Si(001)기판 위에 형성시킨 Zr-silicide의 전기적, 물리적 특성에 관한 연구를 하였다. Zr 박막은 전자빔 증착기를 사용하여 증착하였으며, 500˚C 열처리하여 Zr-silicide를 형성시켰다. 각 온도에서 열처리된 Zr-silicide시편의 상형성, 전기적 특성, 화학적 조성, 표면 및 계면 형상을 XRD, four-point probe, AES, TEM과 HRTEM으로 분석하였다. 분석 결과 600˚C부터 Zr과 Si기판의 계면에서 C49 ZrSi2의 생성이 관찰되었다. Zr-Silicide박막의 비저항은 C49 ZrSi2의 형성에 영향을 받는 것으로 관찰되었으며, 500˚C 열처리 후에는 184.3 μΩ-cm로 낮아졌으며, C49 ZrSi2가 박막에 완전히 형성된 800˚C 열처리 후에는 32μΩ-cm의 낮은 저항을 나타내었다. 형성된 C49 ZrSi2박막은 균질한 화학적 조성을 하고 있음을 AES 분석으로 확인하였다. Zr-silicide의 표면 및 계면의 형상을 TEM과 HRTEM으로 관찰하였으며, 600˚C 열처리 후에 계면에서 ZrSi2의 상형성이 시작되는 것을 관찰하였다. 800˚C 열처리 후에도 계면과 표면형상은 비교적 균질한 형상이 유지되었음이 관찰되었으며, 이는 C49 ZrSi2가 높은 온도에서도 잘 응집되지 않으며 고온 안정성을 가지는 재료임이 관찰되었다.

본 논문은 용액법으로 성장시킨 저밀도 폴리에틸렌 박막의 냉각 조건에 따른 결정화도의 관계와 냉각 조건에 따른 전기전도현상, 유전특성 및 절연파괴에 관하 연구로서 박막은 140[˚C]에서 2시간 유지후 냉각 조건을 달리하여 제작하였다. 결정화도는 XRD를 이용하여 측정하였으며 냉각 속도가 빠를수록 결정화도가 감소함을 볼 수 있었다. 전기전도현상은 냉각 조건에 무관하게 저전계에서는 이온전도특성이 나타나고 고전계에서는 공간전하제한전류이론이 지배적이다. 절연파괴전계는 냉각속도가 증가할수록 증가하고 self-healing절연파괴 방법에서는 시험회수가 증가할수록 증가하였다.

Sputtering 방법을 통해 Si기판 위에 Ti와 TiN박막을 증착하고 저압 반응관내에서 Cu*hfac)(TMVS)를 precursor로 사용 MOCVD Cu박막을 증착하여 Cu/TiN/Ti/Si구조의 다층박막을 제조하였고 이에 대한 열처리 방식 및 분위기 변화 등을 통해 열처리 조건에 따른 Cu 박막의 특성 변화에 대해 조사하였다. 열처리 방식으로는 Cu박막을 형성한 후 공기 중에 노출이 없이 바로 열처리하여 Cu산화물 형성을 억제할 수 있는 in-situ열처리 방식이 유리하고, 열처리 분위기로는 Cu 박막의 표면이나 결정립계 내에 존재하는 Cu 산화물을 환원시켜 줄 수 있는 H2(10%)/Ar분위기가 표면평탄화, 결정립 크기 증가 및 비저항 감소측면에서 우수한 특성의 Cu박막을 얻을 수 있음을 확인하였다.

Ar 및 Ar과 N2 분위기하에서 rf 마그네트론 스퍼터링방법으로 Ta-AI과 Ta-AI-N합금막을 제조하였다. Ta-7.9at.% AI계열, Ta-26.7 at% AI게열과 Ta-45.4at.%AI계열에 Ar에 대한 질서유량비로 26%까지 질소를 첨가하여 Ta-AI-N박막을 증착한후, 300-600˚C온도 구산에서 열처리 전후의 구조 및 전기적 특성과 열적안정성을 통하여 레지스터의 적용가능성을 조사하였다. 구조 및 조성 분석은 X-선 회절과 Rutherford Backscattering Spectrometry(RBS)로 관찰하였고 열적안정성은 4단자법(four point probe method)을 이용한 저항변화를 통하여 측정하였다. 순수 Ta에 AI을 첨가하면 확장된 β(β-Ta)N 합금박막에서 가장 열적안정성이 우수하게 나타났던 질소첨가 범위는 Ta Nhcp또는 TaN/ sub fcc/또는 Ta Nfcc와 비정질과의 혼합상순으로 상천이를 나타내었다. Ta-AI-N 합금박막에서 가장 열적안정성이 우수하게 나타났던 질서첨가 범위는 Ta-26.7at. % AI계열의 경우 19-36at.% N2구간이었고, Ta-45.5at.% AI계열의 경우는 30-45at.%구간이었다. Ta-AI합금박막은 질소가 첨가되지 않아도 열처리 온도 및 시간에 따라 약 10% 이내의 비교적 작은 저항변화를 보여 열적안정성이 우수하지만 질소를 첨가하여 Ta-AI-N합금박막을 형성시킬경우, 증착된 상태에서 이미 큰 비저항을 나타내었고 열처리 동안 3%이내의 매우 작은 저항변화를 나타내었기 때문에 레지스터용 재료로써 열적안정성에 대한 잠재력이 크다. 크다.

