• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.11
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• pp.732-737
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• 2000

Plasma enhanced chemical vapor deposition of $TiO_{2$\pm}{\delta}$ has been carried out using TEMAT [tetrakis(ethylmethylamido) titanium] and $H_2$. Increasing the power from 300 W to 500 W produced the high density plasma, leading to the formation of TiO$_2$films with an increased ratio of Ti to O and a negligible amount of C and N. Applying the bias of 30W to the substrate in creased the growth rate of the film with a slightly increased content of Ti in the film. In addition, $H_2O$ was from either the residual gas in the gase pressure or $H_2(/He)$ gas and actively participated in the formation of $TiO_2$ films. Consequently, Ti ions created in the plasma could be a main contributor to $TiO_2$ formation with a slight amount of $H_2O(~10^{-4}Toor)$ in the ambient, which provided the dissociation of TEMAT.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.48-49
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• 2008

유도결합플라즈마를 적용한 화학기상증착법으로 $TiO_2$ 박막을 얻었다. 박막의 특성 조절을 위해 수소유량을 변화시켰다. 수소 유량을 증가시킴에 따라 박막의 표면 형상, 결정성, 결정 구조 및 광촉매 특성이 변하였다. 고밀도 플라즈마가 반응 기체의 분해를 촉진함으로써 외부 가열없이 아나타제 $TiO_2$가 만들어졌다. 적절한 양의 수소를 첨가했을 때, 루타일 상으로 상전이가 발생하였다. 화학기상증착법에서 루타일 $TiO_2$는 일반적으로 900 K 이상의 고온에서 형성되는 것으로 알려져 있다. 수소의 역할을 고찰하기 위해 랭뮤어 탐 침법과 발광 분광기를 이용한 플라즈마 진단을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.51-52
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• 2008

결정화된 아나타이즈와 루타일 구조의 $TiO_2$ 박막을 유도결합플라즈마 화학기상증착법 (ICP-CVD)을 이용하여 증착하였다. 기판 온도는 플라즈마에 의한 가열에 의하여 최대 450K까지 증가하였다. 일반적인 플라즈마 화학기상증착법 (PE-CVD)으로 결정화된 $TiO_2$ 박막을 얻기 위해서는 최소 573K까지 가열해야 하기 때문에, 현 실험에서의 $TiO_2$ 박막은 플라즈마 가열에 의한 것이 아니라 높은 플라즈마 밀도에 의하여 증착된 것이다. 증착속도는 외부가열이 없는 상태에서 $5{\sim}50nm$/min이 얻어졌다. ICP 파워 (RF power)는 결정화도, 루타일상의 증착, 증착속도 그리고 광전류 특성에 영향을 끼쳤다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.164-164
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• 2012

저진공 (＞100 mTorr)에서 냉음극 변압기 전원 소스를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 시스템을 개발하였다. 또한 이 장치를 이용하여 Tetraethylorthosilicate (TEOS)를 기화시켜 이산화규소 ($SiO_2$) 박막 증착 기술을 연구하였다. 공정 압력은 400~1,000 mT이었다. 증착된 박막의 박막 두께, 굴절률 등의 측정을 실시하였다. 결과를 요약하면, 플라즈마 공정 압력이 증가함에 따라 박막 증착 속도는 약 200~300 A/min이었다. 또한 전압이 1,100에서 2,100 V로 증가함에 따라 산화막의 증착 속도는 약 300에서 40 nm/min으로 증가하였다. TEOS만을 사용하였을 때 굴절률은 약 1.5~1.6정도였다. 그러나 TEOS에 산소를 추가하면 자연 산화막의 굴절률인 1.46을 쉽게 얻을 수 있었다. 초기 연구 결과를 정리하면 냉음극 변압기 플라즈마 장치는 향후 실용적인 산화막 플라즈마 증착 연구 장치로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.213-213
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• 2016

