i.e. the cross section becomes rather a trapezoidal than a rectangular shape, it decreases spring constant, resonant frequency and electrostatic force of a comb actuator but it increases the displacement of the mass. Among the three structures, the comb actuator with double crab-leg support beams is more influenced by anisotropy variation in RIE etch than other two.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.8 no.1
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• pp.25-32
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• 2007

We investigated the silicide reaction stability between 10 nm-Col-xNix alloy films and silicon substrates with the existence of 4 nm-thick natural oxide layers. We thermally evaporated 10 nm-Col-xNix alloy films by varying $x=0.1{\sim}0.9$ on naturally oxidized single crystal and 70 nm-thick polycrystalline silicon substrates. The films structures were annealed by rapid thermal annealing (RTA) from $600^{\circ}C$ to $1100^{\circ}C$ for 40 seconds with the purpose of silicidation. After the removal of residual metallic residue with sulfuric acid, the sheet resistance, microstructure, composition, and surface roughness were investigated using a four-point probe, a field emission scanning electron microscope, a field ion bean4 an X-ray diffractometer, and an Auger electron depth profiling spectroscope, respectively, to confirm the silicide reaction. The residual stress of silicon substrate was also analyzed using a micro-Raman spectrometer We report that the silicide reaction does not occur if natural oxides are present. Metallic oxide residues may be present on a polysilicon substrate at high silicidation temperatures. Huge residual stress is possible on a single crystal silicon substrate at high temperature, and these may result in micro-pinholes. Our results imply that the natural oxide layer removal process is of importance to ensure the successful completion of the silicide process with CoNi alloy films.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.107-107
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• 2000

최근 반도체 소자의 고집적화 및 대용량화의 경향에 다라 MOSFET 소자 제작에 이동되는 게이트 산화막의 두께가 수 nm 정도까지 점점 얇아지는 추세이고 Giga-DRAM급 차세대 UNSI소자를 제작하기 위해 5nm이하의 게이트 절연막이 요구된다. 이런 절연막의 두께감소는 게이트 정전용량을 증가시켜 트랜지스터의 속도를 빠르게 하며, 동시에 저전압동작을 가능하게 하기 때문에 게이트 산화막의 두께는 MOS공정세대가 진행되어감에 따라 계속 감소할 것이다. 따라서 절연막 두께는 소자의 동작 특성을 결정하는 중요한 요소이므로 이에 대한 정확한 평가 방법의 확보는 공정 control 측면에서 필수적이다. 그러나, 절연막의 두께가 작아지면서 게이트 산화막과 crystalline siliconrksm이 계면효과가 박막의 두께에 심각한 영향을 주기 때문에 정확한 두께 계측이 어렵고 계측방법에 따라서 두께 계측의 차이가 난다. 따라서 차세대 반도체 소자의 개발 및 양산 체계를 확립하기 위해서는 산화막의 두께가 10nm보다 작은 1nm-5nm 수준의 박막 시료에 대한 두께 계측 방법이 확립이 되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 습식 산화 공정으로 제작된 3nm-7nm 의 게이트 절연막을 현재까지 알려진 다양한 두께 평가방법을 비교 연구하였다. 절연막을 MEIS (Medim Energy Ion Scattering), 0.015nm의 고감도를 가지는 SE (Spectroscopic Ellipsometry), XPS, 고분해능 전자현미경 (TEM)을 이용하여 측정 비교하였다. 또한 polysilicon gate를 가지는 MOS capacitor를 제작하여 소자의 Capacitance-Voltage 및 Current-Voltage를 측정하여 절연막 두께를 계산하여 가장 좋은 두께 계측 방법을 찾고자 한다.다. 마이크로스트립 링 공진기는 링의 원주길이가 전자기파 파장길이의 정수배가 되면 공진이 일어나는 구조이다. Fused quartz를 기판으로 하여 증착압력을 변수로 하여 TiO2 박막을 증착하였다. 그리고 그 위에 은 (silver)을 사용하여 링 패턴을 형성하였다. 이와 같이 공진기를 제작하여 network analyzer (HP 8510C)로 마이크로파 대역에서의 공진특서을 측정하였다. 공진특성으로부터 전체 품질계수와 유효유전율, 그리고 TiO2 박막의 품질계수를 얻어내었다. 측정결과 rutile에서 anatase로 박막의 상이 변할수록 유전율은 감소하고 유전손실은 증가하는 결과를 나타내었다.의 성장률이 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 줄어들어 성장률이 Silane가스량에 의해 지배됨을 볼 수 있다. UV-VIS spectrophotometer에 의한 비정질 SiC 박막의 투과도와 파장과의 관계에 있어 유리를 기판으로 사용했으므로 유리의투과도를 감안했으며, 유리에 대한 상대적인 비율 관계로 투과도를 나타냈었다. 또한 비저질 SiC 박막의 흡수계수는 Ellipsometry에 의해 측정된 Δ과 Ψ값을 이용하여 시뮬레이션한 결과로 비정질 SiC 박막의 두께를 이용하여 구하였다. 또한 Tauc Plot을 통해 박막의 optical band gap을 2.6~3.7eV로 조절할 수 있었다. 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.부터 전분-지질복합제의 형성 촉진이 시사되었다.이것으로 인하여 호화억제에 의한 노화 방지효과가 기대되었지만 실제로 빵의 노화는 현저히 진행되었다