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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
본 기술은 질화처리를 이용하여 고유전율을 갖는 게이트 절연막을 제조하는 방법에 관한 것이다.대부분의 다른 금속산화물과 마찬가지로 ZrO2박막을 MOSFET의 게이트 절연막으로 응용할 경우에 필수적으로 거치는 고온열처리 과정에서, 결정화에 기인한 누설전류의 증가와, 실리콘 기판과 ZrO2박막과의 계면에 형성되는 실리케이트 또는 실리콘산화물과 같은 계면층의 성장에 기인한 유효두께의 급격한 증가가 문제시 되고 있다.따라서, 본 기술은 ZrO2막 등과 같은 금속산화막을 일단 형성하고 질화 및 재산화공정을 거침으로써, 고온공정에서도 유효두께 및 누설전류의 증가가 억제되는 반도체장치의 게이트절연막 제조방법을 제공하고자 한다.본 기술에 의한 반도체장치의 게이트절연막 제조방법은 실리콘 기판 상에 금속산화물을 형성하는 단계와, 금속산화물에 질소성분을 함유시키는 질화처리 단계와, 질소성분이 함유된 금속산화물을 산화시키는 재산화 단계를 포함한다. 여기에서, 금속산화물로는 ZrO2을 사용하거나 HfO2, La2O3, Al2O3 또는 Ta2O5을 사용할 수 있으며, ZrSixOy, HfSixOy, LaSixOy, AlSixOy 또는 TaSixOy을 사용할 수도 있다. 질화처리 단계는 금속산화물이 형성된 결과물을 질소함유기체 분위기에서 열처리하여 수행하거나, 금속산화물을 질소함유 플라즈마 분위기에 노출시켜 플라즈마 처리하여 수행하거나, 금속산화물에 질소성분을 이온주입하여 수행할 수 있다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 금속산화막을 형성한 후에 질화처리 및 재산화공정을 거침으로써 고온후속열처리 공정에 의한 유효두께 및 누설전류의 증가를 현저히 감소시킬 수 있다.
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- 특허법인충정
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- 2001-05-18
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
Ta2O5는 고유 전율 특성에 기인하여 모스(MOS, Metal Oxide Semiconductor) 반도체 소자 제작시 게이트 절연막의 유망한 물질로 연구되어 왔으나 Ta2O5의 유전상수(dielectric constant, ε)가 벌크(bulk)내에서는 25정도인 반면, 박막인 경우 그보다 낮아지는 문제점이 발생하여 유효 두께 15Å이하 절연박막에의 적용에 무리가 있고, 게이트 절연막의 구성성분으로서 Ta2O5이외에 TiO2a 및 Al2O3등도 연구되고 있으나 Ta2O5에 비해 유전 상수값이 크다지 크지 않은 문제점을 갖고 있다. 이에 Ta2O5 절연막을 질소 및 중수소 함유 기체 분위기에서 열처리(질화처리)함으로써 유전상수 및 신뢰성이 현저히 개선된 증가된 수명을 갖는 모스 반도체 소자를 제조하게 되었다.실리콘 기판과 게이트 절연막 사이에 계면 비활성화(passivation)층(계면 특성이 우수한 SiO2)을 가지며 게이트 절연막으로서 탄탈륨 옥시나이트라이드(TaOxNy, 1<x<2.5, 0.01<y<1.5) 박막을 포함하는 모스 반도체 소자를 다음과 같은 절차를 통해 제조한다. 실리콘 기판 위에 계면 비활성화층 및 Ta2O5 박막을 순차적으로 형성시키고, 이를 질소 및 중수소 함유 기체 분위기에서 450℃ 내지 900℃의 온도로 열처리하여 상기의 조건을 만족시키는 탄탈륨 옥시나이트라이드 절연막을 형성한 다음, 절연막 위에 게이트 전극층을 포함시키는 단계를 취한다. 각 구성층을 열산화(thermal oxidation) 또는 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)등의 방법으로 형성할 수 있다. 계면 특성이 우수한 SiO2 계면 비활성화층은 실리콘 기판과 절연막 사이에서 완충 역할을 수행하며 3-10Å 두께를 갖으며 탄탈륨 옥시나이트라이드 게이트 절연막은 50-120 범위의 높은 유전상수를 가지며 10-300Å범위의 두께를 갖는다.