현재 반도체 산업에서는 디바이스의 고 집적화, 고 수율을 목적으로 패턴의 미세화 및 웨이퍼의 대면적화와 같은 이슈가 크게 부각되고 있다. 다중 패터닝(multiple patterning) 기술을 통하여 고 집적 패턴을 구현이 가능해졌으며, 이와 같은 상황에서 각 패턴의 임계치수(critical dimension) 변화는 패턴의 위치 및 품질에 큰 영향을 끼치기 때문에 포토마스크의 임계치수 균일도(critical dimension uniformity, CDU)가 제작 공정에서 주요 파라미터로 인식되고 있다. 반도체 광 리소그래피 공정에서 크롬(Cr) 박막은 사용되는 포토 마스크의 재료로 널리 사용되고 있으며, 이러한 포토마스크는 fused silica, chrome, PR의 박막 층으로 이루어져 있다. 포토마스크의 패턴은 플라즈마 식각 장비를 이용하여 형성하게 되므로, 식각 공정의 플라즈마 균일도를 계측하고 관리 하는 것은 공정 결과물 관리에 필수적이며 전체 반도체 공정 수율에도 큰 영향을 미친다. 흔히, 포토마스크 임계치수는 플라즈마 공정에서의 라디칼 농도 및 식각 선택비에 의해 크게 영향을 받는 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는 Cr 포토마스크 에칭 공정에서의 Cl2/O2 공정 플라즈마에 대해 O2 가스 주입량에 따른 식각 선택비(etch selectivity) 변화를 계측하여 선택비 제어를 통한 Cr 포토마스크 임계치수 균일도 향상을 실험적으로 입증하였다. 연구에서 사용한 플라즈마 계측 방법인 발광분광법(OES)과 optical actinometry의 적합성을 확인하기 위해서 Cl2 가스 주입량에 따른 actinometer 기체(Ar)에 대한 atomic Cl 농도비를 계측하였고, actinometry 이론에 근거하여 linear regression error 1.9%을 보였다. 다음으로, O2 가스 주입비에 따른 Cr 및 PR의 식각률(etch rate)을 계측함으로써 식각 선택비(etch selectivity)의 변화율이 적은 O2 가스 농도 범위(8-14%)를 확인하였고, 이 구간에서 임계치수 균일도가 가장 좋을 것으로 예상할 수 있었다. (그림 1) 또한, spatially resolvable optical emission spectrometer(SROES)를 사용하여 플라즈마 챔버 내부의 O atom 및 Cl radical의 공간 농도 분포를 확인하였다. 포토마스크의 임계치수 균일도(CDU)는 챔버 내부의 식각 선택비의 변화율에 강하게 영향을 받을 것으로 예상하였고, 이를 입증하기 위해 각각 다른 O2 농도 환경에서 포토마스크 임계치수 값을 확인하였다. (표1) O2 11%에서 측정된 임계치수 균일도는 1.3nm, 그 외의 O2 가스 주입량에 대해서는 임계치수 균일도 ~1.7nm의 범위를 보이며, 이는 25% 임계치수 균일도 향상을 의미함을 보인다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.229-229
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• 2013

저온작동형($500{\sim}700^{\circ}$) 고체산화물 연료전지의 전해질 재료의 응용이 기대되는 Gd doped ceria를 고주파 유도결합 열플라즈마 법으로 합성하고 그 특성을 조사하였다. 본 연구에서는 나노 ㄴCeO2 10~100 um의 CeO2와 1~20 um의 Gd2O3를 Ce：Gd이 9:1 mol%와 8:2 mol%의 비율로 혼합한 선구체를 140 kVA의 RF plate power와 O2/Ar 플라즈마 생성 가스 조건에서 형성된 고주파 유도결합 열 플라즈마에 주입하여 ~50 nm 이하의 입도와 fluorite 구조의 결정화된 CeO2 구조를 갖는 Gd doped ceria 나노 분말을 합성하였다. FE-SEM, TEM, XRD, ICP-OES, EDS, BET분석법을 이용하여, 합성된 분말의 입도, 미세구조, 결정 구조, 조성, 표면 등의 특성을 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.415-415
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• 2012