본 실험에서는 저유전율 층간절연물질로서 SiOF박막을 ECR plasma CVD를 이용하여 증착하였다. 또한 증착시에 발생시킨 플라즈마의 특성 분석을 위하여 Langmuir probe를 반응챔버에 부착하여 플라즈마 밀도, 마이크로파 전력은 700W, 기판온도는 300˚C에서 행하였다. 증착된 SiOF 박막을 분석한 결과, 가스유량비(SiF4/O2)가 0.2에서 1.6으로 증가하였을 때 불소의 함량은 약 5.3at%에서 14.5at%로 증가하였으며, 굴절률은 1.501에서 1.391로 감소하였고 이는 불소 첨가에 의한 박막의 밀도감소에 의한 것으로 생각된다. 또한 박막의 유전상수는 가스유량비가 1.0(11.8qt.% F함유)일 때 3.14였다.

차세대 반도체 배선분야에서, Cu박막은 현재의 AI을 대체할 물질로서 대두되고 있으며 CVD에 의한 선택적 증착은 Cu의 patterning과 관련하여 상당한 관심을 일으키고 있다. 본 연구에서는 (hfac)Cu(VTMS)의 유기원료를 사용하여, CVD공정변수, 운반기체, 표면 처리 공정에 따른 SiO2, TiN, AI기판에 대한 선택성을조사하였다. 선택성은 저온(150˚C), 저합(0.3Torr)에서 향상될 수 있었으며, 특히, HMDS in-situ-predosing공정에 의해 더욱 향상될 수 있었다. 모든 경우에 대해, H2운반기체가 Ar 보다 짧은 incubation time과 높은 증착 속도가 얻어졌으며, Cu입자들의 크기가 작고 연결상태가 보다 양호하였다. 이는 H2경우에 기판표면에 원료가 흡착되어 핵을 형성시키는 위치 (-OH)가 보다 많이 제공되기 때문으로 여겨진다. 이러한 미세구조의 차이는 H2경우에 보다 낮은 비저항을 얻게 했다. HMDS in-situ predosing공정에 의한 Cu박막내 불순물 차이는 없었으며 뚜렷한 비저항의 차이도 나타나지 않았다.

Si(100)기판상에 여러 가지 두께의 Au박막을 선행 증착(pre-deposition)한 후, 각각의 Au박막상에서의 Cu-MOCVD박막의 초기 핵생성과 성장 기구를 고찰하였고, 또한 각 계면에서의 상호 확산 거동을 여러가지의 분석 장비를 이용하여 조사하였다. 30Å두께의 Au 박막은 수소 가스 분위기중의 열처리에 의하여 평탄한 표면 상태에서 불연속의 응집된 도상(island)형태로 변화(Si 전체 표면중 약 20%)하였다. 반면에 1500Å두께의 Au박막상에서 성장한 Cu-MOCVD박막은 두께 증가에 따른 미세구조의 차이, 즉 Cu박막중으로 Au원자의 확산여부는 Au박막에 유기되는 열응력(thermal stress)을 완화하는 과정에서 일어난 결과이다.

(111)과 (100)우선방위의 정방정계의 Pb(Zr0.2, Ti0.8)O3박막의 강유전체 특성과 신뢰성특성을 상부 전극의 두께를 변화시키면서 연구하였다. (111)우선방위의 박막이 (100)우선방위의 박막보다 큰 잔류분극과 항전계 값을 갖고 있어 정방형의 이력곡선 특성을 보여주었다. 스위칭전하의 상부전극의 두께 의존성은 상부전극을 열처리 할 때 유도되는 압축응력에 의한 stress효과로 설명할 수 있었다. 상부전극의 두께가 얇은 박막은 초기에는 작은 스위칭 전하를 갖고 있으나 스위칭 횟수가 증대됨에 따라 기계적인 응력의 감소로 인하여 부분 수위칭 영역이 확대되어 내구성이 향상되었다.

ECR-PECVD법을 사용하여 450-490˚C이하의 온도에서 Pt/SiO2/Si기판 위에 PZT 박막을 증착하였다. 기판 온도가 460˚C 이하일 경우에는 페로브스이트 상과 제2상으로 이루어진 박막이 성장하였으며 기판온도가 470˚C이상일 때에는 페로브스카이트 단일상의 PZT 박막이 성장하였다. 490˚C에서 매우 얇은 페로브스카이트의 PZT 박막을 증착한 후 650˚C에서 1분간 raped thermal annealing(RTA) 처리한 결과 박막의 조성과 결정성에는 거의 변화가 없었으나 박막의 전하 저장 밀도는 크게 향상되었다. 이는 RTA 처리에 의한 저유전 계면층의 소멸이 주된 이유라고 판단된다. 열처리 후 두께 40-45nm의 PZT박막은 200kV/cm의 전장 하에서 10-6cm2이하의 누설전류값을 갖고 있었으며, 인가전압 1V에서 300fF/μm2의 정전용량, 즉 SiO2환산두께 0.12nm를 나타내었다.

