• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
• /
• pp.65-66
• /
• 1996

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제23권10호
• /
• pp.763-766
• /
• 2010

By improving the conducting process of metal source/drain (S/D) in direct contact with the channel, schottky barrier metal-oxide-semiconductor field effect transistors (SB MOSFETs) reveal low extrinsic parasitic resistances, offer easy processing and allow for well-defined device geometries down to the smallest dimensions. In this work, we investigated the arrhenius plots of the SB MOSFETs with different S/D schottky barrier (SB) heights between simulated and experimental current-voltage characteristics. We fabricated SB MOSFETs using difference S/D metals such as Cr (${\Phi}_{Cr}$ ~4.5 eV) and Ni (${\Phi}_{Ni}$~5.2 eV), respectively. Schottky barrier height (${\Phi}_B$) of the fabricated devices were measured to be 0.25~0.31 eV (Cr-S/D device) and 0.16~0.18 eV (Ni-S/D device), respectively in the temperature range of 300 K and 475 K. The experimental results have been compared with 2-dimensional simulations, which allowed bandgap diagram analysis.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제23권12호
• /
• pp.184-190
• /
• 2009

표면의 친수성 작용기 형성과 접촉각 향상을 위하여 대기압 플라즈마를 이용하여 Tri-acetyl-cellulose(TAC) 필름에 대한 표면개질을 연구하였다. TAC 필름의 표면개질 목적으로 대기압에서 플라즈마를 발생시키기 위한 Dielectric barrier discharge(DBD) 구조의 플라즈마 반응기 내에서 이온화된 질소 플라즈마를 사용하였다. 플라즈마 처리 공정변수인 처리속도, 방전전력, 방전 갭 및 질소 가스 유속을 변화시켜가며 접촉각을 측정하여 접촉각과 표면에너지 변화를 검토하였다. 대기압 플라즈마 처리속도 100[mm/sec], 방전 전력 1.5[kW], 방전 갭 2[mm] 및 $N_2$ 가스유량 140[LPM] 에서 가장 높은 접촉각과 표면에너지 값을 보였다. 표면친수화의 정도는 플라즈마 방전 전력과 처리 시간에 의존하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.115-115
• /
• 1999

GaN는 직접천이형 wide band gap(3.4eV) 반도체로서 청색/자외선 발광소자 및 고출력 전자장비등에의 응용성 때문에 폭넓게 연구되고 있다. 이러한 넓은 분야의 응용을 위해서는 열 적으로 안정된 Ohmic contact을 반드시 실현되어야 한다. n-type GaN의 경우에는 GaN계면에서의 N vacancy가 n-type carrier로 작용하기 때문에 Ti, Al, 같은 금속을 접합하여 nitride를 형성함에 의해서 낮은 접촉저항을 갖는 Ohmic contact을 하기가 쉽다. 그러나 p-type의 경우에는 일 함수가 크고 n-type와 다르게 nitride가 형성되지 않는 금속이 Ohmic contact을 할 가능성이 많다. 시료는 HF(HF:H2O=1:1)에서 10분간 초음파 세척을 한 후 깨끗한 물에 충분히 헹구었다. 그런 후에 고순도 Ar 가스로 건조시켰다. Pd와 Ni은 열적 증착법(thermal evaporation)을 사용하여 p-GaN에 상온에서 증착하였다. 현 연구에서는 열처리에 의한 Pd의 clustering을 줄이기 위해서 wetting이 좋은 Ni을 Pd 증착 전과 후에 삽입하였으며, monchromatic XPS(x-ray photoelectron spectroscopy) 와 SAM(scanning Auger microscopy)을 사용하여 열처리 전과 40$0^{\circ}C$, 52$0^{\circ}C$ 그리고 695$0^{\circ}C$에서 3분간 열처리 후의 온도에 따른 morphology 변화, 계면반응(interfacial reaction) 및 벤드 휨(band bending)을 비교 연구하였다. Nls core level peak를 사용한 band bending에서 Schottky barrier height는 Pd/Ni bi-layer 접합시 2.1eV를, Ni/Pd bi-layer의 경우에 2.01eV를 얻었으며, 이는 Pd와 Ni의 이상적인 Schottky barrier height 값 2.38eV, 2.35eV와 비교해 볼 때 매우 유사한 값임을 알 수 있다. 시료를 후열처리함에 의해 52$0^{\circ}C$까지는 barrier height는 큰 변화가 없으나, $650^{\circ}C$에서 3분 열처리 후에 0.36eV, 0.28eV 만큼 band가 더 ？을 알 수 있었다. Pd/Ni 및 Ni/Pd 접합시 $650^{\circ}C$까지 후 열 처리 과정에서 계면에서 matallic Ga은 온도에 비례하여 많은 양이 형성되어 표면으로 편석(segregation)되어지나, In-situ SAM을 이용한 depth profile을 통해서 Ni/Pd, Pd/Ni는 증착시 uniform하게 성장함을 알 수 있었으며, 후열처리 함에 의해서 점차적으로 morphology 의 변화가 일어나기 시작함을 볼 수 있었다. 이는 $650^{\circ}C$에서 열처리 한후의 ex-situ AFM을 통해서 재확인 할 수 있었다. 이상의 결과로부터 GaN에 Pd를 접합 시 심한 clustering이 형성되어 Ohoic contact에 문제가 있으나 Pd/Ni 혹은 Ni/Pd bi-layer를 사용함에 의해서 clustering의 크기를 줄일 수 있었다. Clustering의 크기는 Ni/Pd bi-layer의 경우가 작았으며, $650^{\circ}C$ 열처리 후에 barrier height는 Pd/Ni bi-layer의 경우에도 Ni의 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제51권4호
• /
• pp.147-151
• /
• 2002