ICP (RF) 열 플라즈마 분말 합성법은 초고온 열플라즈마(~10,000 K) 속으로 원료물질을 투입한 뒤, 용융, 기화 및 재합성의 과정을 거쳐 초미분(<1 ${\mu}s$)을 합성하는 방법으로 고출력 시스템의 경우 고온/고 엔탈피 열 유동을 통한 고융점 및 저융점 복합물질의 동시 기화에 의한 물질 조성이 제어된 나노 복합체의 대량 합성이 가능할 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 전북대학교 고온플라즈마 응용연구센터의 60&200 kW의 고출력 ICP (RF) 열 플라즈마 시스템을 이용하여 LTO (Lithium Titanium Oxide)와 IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), Barium Borosilicate Glass (K2O-BaO-B2O3-SiO2)의 다성분계 나노 복합체를 합성하였으며, FE-SEM, TEM, XRD, ICP-OES를 이용하여 그 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.264-265
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• 2009

본 연구에서 유도결합 플라즈마 식각 장치외 $BCl_3/Ar/Cl_2$ 가스 혼합비를 이용하여 ZnO 박막을 식각 하였을 때, 식각 된 ZnO 박막의 표면 반응에 관하여 관찰하였다. ZnO 박막의 식각 실험 조건은 RF 전력 700 W, 직류바이어스 전압 - 150 V, 공정 압력 15 mTorr로 고정하였고, $Cl_2/(Cl_2+BCl_3+Ar)$ 가스 혼합비를 변경하면서 식각 실험을 수행하였다. $Cl_2$ 가스가 3 sccm 일 때, ZnO 박막의 식각속도는 53 nm/min으로 가장 높았으며, 이때 ZnO 박막에 대한 $SiO_2$의 선택비는 0.89 이었다. 식각된 ZnO 박막의 표면은 XRD (X-ray diffraction)와 AFM(atomic force microscopy)를 이용하여 결정상의 변화와 표면의 거칠기를 분석하였다. AFM 분석 결과에서 Ar, $BCl_3$와 $Cl_2$ 플라즈마를 이용하여 식각된 시료의 표면 거칠기 근 값이 식각전의 시료나 $BCl_3/Ar/Cl_2$ 플라즈마로 식각된 시료보다 큰 것을 확인하였다. 이는 식각된 시료에서의 Zn 양의 감소나 비휘발성 식각 잔류물에 의한 영향으로 판단된다. SIMS(secondary ion mass spectrometery) 분석을 통해 검증 하였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.44 no.2
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• pp.8-13
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• 2007

This paper aims to analyze the characteristics of ITO which are caused by variation of plasma condition to fabricate the OLED of high efficiency. We treated $N_2$ gas and $O_2$ gas plasma on the surface of the ITO by changing their RF plasma power into 100 W, 200 W, 400 W and by changing their 9as pressure into 12 mTorr, 120 mTorr. The work function of ITO that plasma treatment was done by using $N_2$ gas had value of $4.88{\sim}5.07\;eV$, and that by using $O_2$ gas, $4.85{\sim}4.97 eV$. The characteristics of the ITO were most efficient in the $N_2$ gas plasma with the RF power of 200W and gas pressure of 120 mTorr. The rms roughness of ITO surface is the value from AFM image. In this case, ITO obtained $25.2\;{\AA}$ and $30.5\;{\AA}$ in the $N_2$ and $O_2$ gas plasma respectively when it had the RF power of 200 W. But ITO that didn't have plasma treatment was $44.5{\AA}$. The variation of ITO transmittance was almost not discovered by the change of $N_2$ gas and $O_2$ gas pressure.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2002.05a
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• pp.47-47
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• 2002