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- 특허법인충정
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- 2001-05-31
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
아연산화물 박막에 첨가되어 있는 도판트를 활성화시킬 수 있는 아연산화물 반도체 제조방법에 관한 것이다.일반적으로 캐리어의 농도 및 이동도가 향상된 n형 또는 p형 아연산화물 반도체의 박막을 제조하기 위하여 로(Furnace)에서 후 공정으로 열처리공정을 실시하지만, 공정에 많은 시간이 소요되고 전체적인 도판트의 분포가 불균일하게 되어 양질의 박막 제작에 어려움이 있었다. 또한 도판트 원자들의 확산이 이루어질 경우 첨가된 도판트들이 박막내에서 다른 원소들과 반응하여 결함으로 작용하는 화합물을 만들게 됨으로써 양질의 고농도 아연산화물 반도체 박막을 제작할 수 없다아연산화물 박막내에 첨가된 도판트를 활성화시킴으로써 전기광학적이 특성이 향상된 아연산화물 반도체의 제조방법을 제공하는 것이다.도판트가 첨가된 아연산화물 박막이 증착된 기판을 열처리 반응기에 안착시키고, 도판트가 활성화되도록 아연산화물 박막을 급속 열처리하는 것을 특징으로 한다. 아연산화물 박막을 급속 열처리 함으로써 도판트 및 산소가 확산할 시간을 주지 않기 때문에 도판트의 확산으로 인한 도핑농도의 불균일이나 도핑효율의 감소를 방지할 수 있고, 전기 광학적 특성이 향산된 n형 아연산화물 반도체를 제작할 수 있으므로 발광다이오드, 레이저다이오드 및 자외선 센서등의 광전소자의 개발에 기여할 수 있으며 상온에서 다결정으로 성장된 알루미늄이 도핑된 아연산화물 박막의 경우에 급속 열처리를 통해서 전기적 광학적 특성을 크게 향상시킬 뿐 아니라, 열처리를 실시하기 위해 반응기 내의 분위기를 반드시 산소분위기로 형성할 필요하 없이 여러 종류의 기체분위기에서도 가능하게 됨으로써 아연산화물 반도체를 이용한 광전소자를 용이하게 제조할 수 있다
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- 2001-05-30
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
질화물 반도체 소자에서 개발된 오믹(Ohmic) 접촉 물질 시스템에 금(Au)을 커버층으로 사용되고 있으나 대기중 산소가 반도체 접촉층까지 침투하여 금속층 계면에 산화 오염층이 형성되어 오믹특성이 깨어져 이를 해결하기 위해, 산소 침입을 막고 빛의 투과성질을 개선시키기 위한 금속 오믹 접촉시스템의 개발 노력으로 S.J. Pearton에 의해 발표된 기술은 비접촉 저항영역에 문제가 있고, 무라카미에 의해 발표된 Ta/Ti 접촉 시스템 기술은 비접촉저항은 우수하나 상온에서 인정되지 않는 한계점을 나타내고 있다. 따라서 열적/화학적/구조적 안정성이 우수한 루세니윰을 커버층으로 사용하여 대기 중 산소 영향에 안정하고 광투과율 향상 및 낮은 비접촉 저항을 갖는 우수한 오믹 접촉이 형성되도록 하는 금속 박막을 제공하게 되었다반도체 기판위에 오믹 전극 금속을 증착하여 접촉층을 형성한 후 접촉층 위에 루세니윰을 증착하여 커버층을 형성하는 금속박막 제조방법으로 아래와 같은 단계를 따른다.1) 각종 반도체 기판 위에 오믹 전극 금속을 증착한 접촉층형성2) 접촉층 위에 루세니윰을 증착한 커버층을 포함한 오믹 접촉층 금속 박막 상기 커버층에 루세니윰 산화층을 더 포함하여 반도체와 금속층 계면이 산소의 영향을 거의 받지 않아 산화오염층 형성이 방지되어 금속-반도체 간 장벽의 높이를 더욱 효과적으로 낮출수 있도록 한다. 아울러 전기적으로 안정한 오믹 접촉이 가능해짐로 소자 개발시 계면에 발생되는 열에 의한 자연 배출구의 기능까지 더 하게 되어 열적 특성이 우수한 소자 개발이 가능하다
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- 2001-05-30
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
고온의 녹는점을 가지는 금속을 이용하여 고온에서도 안정한 고품위 오믹접촉을 형성시킨, n형 산화아연계 반도체를 이용한 발광 다이오드에 사용되는 금속전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.광소자 구현을 위해서는 반도체와 금속간에 양질의 오믹접촉을 형성해야 하므로, n형 산화아연계 반도체에서 오믹접촉 특성의 저하를 극복하고자 반응층과 주입층 사이에 아연의 외부확산을 억제시키는 확산장벽으로 여러 금속을 사용하였지만 300℃ 이상의 고온에서는 만족할 만한 효과를 거두지 못했다. 고온에서 열적, 전기적, 구조적으로 우수한 오믹접촉을 형성하는 n형 산화아연계 반도체를 이용한 발광다이오드용 금속전극 및 그 제조방법을 제공한다.1500~3500℃의 녹는점을 가지는 전이금속 또는 전이금속으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 함금으로 이루어지거나 In 또는 In 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때 전이금속은 Ru, Hf, Ir, Mo, Re, W, V, Pt, Pd 또는 Ta으로 이루어지며, In 화합물은 InSn, InZn, InMg 또는 InGa으로 이루어진다.상기의 n형 산화아연계 반도체를 이용한 발광다이오드용 금속 전극은 고온에서도 낮은 비접촉저항 및 평탄한 금속전극 표면을 유지하여 산화아연계 반도체의 발광소자 및 레이저 다이오드 개발에 이용될 수 있고, 고온에서 안정한 산화물층을 전도층 및 확산장벽으로 이용하게 됨으로써 발광다이오드 제작시 부가적 공정을 줄일 수 있으므로 산화아연계 반도체의 상업화를 가속화시킬 것이다.