The resistances of metal2 contact to metall and poly Si are checked by various RF etch conditions in terms of pre-cleaning. The changes of resistance are evaluated by statistical analysis method(SAS) for the AC bias power, coil power and RF target. The contact area on poly Si is shown by TEM image and the distributions of contact resistance according to ar etch target and RTP are investigated. The RTP groups have larger variations than normal RF etch targets. When the RF etch target becomes lower and coil power becomes higher, the resistances of metal2 contact to metals and poly Si have lower contact resistance. But the condition of AC bias power did not satisfied low meta12 contacts resistance for metall and poly Si simultaneously. The R-square of ststistical analysis was 0.98 for resistances of meta12 contact to poly Si and 0.87 for resistances of meta12 contact to metall.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.113-113
• /
• 2000

직접천이형 wide band gap(3.4eV) 반도체중의 하나인 GaN를 청색 및 자외선 laser diode, 고출력 전자장비 등으로 응용하기 위해서는 낮은 접합저항을 갖는 Ohmic contact이 선행되어야 한다. 그러나 만족할만한 p-type GaN의 Ohmic contact은 아직 실현되고 있지 못하며, 이는 GaN와 접합 금속과의 구체적인 반응의 연구를 필요로 한다. 본 연구에서 앞서 Pt, Pt, Ni등의 late transition metal을 p-GaN에 접합시킨 결과 이들은 접합 당시 비교적 평탄하나 후열 처리과정에서 비교적 낮은 온도에서 기판과 열팽창계수의 차이로 인하여 평탄성을 잃어버리면서 barrier height가 증가한다는 사실을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 열적 불안정성을 극복하기 위하여 Ni과 Pd를 차례로 증착하고 가열하면서 interfacial reaction, film morphology, Fermi level의 움직임을 monchromatic XPS(x-ray photoelectron spectroscopy) 와 SAM(scanning Auger microscopy) 그리고 ex-situ AFM을 이용하여 밝히고자 하였다. 특히 후열처리에 의한 계면 반응에 수반되는 구성 금속원소 간의 합금현상과 금속 층의 평탄성이 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하였다. 이러한 합금과정에서 나타나는 금속원소들의 중심 준위의 이동을 체계적으로 규명하기 위해서 Pd1-xNix와 Pd1-xGax 합금들의 표준시료를 arc melting method로 만들어 농도에 따른 금속원소들의 중심 준위의 이동을 측정하여, Pd/Ni/p-GaN 및 Ni/Pd/p-GaN 계에서 열처리 온도에 따른 interfacial reaction을 확인하였다. 그 결과 두 계가 상온에서 nitride 및 alloy를 형성하지 않고 고르게 증착되고, 열처리 온도를 40$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$까지 증가시킴에 따라 계면반응의 부산물인 metallic Ga은 증가하고 있으마 nitride는 여전히 형성되지 않는 것을 확인하였다. 증착당시 Ni이 계면에 있는 Pd/Ni/p-GaN의 경우에는 52$0^{\circ}C$까지의 열처리에 의하여 Ni과 Pd가 골고루 섞이고 그 평탄성도 유지되고 barier height의 변화도 없었다. 더 높은 $650^{\circ}C$ 가열에 의해서는 surface free energy가 작은 Ga의 활발한 편석 현상으로 인해 표면은 Ga이 풍부한 Pd-Ga의 합금층으로 덮이고, 동시에 작은 pinhole들이 발생하며 barrier height도 0.3eV 가량 증가하게 된다. 반면에 증착당시 Pd이 계면에 있는 Ni/Pd/p-GaN의 경우에는 40$0^{\circ}C$의 가열까지는 두 금속이 그들 계면에서부터 섞이나, 52$0^{\circ}C$의 가열에 의해 이미 barrier height가 0.2eV 가량 증가하기 시작하였다. 