• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.3
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• pp.328-334
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• 2001

The characteristics of $NO/N_2O$ nitrided oxide and reoxidized nitrided oxide being studied as super thin gate oxide and gate dielectric layers of nonvolatile semiconductor memory(NVSM) was investigated by dynamic secondary ion mass spectrometry(D-SMS), time-of-flight secondary ion mass spectrometry(ToF-SIMS), and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The specimen was annealed in $NO/N_2O$ ambient after initial oxide process. The result of D-SIMS exhibits that the center of nitrogen exists at the initial oxide interface and the distribution of nitrogen is wider in the annealing process with $N_2O$ than with NO annealing process. For investigating the condition of nitrogen that exists within the nitrided oxide, ToF-SIMS and XPS analysis were carried out. It was shown that the center of nitrogen investigated by D-SIMS was expected the SiON chemical bonds. The nitrogen near the newly formed reoxide/silicon substrate interface was appeared as $Si_2NO$ chemical bonds, and it is agreed with the distribution of SiN and $Si_2NO$ species by ToF-SIMS.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.24 no.5
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• pp.491-499
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• 1987

Silicon nitride powder synthesized from Kimcheon quartzite and commercial reagents, AlN and Y2O3 powders were used to prepare the partially and fully stabilized Y-${\alpha}$-Sialon ceramics by the pressureless sintering at 1800$^{\circ}C$ for 2 hours in N2 atmosphere. Good mechanical properties of the prepared Y-${\alpha}$-Sialon ceramics were found over 0.4∼0.6 of the Yttrium solubility range, X, in the equation Yx(Si12-4.5x, Al4.5x)(O1.5x, N16-1.5x). The properties of these prepared Y-${\alpha}$-Sialon ceramics were compared with those prepared in the same way from a commercial Toshiba Si3N4 powder.

• ETRI Journal
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• v.27 no.4
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• pp.439-445
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• 2005

We introduce a strained-SiGe technology adopting different thicknesses of Si cap layers towards low power and high performance CMOS applications. By simply adopting 3 and 7 nm thick Si-cap layers in n-channel and p-channel MOSFETs, respectively, the transconductances and driving currents of both devices were enhanced by 7 to 37% and 6 to 72%. These improvements seemed responsible for the formation of a lightly doped retrograde high-electron-mobility Si surface channel in nMOSFETs and a compressively strained high-hole-mobility $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ buried channel in pMOSFETs. In addition, the nMOSFET exhibited greatly reduced subthreshold swing values (that is, reduced standby power consumption), and the pMOSFET revealed greatly suppressed 1/f noise and gate-leakage levels. Unlike the conventional strained-Si CMOS employing a relatively thick (typically > 2 ${\mu}m$) $Si_xGe_{1-x}$ relaxed buffer layer, the strained-SiGe CMOS with a very thin (20 nm) $Si_{0.8}Ge_{0.2}$ layer in this study showed a negligible self-heating problem. Consequently, the proposed strained-SiGe CMOS design structure should be a good candidate for low power and high performance digital/analog applications.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.21 no.1
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• pp.5-10
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• 1984

$eta$-Sialon synthesis was investigated via the simulataneous reduction and nitriding of Wando pyrophyllite. When Wando pyrophyllite-graphite-$Si_3N_4$ seed mixture was heated at 135$0^{\circ}C$ for as long as 10 hours in 80% $N_2$-20%$H_2$ atomsphere $eta$-$Si_3N_4$ solid solution was mainly formed together with a small amount of $\alpha$-$Si_3N_4$ The value z of the forming $Si_{6-x}Al_2O_2N{8-z}$ was decreased with heating time.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.78-78
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• 2000