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- 2001-05-30
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
질화갈륨계 반도체는 절연체인 사파이어(a-Al2O3) 기판 상에 성장시켜 p-n 접합 형태의 질화갈륨계 발광다이오드에 이용하고 있다. 종래 사파이어 기판상에 박막을 형성하는데 있어, 상대적으로 비저항이 큰 p형 질화갈륨 박막에서의 전류 확산이 크게 저하되어 전류의 불균일을 초래하고 전류가 국부 영역에 집중적으로 흘러 발광에 대한 신뢰성에도 문제점을 가지고 있어, 이를 해결하기 위해 투명전극을 형성하여 전류 확산층(current spreading layer)으로 이용하였으나, 투명전극의 두께에 따라 비접촉저항이 변화됨으로써 투명전극으로 적절한 비접촉저항을 형성하기가 어려운 문제점을 갖게 된다. 따라서 투명전극의 필요 없이 전극의 구조 변화만으로 전류의 균일한 분포가 가능한 질화갈륨계 발광다이오드를 제공하고자 한다전류의 균일한 분포를 이루는 전극구조를 가진 질화갈륨계 발광다이오드를 실현하기 위하여 다음과 같은 구조를 갖는 발광다이오드를 제공한다. 기판상에 자신들끼리 연결되는 복수의 제1핑거 및 이와 더 낮게 위치한 제2핑거, 제1핑거와 제2핑거가 교대로 배열되는 n형 질화갈륨 박막, 상기 박막위의 제1핑거들 상면의 발광층, 그 위의 p형 질화갈륨계 박막, 상기 p형 질화갈륨계 박막상의 상기 제1핑거들과 같은 형상의 p형 전극 및 상기 n형 질화갈륨계 박막의 상기 제2핑거들 상에 상기 제2핑거들과같은 형상으로 형성되는 n형 전극이 구비된 질화갈륨계 발광다이오드(도면참조) 이때 기판은 사파이어로 이루어지며 상기 기판과 상기 n형 질화칼륨계 박막 사이에 완충층이 더 구비되거나, 제1핑거들 및 상기 제2핑거들이 스트라이프 타입도 가능하며 상기 p형 질화갈륨계 박막 및 사기 n형 질화갈륨계 박막은 질화갈륨, 알루미늄질호갈륨 또는 인듐질화갈륨으로 이루어져도 좋고, 발광층은 양자우물 구조로 하여도 좋다
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- 2001-05-30
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
본 기술은 비정질 실리콘 양자점 미세구조를 이용한 메모리 소자에 관한 것이다.기존의 메모리 소자는 짧은 저장 시간이나 휘발성의 문제가 있지만, 기존의 메모리 소자보다 시간이 길고, 응답속도가 빠르며, 비휘발성의 특성을 갖는 양자점 메모리 소자가 연구되고 있다. 양자점 미세구조의 크기 분포를 늘임으로써 기억용량을 늘일 수 있다. 그러나, 양자점 미세구조가 메모리 소자에 응용되기 위해서는 양자점 미세구조에 전자나 정공이 구속되어야 한다. 다시 말해서, 양자점 미세구조가 충전되어야 하는데, 이를 위해서는 장벽층으로 양자점 미세구조가 둘러 쌓여 있어야 한다.따라서, 본 기술은 양자점 미세구조를 이용하여 기억용량이 크고, 기억저장 시간이 길며, 비휘발성이고, 속도가 빠른 메모리 소자를 제공하고자 한다.본 기술에 의한 메모리 소자는 메모리 특성을 갖는 구조가 비정질 실리콘 양자점 미세구조로 이루어진 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 박막으로 이루어져 있다.본 기술에 의한 메모리 소자의 제조 방법은 실리콘원 가스와 질소원 가스 또는 산소원 가스를 1:100 내지 1:5000의 비율로 박막 성장 시스템에 공급하여 1.4 내지 3.3nm/분dml 성장속도로 투명 기판상에 박막을 성장시킴으로써 비정질 실리콘 양자점 미세구조를 포함하는 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 발광층을 형성시킨다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 비정질 실리콘 양자점을 제작함으로써 우수한 특성을 가진 메모리 소자를 제작할 수 있다. 또한, 기억저장 시간이나 빠른 응답속도, 비휘발성, 대용량화 등의 향상된 메모리 특성을 얻을 수 있다.