더 높은 $650^{\circ}C$가열에 의해서는 커다란 pinhole, 0.5eV 가량의 barrier height 증가, Pd clustering이 동시에 관찰되었다. 따라서 Ni과 Pd의 일함수는 물론 thermal expansion coefficient가 거의 같으며 surface free energy도 거의 일치한다는 점을 감안하면, 이렇게 뚜렷한 열적 안정성의 차이는 GaN와 contact metal과의 반응시작 온도(disruption onset temperature)의 차이에 기인함을 알 수 있었다. 즉 계면에서의 반응에 의해 편석되는 Ga에 의해 박막의 strain이 이완되면, pinhole 등의 박막결함이 줄어 들고, 이는 계면의 N의 out-diffusion을 방지하여 p-type GaN의 barrier height 증가를 막게 된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.438-439
• /
• 2013

Microelectronic devices의 접촉저항의 향상을 위해 Metal silicides의 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지난 수십년에 걸쳐, Ti silicide, Co silicide, Ni silicide 등에 대한 개발이 이루어져 왔으나, 계속적인 저저항 접촉 소재에 대한 요구에 의해 최근에는 Rare earth silicide에 관한 연구가 시작되고 있다. Rare-earth silicide는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 schottky barrier contact (~0.3 eV)를 이룬다. 또한, 비교적 낮은 resistivity와 hexagonal AlB2 crystal structure에 의해 Si과 좋은 lattice match를 가져 Si wafer에서 high quality silicide thin film을 성장시킬 수 있다. Rare earth silicides 중에서 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 낮은 schottky barrier 응용에서 쓰이고 있다. 이로 인해, n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로써 주목받고 있다. 특히 ytterbium과 molybdenum co-deposition을 하여 증착할 경우 thin film 형성에 있어 안정적인 morphology를 나타낸다. 또한, ytterbium silicide와 마찬가지로 낮은 면저항과 electric work function을 갖는다. 그러나 ytterbium silicide에 molybdenum을 화합물로써 높은 농도로 포함할 경우 높은 schottky barrier를 형성하고 epitaxial growth를 방해하여 silicide film의 quality 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 ytterbium과 molybdenum의 co-deposition에 따른 silicide 형성과 전기적 특성 변화에 대한 자세한 분석을 TEM, 4-probe point 등의 다양한 분석 도구를 이용하여 진행하였다. Ytterbium과 molybdenum을 co-deposition하기 위하여 기판으로 $1{\sim}0{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항을 갖는 low doped n-type Si (100) bulk wafer를 사용하였다. Native oxide layer를 제거하기 위해 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 wafer를 세정하였다. 그리고 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 Ytterbium과 molybdenum을 동시에 증착하였다. RE metal의 경우 oxygen과 높은 반응성을 가지므로 oxidation을 막기 위해 그 위에 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, 진공 분위기에서 rapid thermal anneal(RTA)을 이용하여 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium silicides를 형성하였다. 전기적 특성 평가를 위한 sheet resistance 측정은 4-point probe를 사용하였고, Mo doped ytterbium silicide와 Si interface의 atomic scale의 미세 구조를 통한 Mo doped ytterbium silicide의 형성 mechanism 분석을 위하여 trasmission electron microscopy (JEM-2100F)를 이용하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.109-112
• /
• 2008

