• Advances in nano research
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• 제5권3호
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• pp.261-279
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• 2017

Spectroscopic investigation of Si quantum dots (Si-QDs) embedded in silicon nitride was performed over a broad stoichiometry range to optimize light emission. Plasma-enhanced chemical vapor deposition was used to grow the $SiN_x$ films on Si (001) substrates. The film composition was controlled via the flow ratio of silane ($SiH_4$) and ammonia ($NH_3$) in the range of R = 0.45-1.0 allowed to vary the Si excess in the range of 21-62 at.%. The films were submitted to annealing at $1100^{\circ}C$ for 30 min in nitrogen to form the Si-QDs. The properties of as-deposited and annealed films were investigated using spectroscopic ellipsometry, Fourier transform infrared spectroscopy, Raman scattering and photoluminescence (PL) methods. Si-QDs were detected in $SiN_x$ films demonstrating the increase of sizes with Si excess. The residual amorphous Si clusters were found to be present in the films grown with Si excess higher than 50 at.%. Multi-component PL spectra at 300 K in the range of 1.5-3.5 eV were detected and nonmonotonous varying total PL peak versus Si excess was revealed. To identify the different PL components, the temperature dependence of PL spectra was investigated in the range of 20-300 K. The analysis allowed concluding that the "blue-orange" emission is due to the radiative defects in a $SiN_x$ matrix, whereas the "red" and "infrared" PL bands are caused by the exciton recombination in crystalline Si-QDs and amorphous Si clusters. The nature of radiative and no radiative defects in $SiN_x$ films is discussed. The ways to control the dominant PL emission mechanisms are proposed.

• 한국진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.225-232
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• 2012

수명 측정법과 동시 계수 도플러 넓어짐 양전자 소멸 분광법으로 p형과 n형 실리콘 시료에 3.98 MeV 에너지를 가진 $0.0{\sim}20.0{\times}10^{13}\;protons/cm^2$ 양성자 빔 조사에 의한 결함을 측정하여 실리콘 결함 특성에 대하여 조사하였다. 양전자와 전자의 쌍소멸로 발생하는 감마선 스펙트럼의 전자 밀도 에너지를 수리적 해석 방법인 S-변수와 열린 부피 결함에 대한 측정법으로서 양전자 수명 ${\tau}_1$과 ${\tau}_2$, 이에 따른 밀도 $I_1$과 $I_2$를 사용하여, 시료의 구조 변화를 측정하였다. 본 연구에서 측정된 S-변수와 양전자 수명은 시료에 조사된 양성자 조사량의 변화에 따라 결함이 증가하였으며, 양전자 수명 측정과 같은 경향을 보여준다. SRIM의 결과로써, 양성자 조사 에너지에 따른 Bragg 피크 때문에 양성자는 시료의 특정 깊이에 주로 결함을 형성하여 시료 전체에는 결함으로 잘 나타나지 않기 때문이다. 빔의 조사량에 따른 결함의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• Advances in nano research
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• 제2권1호
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• pp.1-14
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• 2014

Dislocations are basic crystal defects and represent one-dimensional native nanostructures embedded in a perfect crystalline matrix. Their structure is predefined by crystal symmetry. Two-dimensional, self-organized arrays of such nanostructures are realized reproducibly using specific preparation conditions (semiconductor wafer direct bonding). This technique allows separating dislocations up to a few hundred nanometers which enables electrical measurements of only a few, or, in the ideal case, of an individual dislocation. Electrical properties of dislocations in silicon were measured using MOSFETs as test structures. It is shown that an increase of the drain current results for nMOSFETs which is caused by a high concentration of electrons on dislocations in p-type material. The number of electrons on a dislocation is estimated from device simulations. This leads to the conclusion that metallic-like conduction exists along dislocations in this material caused by a one-dimensional carrier confinement. On the other hand, measurements of pMOSFETs prepared in n-type silicon proved the dominant transport of holes along dislocations. The experimentally measured increase of the drain current, however, is here not only caused by an higher hole concentration on these defects but also by an increasing hole mobility along dislocations. All the data proved for the first time the ambipolar behavior of dislocations in silicon. Dislocations in p-type Si form efficient one-dimensional channels for electrons, while dislocations in n-type material cause one-dimensional channels for holes.

• 한국진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.326-336
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• 1997

트랜지스터의 소오스/드레인 접합 특성에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 이온 주입 시 발생한 실리콘 내에 발생한 결합이라는 사실에 착안하여, 기존 소오스/드레인 접합 형성 공정과 다른 새로운 방식을 도입하여 이온 주입에 의해 생긴 결함의 제어를 통해 고품질 초 저접합 $p^+$-n접합을 형성하였다. 기존의 $p^+$소오스/드레인 접합 형성 공정은 $^{49}BF_2^+$ 이온 주입 후 층간 절연막들인 TEOS(Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate)막과 BPSG(Boro-Phospho-Silicate-Glass)막을 증착 후 BPSG막 평탄화를 위한 furnace annealing 공정으로 진행된다. 본 연구에서는 이러한 기존 공정과는 달리 층간 절연막 증착 전 저온 RTA첨가 방법, $^{49}BF_2^+$와 $^{11}B^+$ 을 혼합하여 이온 주입하는 방법, 그리고 이온 주입 후 잔류 산화막을 제거하고 MTO(Medium temperature CVD oxide)를 증착하는 방법을 제시하 였으며, 각각의 방법은 모두 이온 주입에 의한 실리콘 내 결합 농도를 줄여 기존의 방법보 다 더 우수한 양질의 초 저접합을 형성할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제25권2호
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• pp.90-94
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• 2015