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- 특허법인충정
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- 2001-06-15
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
금속산화물 반도체 소자 제작에 있어서 필수 공정인 절연막 형성공정에 관한 기술이다. 차세대 혼재칩의 제조를 위해서는 절연막 두께가 부분적으로 다르게 형성된 게이트 절연막을 제작하는 기술이 필수적인 바, 질소와 산소 이온 주입방법을 이용하여 SiO2의 두께를 위치에 따라 다르게 형성시키는 방법이 보고된 바 있다. 그러나 상기의 방법은 열적 성장기법을 이용하므로 화학기상증착법을 이용하여 제조되는 차세대 고유전율 박막에는 응용성이 없는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하여, 차세대 혼재칩 형태의 소자에 적용될 수 있도록 고유전율 박막의 특정부분의 두께를 상이하게 형성시켜 메모리 소자 부분과 LOGIC 소자부분의 특성을 모두 만족시키는 방법을 제공한다. 실리콘 웨이퍼 상에 계면 불활성화층을 형성시킨 후, 고유전율 절연막을 증착시키고, 상기 불활성화층 또는 절연막의 일부를 블러킹하여 레이저를 조사함으로써, 블러킹 되지 않은 부분의 두께를 증가시키는 방법을 이용하여 부분적으로 상이한 두께를 지닌 고유전율 게이트 절연막을 제조한다. 상기의 방법을 이용하면, 차세대 혼재칩 제조에 필수적으로 사용되는 동일 웨이퍼내에 부분적으로 두께가 다르게 형성된 고유전율 절연막을 효율적으로 제조할 수 있다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-31
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일반기술
전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
양자우물구조는 발광다이오드나 레이저 다이오드에서 밝기, 양자효율 및 스펙트럼 순도를 증가시키기 위한 활성층의 역할을 수행하는데, 질화인듐갈륨과 질화 갈륨이 열적 안정성의 차이로 인해 고품질의 양자 우물구조를 제작하기가 어렵고 질화인듐갈륨이 열적분해로 인해 계면의 평활성이 불량해지는 문제를 안고 있다. 질화인듐갈륨 우물의 결정성과 매끄럽고 깨끗한 우물과 장벽사이의 계면을 얻기 위해 종래 우물층과 장벽층 형성 단계 사이에 일정시간 동안 원료 가스를 공급지 않고 성장중단(growth interruption)을 시켜 다중양자우물의 조성분포와 계면의 특성을 향상시키는 방법이 사용되었으나 주변 분위기로부터 추가적인 불순물이 박막 내로 혼입되는 문제를 야기 시킨다. 따라서 질화갈륨계 장벽 형성에 앞서 우물층의 표면을 수소, 메탄 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 기체로 처리하는 방법을 취하여 위의 문제를 해결한다.활성우물 성장과 장벽성장 사이의 계면특성을 크게 개선하여 발광 특성을 획기적으로 증대시켜 결정성이 증가하고 평활한 계면을 갖으며 불순물의 혼입이 감소된 고품질 질화인듐갈륨/질화갈륨 양자우물구조의 제조 방법 및 이를 이용한 고휘도 청색 발광 다이오드에 관한 것이다.이를 위해 화학식 2의 구성을 지니는 질화인듐갈륨계 우물층 및 화학식3의 질화갈륨계 장벽층이 교대로 형성되어 있는 다중양자우물 구조층의 제조방법에 있어, 우물층 형성 후 장벽층 형성에 앞서 우물층의 표면을 수소, 메탄 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택된 기체로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법을 사용한다.화학식 2Ga1-p-qInpAsqN(0<p<1, p+q<1)화학식 3Ga1-x-yInxAlyN(0<x<1, 0<y<1, p+q<1)
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- 특허법인충정
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- 2001-05-31
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일반기술
전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