다결정 실리콘-게르마늄 (poly-SiGe)은 태양전지 개발에 있어서 중요한 물질이다. 우리는 소량의 Ge(x=0.05)으로부터 다량의 Ge(x=0.67)을 함유한 수소화된 비정질 실리콘-게르마늄 (a-SiGe:H) 박막의 고상결정화 과정을 ESR (electron spin resonance)방법으로 조사해보았다. 먼저 PECVD 방법으로 Corning 1737 glass 위에 a-Si1-xGex:H 박막을 증착시켰다. 증착가스는 SiH4, GeH4 가스를 썼으며, 기판온도는 20$0^{\circ}C$, r.f. 전력은 3W, 증착시 가스압력은 0.6 Torr 정도이었다. 증착된 a-SiGe:H 박막은 $600^{\circ}C$ N2 분위기에서 다시 가열되어 고상결정화 되었고, 결정화 정도는 XRD (111) peak의 세기로부터 구해졌다. ESR 측정은 상온 x-band 영역에서 수행되었다. 측정된 ESR스팩트럼은 두 개의 Gaussian 함수로써 Si dangling-bond와 Ge dangling-bond 신호로 분리되었다. 가열 초기의 a-SiGe:H 박막 결함들의 스핀밀도의 증가는 수소 이탈에 기인하고, 또 고상결정화 과정에서 결정화된 정도와 Ge-db 스핀밀도의 변화는 서로 깊은 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 특히 Ge 함유량이 큰 박막 (x=0.21, 0.67)에서 뿐만 아니라 소량의 Ge이 함유된 박막(x=0.05)에서도 Ge dangling-bond가 Si dangliong-bond 보다 고상결정화 과정에서 더 중요한 역할을 한다는 것을 알수 있었다. 또한 초기 열처리시 Si-H, Ge-H 결합에서 H의 이탈로 인하여 나타나는 Si-dangling bond, Ge-dangling bond 스핀밀도의 최대 증가 시간은 x 값에 의존하였는데 이러한 결과는 x값에 의존하는 Si-H, Ge-H 해리에너리지로 설명되어 질 수 있다. 층의 두께가 500 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 Si3N4 의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)에 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 이러한 슬릿형 공동은 제조 공정 중 재료에 따른 열팽창 계수와 탄성 계수 등의 차이에 의해 형성된 잔류응력 상태가 유전막을 기준으로 압축응력에서 인장 응력으로 바뀌는 분포에 기인하였다는 사실을 확인하였다.SiO2 막을 약화시켜 절연막의 두께가 두꺼워졌음에도 기존의 SiO2 절연막의 절연 파괴 전압 및 누설 전류오 비교되는 특성을 가졌다. 이중막을 구성하고 있는 안티퓨즈의 ON-저항이 단일막과 비교해 비슷한 것을 볼 수 잇는데, 그 이유는 TiO2에 포함된 Ti가 필라멘트에 포함되어 있어 필라멘트의 저항을 감소시켰기 때문으로 사료된다. 결국 이중막을 구성시 ON-저항 증가에 의한 속도 저하 요인은 없다고 할 수 있다. 5V의 절연파괴 시간을 측정한느 TDDB 테스트 결과 1.1$\times$103 year로 기대수치인 수십 년보다 높아 제안된 안티퓨즈의 신뢰성을 확보 할 수 있었다. 제안된 안티퓨즈의 이중 절연막의 두께는 250 이고 프로그래밍 전압은 9.0V이고, 약 65$\Omega$의 on 저항을 얻을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에 의한 기능성 나노 입자 제조 기술을 확립하고 2차 오염 발생원인 유기계 항균제를 무기계 항균제로 대체할 수 있다. 이와 더불

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.54-54
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• 2011

The demand for low-friction, wear and corrosion resistant components, which operate under severe conditions, has directed attentions to advanced surface engineering technologies. The Filtered Vacuum Arc Cathode Deposition (FVACD) process has demonstrated atomically smooth surface at relatively high deposition rates over large surface areas. Preparation of Ti-Si-C-N nanocomposite coatings on (100) Si and stainless steel substrates with tetramethylsilane (TMS) gas pressures to optimize the film preparation conditions. Ti-S-C-N coatings were characterized using X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, nanoindentation, Rockwell C indentation and ball-on-disk wear tests. The XRD results have confirmed phase formation information of TiSiCN coatings, which shows mixing of TiN and TiC structure, corresponding to (111), (200) and (220) planes of TiCN. The chemical composition of the film was investigated by XPS core level spectra. The binding energy of the elements present in the films was estimated using XPS measurements and it shows present of elemental information corresponding to Ti2p, N1s, Si 2p and C1. Film hardness and elastic modulus were measured with a nano-indenter, and film hardness reached 40 GPa. Tribological behaviors of the films were evaluated using a ball-on-disk tribometer, and the films demonstrated properties of low-friction and good wear resistance.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.458-458
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• 2010

The process window for the etch selectivity of silicon nitride ($Si_3N_4$) layers to extreme ultra-violet (EUV) resist and variation of line edge roughness (LER) of EUV resist were investigated durin getching of $Si_3N_4$/EUV resist structure in a dual-frequency superimposed capacitive coupled plasma (DFS-CCP) etcher by varying the process parameters, such as the $CH_2F_2$ and $N_2$ gas flow rate in $CH_2F_2/N_2$/Ar plasma. The $CH_2F_2$ and $N_2$ flow rate was found to play a critical role in determining the process window for infinite etch selectivity of $Si_3N_4$/EUV resist, due to disproportionate changes in the degree of polymerization on $Si_3N_4$ and EUV resist surfaces. The preferential chemical reaction between hydrogen and carbon in the hydrofluorocarbon ($CH_xF_y$) polymer layer and the nitrogen and oxygen on the $Si_3N_4$, presumably leading to the formation of HCN, CO, and $CO_2$ etch by-products, results in a smaller steady-state hydrofluorocarbon thickness on $Si_3N_4$ and, in turn, in continuous $Si_3N_4$ etching due to enhanced $SiF_4$ formation, while the $CH_xF_y$ layer is deposited on the EUV resist surface. Also critical dimension (and line edge roughness) tend to decrease with increasing $N_2$ flow rate due to decreased degree of polymerization.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.155-157
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• 2009

