[논문]홀센서 InSb 박막 이동도의 온도의존성

이우선; 조준호; 최권우; 김남오; 김형곤; 김상용; 서용진

홀센서 InSb 박막 이동도의 온도의존성
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이우선 (조선대학교 전기공학과) , 조준호 (조선대학교 전기공학과) , 최권우 (조선대학교 전기공학과) , 김남오 (조선이공대 전기과) , 김형곤 (아남반도체, 대불대) , 김상용 (아남반도체, 대불대) , 서용진 (조선대학교 전기공학과)

InSb temperature dependent hall effect of multilayerd structures were investigated. According to variation of magnetic field measured hall coefficient, Hall mobility, carrier density and hall voltage. For the measurement of electrical properties of hall device, evaperated InSb thin film fabricated with series and parallel multilayers. We found that the XRD analysis of InSb thin film showed good properties at 200$^{\circ}C$, 60 minutes. Resistance of ohmic contact increased linearly due to increasing current. Some of device fabrication technique and analysis of Hall effect were discussed.

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문제 정의

따라서 본 논문에서는 InSb 홀소자용 박막을 제작 하여 흘소자 이동도의 온도의존 특성을 측정하여 흘센서에 이용하는데 기여 하고자 한다.
본 논문에서는 다층 구조로 제작한 InSb 박막을 lOOt, 200℃, 300℃의 온도로 열처리하여 그 특성을 알아보기 위해 X-ray 회절선 및 자장의 변화에 따른 이동도와 홀 전압를 통하여 확인하였다. 홀소자의 정확한 측정을 위하여 인듐을 전극으로 증착하였는데 200℃에서 3분간 열처리한 시료는 전류의 증가에 따라 선형적인 증가를 보이고 있는 오믹 접촉을 보이며 3.

제안 방법

성형공정은 마스크(mask)를 이용한 진공증착을 이용하였으며 마스크는 유리기판과 같은 크기의 동 판에 제작하였고 이를 유리기판 위에 배치하여 드롭 핑 증착을 실시하였다. 진공은 IO"까지 로타리 펌프 로 배가한 毛 오일 확산펌프(oil diffusion pump)를 함께 가동하여 까지 배기 하여 증착을 실시하였다. 기판온도는 10CTC를 유지하면서 증착 하였으며, 일정한 간격과 시간으로 열원에 시료를 떨어뜨려 균 일한 다층막이 형성될 수 있도록 하였다.
200'C에서 열처리한 시료는(111)의 방위를 같는 InSb(lll)가 매우 많이 생성되어 박막 전체에서 가장 많이 성장되었음을 알 수 있다. 다층으로 구성된 박막의 원자배열 즉, 결정구조를 관찰하기 위하여 자외선과 감마선 사이의 파 장을 갖는 전자파로 이루어진 X-ray 회절분석기 의 장치를 이용하였다. 시료의 측정은 증착된 버}막 을 X-ray 회절분석기에 장치하고 파장이 1.
다음으로 InSb 박막을 증착한 시료 위에 그.림 2와 같은 구조로 절연층(SrTiOD을 형성시키기 위하여 퍼터링 증착을 실시하였는데 원형 마스크를 제작하여 전극 부분을 제외한 InSb 층위에 2000A의 두께 로 증착 하였다. 이 과정이 끝난 후에는 막의 균일 한 조성을 위하여 열처리를 200笆의 온도로 5분간 실시하였으며 2 layers, 3 layers 또한 같은 방법으로 반복하여 시료의 제작을 완료하였다.
본 실험에서는 정확한 온도와 시간을 제어할 수 있는 어닐링 퍼니스(annealing furnace)를 이용하였다. 본 실험에서는 제작된 InSb 박막 위에 인듐의 지름 이 Q5mm의 크기로 증착하여 10CTC, 2003000로 3분간 각각 열처리하였다.
본 실험에서는 정확한 온도와 시간을 제어할 수 있는 어닐링 퍼니스(annealing furnace)를 이용하였다. 본 실험에서는 제작된 InSb 박막 위에 인듐의 지름 이 Q5mm의 크기로 증착하여 10CTC, 2003000로 3분간 각각 열처리하였다.
성형공정은 마스크(mask)를 이용한 진공증착을 이용하였으며 마스크는 유리기판과 같은 크기의 동 판에 제작하였고 이를 유리기판 위에 배치하여 드롭 핑 증착을 실시하였다. 진공은 IO"까지 로타리 펌프 로 배가한 毛 오일 확산펌프(oil diffusion pump)를 함께 가동하여 까지 배기 하여 증착을 실시하였다.
다층으로 구성된 박막의 원자배열 즉, 결정구조를 관찰하기 위하여 자외선과 감마선 사이의 파 장을 갖는 전자파로 이루어진 X-ray 회절분석기 의 장치를 이용하였다. 시료의 측정은 증착된 버}막 을 X-ray 회절분석기에 장치하고 파장이 1.5405A 인 Cu-Ka선을 사용하여 측정각(2。)은 20° ~ 70° 영역에서 X선 회절 피크를 기록하였다.그림 3에 나타난 피크의 상대적 크기 및 각도는 단결정 상태의 시료와 아주 홉사하며 이것은 InSb 화합물 의 많은 양이 생성되었음을 확인할 수 있다.
본 실험에 사용된 Substrate는 유리를 사용하였다. 홀 소자의 성형에 앞서 유리기판의 세척 및 건조공정을 실시하 였는데, 기판에 존재하는 미세한 불순물일지라도 측 정에 오차의 요인이 되므로 기판에 지문이나 유기물 질 먼지 등이 묻지 않도록 하였다. 시료가 닫는 도 구나 용기도 미리 세척을 실시하여 주변으로부터 오 염을 최소화하였다.