이단계의 저온단계(low temperature step)는 400∼650℃에서 4∼20분 동안, 고온단계(high temperature step)는 750∼1,000℃에서 0.5∼5분 동안 질소분위기 하에서 급속열처리하하여 MG이 도핑된 P-형 질화갈륨(GAN) 박막을 제조한다. 이단계 급속열처리하여 우수한 전기적 특성과 결절성을 보이기 때문에 청색 발광다이오드(blue light emitting diode : blue LED)나 레이져 다이오드(laser diode : LD)같은 광소자와 전자소자에 응용할 수 있다.기존의 일단계 급속열처리과정을 이용한 것보다 우수한 전기적 특성과 결정성, 표면 거칠기 특성을 지닌 Mg이 도핑된 P-형 질화갈륨 박막을 제조하는 기술로 유기금속 화학증착법에 의하여 Mg이 도핑된 질화갈륨 박막을 성장시킨후 저온단계에서 장기간, 고온단계에서 단기간으로 이단계 급속열처리(two step rapid thermal annealing : RTA) 함으로써 MG-H 복합체로부터 Mg 억셉터를 활성화시켜 고성능 P-형 질화갈륨 박막을 얻는다.이단계 급속열처리하여 우수한 전기적 특성과 결절성을 보이기 때문에 청색 발광다이오드(blue light emitting diode : blue LED)나 레이져 다이오드(laser diode : LD)같은 광소자와 전자소자에 응용한다. 표면 거칠기 특성상 매우 우수하므로 양질의 오믹접촉(ohmic contact) 및 양자우물(quantum well)개발에 이용될 수 있으며, 저온에서 이루어지는 저온공정으로 소자내의 도핑 프로파일(doping profile)을 보존할 수 있다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-17
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일반기술
전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
삼원계 질화물 반도체인 질화인듐갈륨의 고유의 특성인 스피노달 분해 특성과 고온 급속 열처리 과정을 이용하여 백색 발광을 하는 백색 발광 다이오드를 제조한다. 제조 방법은 사파이어 기판 위에 성장된 n-형 질화갈륨 위에 질화인듐갈륨 박막 성장시 성장 조건을 조절하여 자주색에서 파란색 영역에 이르는 발광 특성을 내는 상과 녹색에서 적색 영역에 이르는 발광 특성을 내는 상을 형성시킨 후 고온 급속 열처리하여 박막 표면을 열적으로 평탄하게 하고 인듐 함량이 적은 상의 발광 특성을 향상시켜 전체적으로 밝은 백색 발광 특성을 갖는 질화인듐갈륨 단일 활성층을 제조한다. 백색 발광을 하는 질화인듐갈륨 박막을 단일 활성층으로 갖는 백색 발광 다이오드의 제조 방법에 관한 것으로 발광이 효율적이고 소자 제조공정을 획기적으로 단축시킬 수 있다.백색 발광 다이오드를 제조하는 방법 중 청색 또는 자외선 단파장 발광 다이오드에 인과 같은 형광 물질을 결합하는 방법은 단파장 발광 다이오드에 의해서 여기되는 빛을 형광물질이 일정 부분 자체 흡수하여 소자의 효율을 제한하며 반도체성 공액 고분자를 형광 물질 대신 청색 단파장 발광 다이오드와 결합하는 방법은 단파장 발광 다이오드에 추가적인 공정을 필요로 하고 발광효율이 제한되며 고분자 물질에 의해 사용환경이 제한되는 단점이 있다. 기존 방법에 비해 인을 사용하지 않아 발광효율이 높고 소자 제조 공정을 대단히 줄일 수 있어 단일 칩 상태의 백색 발광 다이오드 제조시 매우 경제적이다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-18
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일반기술
전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
반도체에 적당한 금속을 증착시킨 후 질소 및 아르곤과 같은 가스 분위기에서 급속 열처리하거나 일반적인 열처리를 하는 오믹접촉 형성 기술을 사용할 수 없는 질화물, 세레라이드 및 SiC와 같은 재료를 위한 2단계 하이브리드 표면개질법(TSHTM: Two-Step Hybrid Surface Treatment & Modification)에 관한 것으로, 전기적, 열적, 구조적 특성이 우수한 오믹 접촉을 형성할 수 있다.1차 표면처리는 반도체 기판 재료의 전기적 특성을 변화시켜주는 단계이고, 2차 표면처리는 1차 표면 처리를 한 후 다시 형성되는 자연 산화층을 효과적으로 제거하고 1차 처리에 의해 얻어진 개질 특성들이 금속과 접촉단계까지 유지되도록 하여 반도체 이상 벡터값이 1에 가까와지게 하여 전기적, 열적, 구조적 특성이 우수한 오믹접촉을 형성하게 한다.메사 에칭 후 또는 금속 박막 형성 직전에 각각 화학 용액 또는 기체 플라즈마에 의한 표면개질을 수행하여 우수한 오믹 접촉을 형성하는 것이다. 오믹접촉은 매우 낮은 비접촉저항값을 가지게 되어 단파장 레이저 다이오드 및 HEMT 소자 개발시 높은 비접촉저항으로 인한 소자의 수명 단축 및 불안정한 전기적, 광학적 특성과 관련된 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 금속과 계면사이에서의 전기적 손실을 줄여주고 이로 인한 광학적 특성상의 퇴화를 막아주게 되어 실용화되지 못하고 있는 청색/녹색 다이오드 및 초고속 전자소자 개발 등에서 고품위 광전자/전자소자 개발 구현에서 큰 유용성을 가진다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-18