We prepared 8 samples of non-silver and silver-added master alloys containing silicon to confirm the existence of nickel-silicides. We then prepared products made of 14K and 18K white gold by using the prepared master alloys containing 0.25, 0.35, and 0.50 wt% silicon to check for nickel release. We then employed the EN 1811 testing standard to investigate the nickel release of the white gold products, and we also confirmed the color of the white gold products with an UV-VIS-NIR-color meter. We observed $NiSi_x$ residue in all master alloys containing more than 0.50 wt% Si with EDS-nitric acid etching. For the white gold products, we could not confirm the existence of $NiSi_x$ through XRD after aqua-regia etching. In the EN 1811 test, only the white gold products with 0.25 wt% silicon master alloys successfully passed the nickel release regulations. Moreover, we confirmed that our white gold products showed excellent Lab indices as compared to those of commercial white gold ones, and the silver-added master alloys offered a larger L index. Our results indicate that employing 0.25 wt% silicon master alloys might be suitable for white gold products without nickel-silicide defects and nickel release problems.

• 한국광학회지
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• 제16권2호
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• pp.113-120
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• 2005

LCD-BLU(liquid crystal device-back light unit)에 사용되는 도광판의 미세 산란패턴을 만드는 새로운 방법으로서, 실리콘 웨이퍼의 비등방 식각에 의해 자연적으로 형성되는 3차원 결정면 구조를 이용하는 방법을 제안하였다. 실리콘 3차원 결정면을 갖는 도광판과 프리즘 시트의 원판을 설계 및 제작하였고, casting 공정을 통해 PDMS 재질로 복제된 도광판을 제작하여 특성을 분석하였다. 측정 결과, 기존 인쇄형 도광판에 비해 실리콘피라미드 패턴의 도광판이 $10\%$ 증가된 정면 휘도 효율을 가질 수 있음을 실험적으로 검증하였다.

• 한국광학회지
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• 제33권5호
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• pp.218-229
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• 2022

실리콘 카바이드(SiC) 소재를 이용해서 위성용 대구경 망원경의 경량 반사경을 제작하는 과정에서 발생할 수 있는 결함과 SiC 소재의 기계 및 열적 특성을 조사했다. SiC 반사경 제작에는 advanced ceramic material (ACM) 공법이라고 불리는 탄소성형체를 이용한 액상 실리콘 침투 소결법 및 화학기상 증착법이 사용되었으며, 크기와 형상이 다른 네 가지 SiC 반사경을 개발했다. 반사경의 크기 및 형상에 따라 구분하여 광학 소재의 결함을 검사하는 기준과 방법을 체계적으로 제시했고, 경면 표면검사 및 소재 내부 결함 탐지를 위한 비파괴 검사법과 결과에 대해 분석했다. 또한, 반사경을 설계하고, 최종 완성품의 기계적 열적 안정성을 계산하고 예측하기 위해 필요한 밀도, 탄성계수, 비열, 열전달 계수 등을 포함한 14종의 물성 계수 측정값을 공인시험을 통해 추출했으며, 특히 측정 신뢰도 향상을 위해 주요 물성인 탄성계수, 열팽창 계수, 굽힘 강도 측정 방법과 결과에 대해 자세히 연구했다.

• 한국재료학회지
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• 제12권11호
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• pp.883-888
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• 2002

We investigated the void formation in composite-titanium silicide($TiSi_2$) process. We varied the process conditions of polycrystalline/amorphous silicon substrate, composite $TiSi_2$ deposition temperature, and silicidation annealing temperature. We report that the main reason for void formation is the mass transport flux discrepancy of amorphous silicon substrate and titanium in composite layer. Sheet resistance in composite $TiSi_2$ without patterns is mainly affected by silicidation rapid thermal annealing (RTA) temperature. In addition, sheet resistance does not depend on the void defect density. Sheet resistance with sub-0.5 $\mu\textrm{m}$ patterns increase abnormally above $850^{\circ}C$ due to agglomeration. Our results imply that $sub-750^{\circ}C$ annealing is appropriate for sub 0.5 $\mu\textrm{m}$ composite X$sub-750_2$ process.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.99-100
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• 2009

SGOI 1T-DRAM cells with various Ge mole fractions were fabricated and compared to the SOI 1T-DRAM cell. SGOI 1T-DRAM cells have a higher leakage current than SOI 1T-DRAM cell at subthreshold region. The leakage current due to crystalline defects and interface states at Si/SiGe increased with Ge mole. This phenomenon causes sensing margin and the retention time of SGOI 1T-DRAMs decreased with increase of Ge mole fraction.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 춘계학술대회 논문집 전자세라믹스 센서 및 박막재료 반도체재료 일렉트렛트 및 응용기술
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• pp.47-51
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• 2000

A modified direct bonding technique employing a wet chemical deposition of $SiO_2$ film on a wafer surface to be bonded is proposed for the fabrication of Si-$SiO_2$-Si structures. Structural and electrical quality of the bonded wafers is studied. Satisfied insulating properties of interfacial $SiO_2$ layers are demonstrated. Elastic strain caused by surface morphology is investigated. The diminution of strain in the grooved structures is semi-quantitatively interpreted by a model considering the virtual defects distributed over the interfacial region.