3성분계 Ti-Si-N코팅은 $N_2$와 Ar 혼합가스 분위기하에서 Ti 소스는 아크 이온 플레이팅, Si 소스는 직류 마그네트론 스퍼터링 증착기법을 이용해 스테인리스 스틸 기판위에 합성되었다. Ti-Si-N 코팅에서 Si 함유량이 증가함에 따라 주상정 구조가 TiN 나노결정질을 $SiN_x$ 비정질이 둘러싸고 있는 독특한 나노복합체구조로 변화되었다. 상온 NaCl 3wt% 용액에서 Anodic Polarization measurement 법으로 측정된 결과에서 Si 함유량이 높아짐에 따라 나노복합체 구조로 인하여 더 우수한 내식성을 나타내었다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.29 no.6
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• pp.683-690
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• 1996

In this study, the diffusion barrier properties of $1000 \AA$ thick molybdenum compounds (Mo, Mo-N, $MoSi_2$, Mo-Si-N) were investigated using sheet resistance measurements, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Scanning electron microscopy (SEM), and Rutherford backscattering spectrometry (RBS). Each barrier material was deposited by the dc magnetron sputtering, and annealed at 300-$800^{\circ}C$ for 30min in vacuum. Mo and $MoSi_2$ barrier were failed at low temperature due to Cu diffusion through grain bound-aries and defects of Mo thin film and the reaction of Cu with Si within $MoSi_2$ respectively. A failure temperature could be raised to $650^{\circ}C$-30min in the Mo barrier system and to $700^{\circ}C$-30min in the Mo-silicide system by replacing Mo and $MoSi_2$ with Mo-N and Mo-Si-N, respectively. The crystallization temperature in the Mo-silicide film was raised by the addition of $N_2$. It is considered that not only the N, stuffing effect but also the variation of crystallization temperature affects the reaction of Cu with Si within Mo-silicide. It was found that Mo-Si-N is more effective barrier than Mo, $MoSi_2$, or Mo-N to copper penetration preventing Cu reaction with the substrate for 30min at a temperature higher than $650^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.64-64
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• 1999

다결정 실리콘-게르마늄(poly-SiGe)은 태양전지 및 TFT-LCD와 같은 소자 응용에 있어서 중요하게 연구되고 있는 물질이다. 우리는 수소화된 비정질 실리콘-게르마늄 (a-Si1-xGex:H) 박막을 증착시키고 고상결정화시키며 XRD(x-ray diffraction) 및 ESR (electron spin resonance) 측정을 수행하였다. PECVD 증착가스는 SiH4과 GeH4가스를 사용하였고 Ge의 성분비는 x=0.0, 0.1, 0.5 정도로 조절되었다. 기판은 Corning 1737 glass를 사용하였고, 기판 온도는 20$0^{\circ}C$ 이었다. 증착압력과 r.f. 전력은 각각 0.6Torr와 3W이었다. 증착된 SiGe 박막은 고상결정화를 위해 $600^{\circ}C$ N2 분위기에서 가열되고, 그에 따른 XRD 및 ESR spectrum의 변화를 관찰하였다. ESR 측정은 X-band 그리고 상온에서 행해졌다. 먼저 XRD 측정으로부터 박막의 고상결정화 정도를 알 수 있었고, 고상결정화 과정이 초기 핵형성 단계와 결정화 단계, 그리고 더 이상 결정화가 일어나지 않는 완료 단계로 구분될 수 있음을 보여주었다. X값이 증가함에 따라 결정화 시간은 훨씬 단축되었다. ESR로 측정된 스핀 밀도는 a-Si1-xGex:H 박막이 처음 가열됨에 따라 전체적으로 크게 증가했다가, 결정화가 일어나면서 다시 감소하여 나중에는 거의 변화가 없었다. ESR 신호의 초기 증가는 수소 이탈에 의한 dangling bond의 증가에 기인하며, 다음 단계의 감소 및 안정 상태는 결정화에 따른 결정경계 영역의 감소와 결함들의 안정성에 기인하는 것으로 생각된다. 그러나 흥미로운 것은 Si1-xGex 합금의 경우 가열시간이 증가됨에 따라 Si-db(Si-dangling bond)와 Ge-db에 의한 신호가 서로 분리되어 나타났으며, 이 Si-db 스핀 밀도와 Ge-db 스핀밀도의 변화정도는 x값에 크게 의존함을 보여준 것이다. 즉 순수한 a-Si:H의 경우 Si-db 의 스핀밀도의 증가시간은 4시간 정도였고, 그리고 다시 감소하였으며, x=0.1 인 박막에서 Si-db와 Ge-db의 변화 시간은 순수 S-db 변화의 경우와 거의 유사하였다. 그러나 x=0.5 샘플에서는 Si-db의 변화가 빨라져서 0.1 시간 안에 증가되었고, Ge-db의 변화는 더 빠르게 수 분 동안에 증가 된후 다시 감소하였다. 이것은 수소의 Si에 대한 친화력 뿐 만아니라 Si-H과 Ge-H 결합에너지가 주위 원자들의 구성에 크게 영향받을 수 있는 가능성을 제시해준다.