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일반기술
전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
기판 상에 n-형 질화갈륨층, 질화인듐칼륨 우물과 장벽으로 이루어진 양자우물 구조의 2가지 이상의 조합, 및 p-형 질화갈륨층을 차례로 포함하는 백색 발광 다이오드를 제조하는 것으로 n-형 질화갈륨 층에서 공급된 전자와 p-형 질화갈륨 층에서 공급되는 정공(hole)이 양자 우물 구조내에서 서로 결합하여 양자 우물 구조에서 질화인듐갈륨 우물층의 에너지 간격에 해당하는 빛을 방출하는 것이다.백색 발광 다이오드를 제조하는 방법 중 청색 또는 자외선 단파장 발광 다이오드에 인과 같은 형광 물질을 결합하는 방법은 단파장 발광 다이오드에 의해서 여기되는 빛을 형광물질이 일정 부분 자체 흡수하여 소자의 효율을 제한하며 반도체성 공액 고분자를 형광 물질 대신 청색 단파장 발광 다이오드와 결합하는 방법은 단파장 발광 다이오드에 추가적인 공정을 필요로 하고 발광효율이 제한되며 고분자 물질에 의해 사용환경이 제한되는 단점이 있다. 그러므로 인듐의 조성변화에 따라 자외선에서 청색, 녹색, 적색 영역에 이르는 다양한 영역에서 발광 가능한 삼원계 질화물인 질환인듐갈륨 활성 우물과 장벽의 양자우물 구조를 이용하여 질화물 반도체만으로 백색 발광이 가능한 단일 구조를 개발하였다.단일 구조이기 때문에 사용범위가 넓고 발광이 효율적이고 소자 제조 공정이 크게 단축되며 또한, 기존의 인이나 고분자 물질을 사용하지 않아 제조 공정을 줄일 수 있고 발광 효율을 크게 증가시키는 매우 경제적인 방법이다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-18
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일반기술
전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
산화이트륨, 산화알루미늄 및 산화세륨을 혼합하고, 불화물 플럭스의 존재하에 대기 중에서 1400 내지 1650℃의 온도에서 소성시키고 수득한 소성물을 염산 용액으로 세정한 후 건조시켜 야그계 황색 형광체를 제조한다. 전기발광소자는 발광효율이 높고 사용 소비 전력이 작으며 열적 안정성이 좋은 반도체 소자로서 이중 백색발광 소자는 액정 디스플레이어의 백 라이트, 표시 소자, 조명 기기의 백열등과 같은 분야에서 응용이 검토되고 있다. 황색 형광체의 예는 화학식 (Y1-pCep)3Al5O12 (여기서, p는 0.005 내지 0.15임)이고 이러한 황색 형광체는 발광효율이 높고 GaN의 청색광을 여기원으로 한 백색발광 소자의 백색광 구현에 특히 적합하다.기존의 황색 형광체 제조방법은 고상 제조시 1600℃ 이상의 고온이 필요한 문제가 있었으나 이 문제를 해결하여 보다 낮은 온도에서 보다 높은 발광 효율의 고연색성의 야그계 황색 형광체를 제조한다. 또한, GaN 청색 여기원으로부터 방출되는 여기 파장에서 발광 휘도와 색순도가 우수하다. 이와 같이 제조된 황색 형광체를 분산시켜 백색 발광 소자를 제조할 수 있다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2001-05-18
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
유기금속 화학증착법에 의한 BST(BaxSr1-xTiO3. 이때 0<X<1임) 박막의 제조시 사용되는, 루이스 염기로 작용하는 아민계 또는 에스테르계 용매, 및 Ba(DPM2-테트라엔, Sr(DPM)2-테트라엔 및 Ti(i-OPr)2(DPM)2를 1:1:2∼3의 몰비(DPM: 2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵타디온, 테트라엔:테트라에틸렌펜트아민)로 포함하는 Ba, Sr, Ti 전구체의 단일 용액을 제조한다.BST 박막을 제조하는 유기금속 화학증착법은 반도체 소자 공정 중에서 커패시터를 구성하는 유전체 제조공정으로서, 유전체 제조공정은 스퍼터를 이용하는 방법이 있으나, 층덮힘 특성이 매우 나쁘기 때문에 새로운 대체 연구가 이루어지고 있다. 