Tris(8-hydroxyquinoline)-aluminum complex(AlQ3) having greenish luminescent characteristics was synthesized and it was confirmed with UV-Vis absorption spectroscopy, elemental analysis, and FT-IR spectroscopy that AlQ3 was successfully synthesized. Thin films of AlQ3 having multilayer structure were prepared by spin coating method and vacuum evaporation technique. Photopluminescent characteristics of these films were investigated by Luminescence spectroscopy and Current-Voltage(I-V) characteristics of these films were also investigated.

Ultra-thin films of poly[2-[4-(9-(10-phenyl)anthracenyl)phenoxy)hexyloxy]]-1,4-phenylenevinyleylene(PAHPV) were prepare-d on the hydrophilic ITO substrate by Langmuir-Blodgett(LB) technique. λmax in the photoluminescence spectrum of these films was 458nm at the excitation wavelength of 365nm before thermal treatment, which comes from diphenylanthracene side chain of PAHPV. It was also confirmed with UV-Vis spectrometer that ultra-thin LB films of PAHPV precursor polymer were prepared well. After thermal treatment for conjugation of PAHPV precursor polymer, λmax in the photoluminescence spectrum of these films changed to 365nm, which means that the conjugation of these PAHPV films was completed.

본 연구에서는 플라즈마 화학 증착법으로 기판에 따른 DLC 박막의 접착력 변화를 조사하였다. 박막의 분리가 발생하기 시작하는 경우의 두께를 임계두께로 정하여 스크래치 테스터로 측정된 임계하중과 더불어 박막의 잡착강도값으로 사용하였다. 다이아몬드상 탄소박막은 실리콘 기판에서 가장 우수한 접착력을 가지는 것으로 나타났으며, 크롬>티타늄>철>세라믹 기판의 순으로 접착력이 감소하였다. XPS, AES 분석을 사용하여 계면에서 결합구조와 결합형태 등을 관찰하여 접착력과의 관계를 조사하였다. 그 결과 다이아몬드상 탄소박막의 접착강도는 막/기판의 계면에서의 탄화물 형성에 영향을 받으며, 계면에서의 초기산화물층에 큰 영향을 받는것을 확인하였다.

RF-magnetron Sputtering Process를 이용하여 Pt/Ti/Si(100)기판위에 lanthanum-modified lead titanate 박막을 제작하였다. 기판온도와 증착시간이 증가함에 따라 증착율은 감소하였다. 기판온도가 증가함에 따라 fine grain들은 large grain으로 변화하였다. Perovskite구조는 기판온도 540˚C, gas pressure 30mtorr에서 나타나기 시작하였다. 본 실험에서 perovskite 박막제작에 대한 조건은 기판온도 580˚C, gas pressure 30mtorr였다. Pt/Ti/Si(100) 우선 배향된 박막을 얻었다. La양이 증가함에 따라 유전율, 항전계, 잔류분극량은 증가하였다. 중심주파수가 44.7MHz, 전파속도는 2680m/sec를 가지는 SAW filter 특성을 얻었다.

Sol-gel법으로 제작한 여러 종류의 Zr/Ti비율을 갖고 있는 PZT박막의 전지적 특성과 신뢰성 특성을 상부 백금 전극을 sputtering으로 증착하고 Ar 기체로 반응성 이온 식각(RIE)방법으로 패턴을 형성한 후 열처리온도의 변화에 따라 조사하였다. Hysteresis loop특성을 되찾게 하였다. Zr/Ti 비율이 감소함에 따라 voltage shift가 증가하였으며 internal field가 없어지는 열처리 온도가 증가하였다. Zr/Ti비율이 감소함에 따라 초기 잔류 분극은 증가하였으나 switching 횟수가 증가됨에 따라 잔류 분극이 급속히 감소하였다.

TMS(tetramethysilane, Si(CH3)4)를 이용하여 RTCVD(rapid thermal chemical vapor deposition)장치에서 Si(111) 기판 위에 β-SiC(111)를 성장시켰다. 실험변수로는 반응온도, TMS유량, 반응시간, H2유량을 변화시켰으며, XRD, IR, SEM, RBS, TEM등을 이용하여 성장된 박막을 분석하였다. 성장된 박막은 crystallized Si, C또한 Si-H, C-H결합은 관찰할 수 없었으나 다결정이었다. TMS의 유량이 증가함에 따라, 성장온도가 감소함에 따라서 미려한 박막을 성장시킬 수 있었으며, 반응의 활성화에너지는 20kcal/molㆍK이었다.