대상 데이터

기판온도는 10CTC를 유지하면서 증착 하였으며, 일정한 간격과 시간으로 열원에 시료를 떨어뜨려 균 일한 다층막이 형성될 수 있도록 하였다.본 실험에 사용된 Substrate는 유리를 사용하였다. 홀 소자의 성형에 앞서 유리기판의 세척 및 건조공정을 실시하 였는데, 기판에 존재하는 미세한 불순물일지라도 측 정에 오차의 요인이 되므로 기판에 지문이나 유기물 질 먼지 등이 묻지 않도록 하였다.

성능/효과

3[kQ] 정도의 저항을 보였다. 자장의 변화에 따른 캐리어밀도와 이동도의 변화는 온도가 증가함에 따라서 불규칙한 변화를 보였으며는 1001와 300C에서 열처리한 시료에 비하여 200C의 경우가 더 높은 이동도와 캐리어밀도는 안정된 특성을 보였다. 전계의 증가에 따른 이동도의 변화는 전계가 증가함에 따라 이동도는 지수함 수적 인 감소를 보였다.
자장의 변화에 따른 캐리어밀도와 이동도의 변화는 온도가 증가함에 따라서 불규칙한 변화를 보였으며는 1001와 300C에서 열처리한 시료에 비하여 200C의 경우가 더 높은 이동도와 캐리어밀도는 안정된 특성을 보였다. 전계의 증가에 따른 이동도의 변화는 전계가 증가함에 따라 이동도는 지수함 수적 인 감소를 보였다.
본 논문에서는 다층 구조로 제작한 InSb 박막을 lOOt, 200℃, 300℃의 온도로 열처리하여 그 특성을 알아보기 위해 X-ray 회절선 및 자장의 변화에 따른 이동도와 홀 전압를 통하여 확인하였다. 홀소자의 정확한 측정을 위하여 인듐을 전극으로 증착하였는데 200℃에서 3분간 열처리한 시료는 전류의 증가에 따라 선형적인 증가를 보이고 있는 오믹 접촉을 보이며 3.3[kQ] 정도의 저항을 보였다. 자장의 변화에 따른 캐리어밀도와 이동도의 변화는 온도가 증가함에 따라서 불규칙한 변화를 보였으며는 1001와 300C에서 열처리한 시료에 비하여 200C의 경우가 더 높은 이동도와 캐리어밀도는 안정된 특성을 보였다.

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