유기금속 전구체를 이용하는 유기금속 화학증착법이 유망하기는 하나, 이들 전구체는 대부분 고체상태로 존재하기 때문에 박막 조성의 재현 및 대량생산이 곤란하여, 현재는 이들 전구체를 용액상으로 제조하고 용액을 순간 증발법으로 기체로 전환시켜 박막을 제조하고 있다. 기존에 사용되던 Ti의 전구체 Ti(i-OPr)4는 Ba의 전구체 및 Sr의 전구체와 혼합할 때 루이스 산-염기 반응을 일으켜 침전물을 생성하고 다른 화합물로 변하기 때문에 각각의 전구체를 독립적으로 용액상으로 제조하여 사용하였는데, 비용이 증가하고 박막 조성의 조절이 어려웠다.이러한 문제점을 해결하여 Ba, Sr, Ti 전구체의 단일 용액을 화학증착시켜 BST 박막을 제조함으로써 BST 박막 조성의 재현을 가능하게 하고, 3가지 전구체를 개별적으로 사용하는 경우에 드는 비용을 절감할 수 있다. 또한, 고온에서도 리간드 분리가 없는 Ba, Sr 전구체와 Ti 전구체간의 산-염기 반응을 제어하여 단일 용액을 만들어 공정의 재현성과 비용감소를 얻을 수 있다
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-18
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
유기 구리(I) 전구체를 상온∼60 ℃의 온도에서 기화시켜 생성된 기체를 90∼200 ℃의 온도로 가열된 기판과 접촉시켜 구리 박막을 증착시킨다.유기 구리(I) 전구체는 구리의 열안정성이 있으며 충분히 낮은 증기압을 갖는 우수한 증착 특성을 나타낸다.최근 전자 산업에서 전자소자는 소형화되는 경향이 있다. 전자소자에 현재 배선용 금속으로 텅스텐, 알루미늄이 사용되고 있으나 알루미늄은 전자이동의 단점이 있고, 텅스텐은 높은 비저항값 때문에 고밀도 소자용으로 사용하기에는 부적절하다. 반면에, 구리는 비저항값이 작을 뿐만 아니라, 전자이동 문제도 상당히 개선할 수 있고, 녹는점 또한 알루미늄 보다 높기 때문에 차세대 금속 배선용으로 적합한 금속이다. 구리배선형성에 각광받고 있는 공정은 유기금속 화학증착법이다. 이 방법에 사용하기 위한 유기 구리 전구체의 합성에 대한 연구가 활발하기는 하나, 전자소자의 회로용으로 적용할 만한 물성을 나타내는 전구체는 없다고 할 수 있다. 공업적으로 화학증착용으로 가능성이 큰 기존의 유기 구리(I) 전구체는 금속 구리에 결합된 중성리간드가 이중결합을 가진 올레핀들이다. 이들 전구체는 열적 안정성 및 박막의 물성이 구리 배선 요구 수준에 미치지 못하고 있다.짧은 반응 시간내에 높은 수율로 구리 박막 형성용 유기 구리(I) 착물을 합성할 수 있고, 착물은 상온에서 열안정성이 우수하며 기화가 잘되는 특징이 있는 액체 상태이므로 화학증착에 유용하게 사용될 수 있다. 또한 증착된 구리 박막은 우수한 물성을 갖는다
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-18
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
알콜 용매에 바륨 화합물, 스트론튬 화합물 및 티탄 화합물을 용해시켜 얻은 전구체 용액을 다공성 금속 프릿(frit)이 장착된 기화기에서 200℃ 이상의 온도로 기화시키고, 이 전구체 기체를 반응기로 유입하기 전에 산화기체와 접촉시키고, 유기금속 화학증착 공정시 기판의 온도를 300∼650℃로 유지시키는데, 기판의 온도가 480℃ 이상인 경우에는 바륨 화합물, 스트론튬 화합물 및 티탄 화합물을 1-x:x:1+y (0≤x≤1, y=0)의 몰비로 혼합된 전구체 용액을 사용하고, 기판의 온도가 480℃ 이하인 경우에는 바륨 화합물, 스트론튬 화합물 및 티탄 화합물을 1-x:x:1+y (0≤x≤1, y>0)의 몰비로 혼합된 전구체 용액을 사용하여 (Ba, Sr)TiO3형 박막을 제조한다기존의 유기금속 화학증착법에서는 전구체로서 Ba(tmhd)2, Sr(tmhd)2 등을 사용하고, 여기에 배위가능한 분자를 첨가함으로써 분자간의 뭉침이 방지된 박막을 제조하였다. 그러나, 이들을 배위가능한 분자를 포함하는 용매에 녹일 경우에는 분자의 뭉침효과가 오히려 상실되는 문제가 있어서 알콜을 용매로 사용하는 것이 불가능하였다. 따라서, 부틸아세테이트를 용매로 사용하여 왔는데, 이 경우에는 증착된 박막에 탄소가 다량 함유되는 문제가 있었으며, 또한 기화기를 사용하여 반응물을 기체상태로 증기화시킬 때 분자간의 분리로 인해 기화기가 막히는 현상이 발생하였다.이에 증착된 박막내 탄소 함량이 적고 분자간의 뭉침 현상이 없는 (Ba, Sr)TiO3형 박막을 제조하였으며 알코올을 전구체 용액의 용매로 사용함으로써 분자간의 뭉침현상이 없을 뿐만 아니라 증착된 박막내 탄소의 함량이 저하된 (Ba, Sr)TiO3형 박막을 대량생산할 수 있게한다.
