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InSb 박막의 결정성 및 화학양론이 이동도에 미치는 영향
Effects of Crystallinity and Stoichiometry on the Mobility of InSb Thin Films

이정영    (전북대학교 반도체과학기술학과   ); 이병수    (전북대학교 신소재공학부  );
  • 초록

    DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 $InSb$ 박막을 증착하고 증착온도, 후속 열처리, 증발 차폐막 및 적층구조의 영향을 조사 하였다. 증착직후의 $InSb$ 시편에서 증착온도의 증가와 더불어 이동도와 전자농도 모두 거의 선형적으로 증가 하였으며 이동도가 극히 낮은 영역에서의 이동도는 화학양론비보다도 결정립의 크기에 직접적으로 영향을 받는 것으로 확인 되었다. 차폐막이 없는 경우에 비하여 차폐막을 형성시킨 경우 이동도가 크게 증가 하였으며, 또한 적층구조 시편의 경우 $In$ 의 증착량 증가와 더불어 이동도가 증가 하였다. 이는 두 경우 모두 박막내의 $In$ 과 $Sb$ 의 화학양론비가 점차 정량에 가까워지기 때문인 것으로 판단된다. 차폐막을 형성시키고 열처리한 시편의 경우 열처리 시간이 길어질수록 박막의 이동도는 증가하고 있으며 박막의 최대 이동도값은 1612 $cm^2$ /Vs로 측정 되었다.


    $InSb$ films were fabricated by DC magnetron sputtering and the effects of deposition temperature, heat treatment, passivation from evaporation and multi-layered structure were investigated. Electron mobility and electron concentration were linearly increased with deposition temperature for as-deposited specimens. It was found that the mobilities depend on the grain size rather than the stoichiometry for the samples with very low mobilities. The mobilities largely increased for the specimens with evaporation passivation compared with those without passivation layer. The mobility also increased with the amount of indium deposition in the multi-layer structured $InSb$ films. It was found that the mobility increments in both cases are due to the matching of the stoichiometry in $InSb$ films. For the heat treated and passivated specimens, the mobilities increased with annealing time and the maximum mobility was measured as 1612 $cm^2$ /Vs.


  • 주제어

    DC magnetron sputtering .   $InSb$ .   Mobility .   Passivation .   Multi-layer.  

  • 참고문헌 (7)

    1. J. Heremans, "Solid state magnetic field sensors and applications", J. Phys. D, 26(8), 1149 (1993). 
    2. P. G. Kornreich, L. Walsh, J. Flattery and S. Isa, "Proposed size-effect high electron mobility transistor", Solid-State Electronics, 29(4), 421 (1986). 
    3. T. Ashley, A. B. Dean, C. T. Elliott, G. J. Pryce, A. D. Johnson and H. Willis, "Uncooled high-speed InSb field-effect transistors", Appl. Phys. Lett. 66(4), 481 (1995). 
    4. K. Sugiyama, "Molecular beam epitaxy of InSb films on CdTe", J. Crystal Growth, 60(2), 450 (1982). 
    5. E. B. Dale and G. Senecal, "Annealing effects in evaporated InSb films", J. Appl. Phys., 33(8), 2526 (1962). 
    6. M. Tomisu, N. Inoue and Y. Yasuoka, "Annealing effect of vacuum evaporated InSb films", Vacuum, 47(3), 242 (1996). 
    7. J. F. Spivak and J. A. Carrol, "High-Mobility InSb thin films by recrystallization", J. Appl. Phys., 36(7), 2321 (1965). 

 저자의 다른 논문

  • 이병수 (11)

    1. 1992 "반도성 산화물에 의한 $ RuO_2$ 후막저항체의 TCR조정" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 2 (1): 58~64    
    2. 1993 "HIC용 $RuO_2$ 후막저항체에서 유리의 물리적 성질이 TCR에 미치는 영향" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 30 (11): 974~978    
    3. 1995 "유기금속분해 법에 의한 ITO 박막의 제조 및 특성" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 5 (8): 1045~1049    
    4. 1997 "저온형 Ag 후막도체의 제조 및 열화특성 연구" 마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society 4 (1): 13~18    
    5. 1997 "Annelaing Effects on the Dielectric Properties of the (Ba, Sr) $TiO_3$Films on $RuO_2$Bottom Electrodes" The Korean journal of ceramics 3 (4): 274~278    
    6. 1998 "DRAM 기술의 발전 및 커패시터 재료의 연구 동향" 전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers 11 (2): 145~148    
    7. 1999 "유리-Ag계 후막도체의 미세구조와 전기특성과의 관계" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 9 (7): 663~669    
    8. 2008 "Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu 솔더 접합계면의 강도특성과 미세파괴거동에 대한 In-situ관찰" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 18 (1): 38~44    
    9. 2012 "Analytical Quantification and Effect of Microstructure Development in Thick Film Resistor Processing" 마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society 19 (4): 33~37    

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