고집적화된 반도체 소자 기술은 나날이 발전하고 있다. 특히 금속 배선을 위한 박막제조 공정에서 배선 선폭은 감소하고 있으며, 그 길이는 더욱 증가하게 되었다. 이러한 상황에서 금속 배선 물질에 대한 연구가 진행 되었고 그 결과 Cu가 그 대안으로 인식되었다. 하지만 Cu는 저온에서도 Si기판과 반응하므로 인하여 접촉면의 저항이 급격히 증가하여 소자로써의 기능이 불가능하게 되는 단점이 있다. 따라서 이러한 Cu와 Si기판 사이의 반응을 효과적으로 방지할 확산방지막의 개발이 필수 요건이 되었다. 본 연구는 Cu의 확산을 방지하는 W-C-N 확산방지막에 대한 연구로 질소비율과 열처리 온도를 변화하여 실험하였으며, 특히 격자상수 변화를 통하여 W-C-N 확산방지의 특성에 대하여 연구하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
• /
• 제8권4호
• /
• pp.246-251
• /
• 2003

The blood-brain barrier (BBB) is composed of the brain capillaries, which are lined by endothelial cells displaying extremely tight intercellular junctions. Several attempts at creating an in vitro model of the BBB have been met with moderate success as brain capillary endothelial cells lose their barrier properties when isolated in cell culture. This may be due to a lack of recreation of the in vivo endothelial cellular environment in these models, including nearly constant contact with astrocyte foot processes. This work is motivated by the hypothesis that growing endothelial cells on one side of an ultra-thin, highly porous membrane and differentiating astrocyte or astrogliomal cells on the opposite side will lead to a higher degree of interaction between the two cell types and therefore to an improved model. Here we describe our initial efforts towards testing this hypothesis including a procedure for membrane fabrication and methods for culturing endothelial cells on these membranes. We have fabricated a 1 $\mu\textrm{m}$ thick, 2.0 $\mu\textrm{m}$ pore size, and 55% porous membrane with a very narrow pore size distribution from low-stress silicon nitride (SiN) utilizing techniques from the microelectronics industry. We have developed a base, acid, autoclave routine that prepares the membranes for cell culture both by cleaning residual fabrication chemicals from the surface and by increasing the hydrophilicity of the membranes (confirmed by contact angle measurements). Gelatin, fibronectin, and a 50/50 mixture of the two proteins were evaluated as potential basement membrane protein treatments prior to membrane cell seeding. All three treatments support adequate attachment and growth on the membranes compared to the control.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제16권3호
• /
• pp.151-155
• /
• 2015

We fabricated the Cu Schottky contact on an n-type Ge wafer and investigated the forward bias current-voltage (I-V) characteristics in the temperature range of 100~300 K. The zero bias barrier height and ideality factor were determined based on the thermionic emission (TE) model. The barrier height increased and the ideality factor decreased with increasing temperature. Such temperature dependence of the barrier height and the ideality factor was associated with spatially inhomogeneous Schottky barriers. A notable deviation from the theoretical Richardson constant (140.0 Acm^-2K^-2 for n-Ge) on the conventional Richardson plot was alleviated by using the modified Richardson plot, which yielded the Richardson constant of 392.5 Acm^-2K^-2. Finally, we applied the theory of space-charge-limitedcurrent (SCLC) transport to the high forward bias region to find the density of localized defect states (N_t), which was determined to be 1.46 × 10¹² eV^-1cm^-3.