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-18
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
열적으로 안정하며 상온에서 액체로 존재하여 구리의 저온 화학증착에 특히 적합하면서도 높은 증착속도로 구리 박막을 형성할 수 있는 액상 유기 구리(I) 전구체에 관한 것으로 유기구리(I) 전구체를 상온∼60 ℃의 온도에서 기화시켜 생성된 기체를 90∼200 ℃의 온도로 가열된 기판과 접촉시켜 구리 박막을 증착시킨다.최근 전자 산업에서 전자소자는 소형화되는 경향이 있다. 현재 전자소자의 배선용 금속으로는 텅스텐, 알루미늄이 사용되고 있다. 알루미늄은 전자이동의 단점이 있고, 텅스텐은 높은 비저항값 때문에 고밀도 소자용으로 사용하기에는 부적절하다. 반면에, 구리는 비저항값이 작을 뿐만 아니라, 전자이동 문제도 상당히 개선할 수 있고, 녹는점 또한 알루미늄보다 높기 때문에 차세대 금속 배선용으로 적합한 금속이다. 구리배선형성에 각광받고 있는 공정은 유기금속 화학증착법이다. 이 방법에 사용하기 위한 유기구리 전구체의 합성에 대한 연구가 활발하기는 하나, 전자소자의 회로용으로 적용할 만한 물성을 나타내는 전구체는 없다고 할 수 있다. 기존의 화학증착용 유기구리(I) 전구체로는 (hfac)Cu(I)(비닐트리메틸실란) 및 (hfac)Cu(I)(알릴트리메틸실란이 있으나, 이를 사용한 구리 박막의 물성은 아직 충분치 못하다. 상온에서 열안정성이 우수하며 높은 증기압을 갖는 유기구리(I) 전구체를 제조할 수 있으며, 저항치가 낮은 구리 박막을 높은 증착속도로 화학증착법으로 형성할 수 있다.
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-18
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
강유전 박막이 비휘발성 강유전 기억소자의 캐패시터로 이용되기 위해서는 잔류분극의 값이 높아야 하는 반면, 누설전류 값은 낮고 시간 변화에 대한 잔류 및 자발분극 값이 변하지 않아야 하며, 또한 피로 특성이 우수하고 유전손실이 작아야 한다.스퍼터링법에 의하여 증착한 PZT 강유전 박막은 이르곤 가속입자에 의하여 타겟으로부터 떨어져 나올 때 증착막에 손상을 줄 정도로 큰 에너지를 보유한 상태이며, 아울러 플라즈마 내의 전자들과 음이온 등도 기판에 가속되어 증착막에 영향을 미친다.완충층 도입을 통하여 미세 크랙이 없는 우수한 전기적 특성을 보유한 박막 제조가 가능하고, 전극과 박막 계면 부위에서의 산소나 Pb이온의 부족현상을 억제할 수 있으며, 또한 스퍼터 입자들의 에너지를 쉽게 흡수할 수 있어, 강유전물질 박막 응용물에도 적용 가능한 고신뢰성의 PZT 강유전 박막을 구현할 수 있다.스퍼터링 법이나 레이저 에블레이션법을 이용한 PZT 강유전 박막 제조에 있어서, PZT 박막 제조시 잉여의 Pb 성분을 함유한 완충층이 삽입되어 복합 증착되도록 강유전 박막을 형성함으로써, 미세 클랙이 없는 우수한 전기적 특성을 보유한 박막 제조가 가능하고, 전극과 박막 계면부위에서의 산소나 Pb이온의 부족현상을 억제할 수 있으며, 또한 스퍼터 입자들의 에너지를 용이하게 흡수할 수 있고, 강유전물질 박막 응용물에도 적용 가능한 고신뢰성의 PZT 강유전 박막을 구현할 수 있
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-21
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전기·전자 > 집적회로설계 기술 (B63)
일반적으로 평판 표시 소자에서, 두 유리 기판 사이의 접합은 유리 기판에 유리 프릿(frit)을 바른 후 450~600℃이상의 고온으로 가열하여 유리 프릿을 용융함으로서 유리 기판쌍을 접합하는 방법을 이용한다.최근 많은 연구가 이루어지고 있는 평판 표시 소자에서의 유리 프릿을 사용한 유리-유리 접합을 이용한 실장에 있어서는 고온에서의 접합으로 인하여 소자의 수명을 감소시키게 되고 유리 프릿이 녹으면서 발생하는 가스에 의하여 소자의 오염으로서 진공 접합이 요구되는 상황에 있어서 큰 저해 요인이 되고 있다.유리 기판상에 전극용 금속박막, 실리콘 박막을 차례로 형성하고, 소정온도에서 대향하는 다른 유리기판과 금속박막사이에 일정한 직류전압을 인가함으로써 유리기판들을 견고하게 접합함으로서 완전한 유리-유리 접합을 수행할 수 있다접합될 유리 기판쌍 중 한 쪽 기판 일면에 전극용 금속 박막을 형성하는 공정과, 전극용 금속 박막상에 실리콘 박막을 형성하는 공정과, 실리콘 박막면 및 다른 쪽 유리기판의 일면을 서로 맞닿게 한 후 가열하는 공정과, 소정 온도로 가열된 유리 기판쌍에 소정의 직류 전압을 인가하여 두 유리 기판을 접합하는 공정과, 접합된 유리 기판쌍을 서서히 냉각하다 소정온도 이하의 온도에서 인가된 직류전압을 제거하는 공정으로 이루어짐으로서 정전 열 접합의 기본 개념인 실리콘-유리 접합 메카니즘을 이용하여 전극이 증착된 한쪽 유리 기판위에 실리콘 박막을 증착시킨 후 두 기판을 맞닿게 하여 일정한 온도에서 일정한 직류 전압을 인가함으로써 완전한 유리-유리 접합을 수행할 수 있다
- 보유기관
- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-19
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