• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1028-1032
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• 2009

In this study, the influences of silicon-based gas barrier films fabricated by using a facing target sputtering(FTS) system on the gas permeability for flexible displays have been investigated. Under these optimum conditions on the $SiO_x$ film with oxygen concentration($O_2/Ar+O_2$) of 3.3% and the $SiO_xN_y$ film with nitrogen concentration($N_2/Ar+O_2+N_2$) of 30% deposited by the FTS system, it was found that the films were grown about 4 times higher deposition rate than that of the conventional sputtering system and showed high transmittance about 85% in the visible light range. Particularly, the polyethylene naphthalate(PEN) substrates with the $SiO_x$ and/or $SiO_xN_y$ films showed the enhanced properties of decreased water vapor transmission rate (WVTR) over $10^{-1}\;g/m^2{\cdot}day$ compared with the PEN substrate without any gas barrier films, which was due to high packing density in the Si-based films with high plasma density by FTS process and/or the denser chemical structure of Si-N bond in the $SiO_xN_y$ film.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.373-378
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• 2013

폴리카보네이트(PC) 필름을 유연기판으로 사용하기 위해서는 $SiO_x$ 증착에 의한 베리어 특성 개선이 필요하며 이때 베리어 층과 PC 계면 접착력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 언더 코팅, UV/$O_3$ 및 저온 플라즈마와 같은 다양한 표면 처리 방법에 의하여 PC 필름 표면을 개질하여 표면의 물리적 화학적 변화가 증착된 베리어 층 계면 접착력에 미치는 영향을 살펴보았다. 표면 처리 전의 PC 필름은 표면 거칠기 및 표면 에너지가 매우 낮아 $SiO_x$ 베리어 층과의 접착력이 현저히 떨어짐을 알 수 있었다. PC 필름을 저온 플라즈마로 표면 처리한 결과, 표면의 거칠기 증가와 극성 관능기 생성에 의하여 극성 표면 에너지가 향상되는 반면 UV/$O_3$ 처리의 경우, 표면 거칠기 변화 없이 표면에 생성된 극성 관능기에 의해 극성 표면 에너지가 증가됨을 알 수 있었다. 이러한 표면의 변화는 베리어층과 PC 기판의 계면 접착력 증가에 기여함을 알 수 있었다. 표면 처리 방법으로 언더 코팅을 사용하는 경우 표면에 에너지를 가하지 않아도 코팅제의 아크릴산과 $SiO_x$의 접착력 향상에 의하여 PC 필름과의 계면 접착력이 증가되며 유무기 하이브리드 다층 구조에 의한 베리어 특성 개선이 함께 일어남을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.186-186
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• 2012

최근 Flexible organic electronics 분야에 대한 관심과 더불어 소자의 산소 및 수분의 침투를 방지하기 위한 투습방지막 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 Closed Drift Linear Source(CDLPS) 플라즈마 공정을 이용하여 저온 고속의 $SiO_xC_yH_z$ barrier flims 형성 연구를 진행하였다. HMDSO(hexamethyldisiloxane), TMS(trimethylsilane)와 산소를 기반으로 HMDSO/HMDSO+산소의 비율에 따라 $Si(-O_x)$ 변화에 따른 특성 평가를 진행하였다. X-ray photoelectrom spectroscopy(XPS) 및 Ft-IR spectrometer 측정 시 3.7% 비율에서 실리콘 원소가 산소 라디칼과 효율적인 반응을 함으로써 단일한 $SiO_2$ 박막이 형성됨을 확인 하였다. 그와 반면에 비율의 증가로 인해 다량의 HMDSO 물질이 주입 되었을 시 산소 라디칼과 충분히 반응 되지 못하여 $SiO_2$에 비해 $Si(CH)_x$ 가 많이 함량 된 Polymer like한 $SiO_x$가 많이 형성되었다. 박막의 증착율의 경우에는 3.7%에서 18%로 증가함에 따라 35 nm/min에서 180 nm/min의 증착율을 가지는 것을 확인 하였다. 3.7% 비율의 단일 $SiO_2$ 공정 조건으로 유기태양전지에 형성 하였을 시 소자의 에너지 변환 효율(PCE)이 변화 없는 것을 확인하였다. 이는 기존 공정에 비해 CDLPS 플라즈마 공정의 경우 유기소자에 플라즈마로 인한 열에너지나 이온 충격 에너지로 인한 영향 없는 것을 확인 할 수 있다. 이런 장점을 통해 CDSPS를 이용한 공정 기술은 다양한 유기 소자의 barrier 형성 연구에 큰 도움이 될 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권3호
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• pp.19-24
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• 2009

3차원 패키지용 고종횡비 TSV(through-Si via)를 이용한 배선 공정에서 via 충진을 위한 대표적인 방법중의 하나가 via 내부에 $SiO_2$ 절연막을 형성한 다음 Sputtering법으로 접착/확산방지막 및 씨앗층을 형성하고 전해도금법으로 Cu를 충진하는 방법이다. 본 연구에서는 Cu 박막과 $SiO_2$ 절연막 사이에 reactive sputtering법으로 증착한 $TaN_x$ 박막의 조성에 따른 접착특성 및 확산방지막특성을 연구하였다. $TaN_x$ 박막의 질소함량에 따른 Cu 박막과 $SiO_2$ 절연막사이의 접착력을 $180^{\circ}$ peel test와 topple test를 이용하여 정량적으로 측정하였다. $TaN_x$ 박막 내 질소함량이 증가함에 따라 접착력은 더욱 증가하였는데, 이는 질소함량이 증가함에 따라 $TaN_x$ 박막과 $SiO_2$ 절연막사이의 계면에서 계면반응물의 생성이 증가하였기 때문으로 해석된다. 고온에서 열처리를 통하여 Cu에 대한 확산방지막으로서의 특성을 조사한 결과, $TaN_x$ 박막은 Ta 박막에 비하여 우수한 Cu에 대한 확산방지 특성을 보였으며 N/Ta성분비 1.4까지는 $TaN_x$ 박막내 질소함량의 증가에 따라 확산방지특성도 향상되었다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제12권2호
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• pp.31-36
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• 2024

Passivating contacts are a promising technology for achieving high efficiency Si solar cells by reducing direct metal/Si contact. Among them, a polysilicon (poly-Si) based passivating contact solar cells achieve high passivation quality through a tunnel oxide (SiO_x) and poly-Si. In poly-Si/SiO_x based solar cells, the passivation quality depends on the amount of dopant in-diffused into the bulk-Si. Therefore, our study fabricated cells by inserting silicon oxide (SiO₂) as a doping barrier before doping and analyzed the barrier effect of SiO₂. In the experiments, p⁺ poly-Si was formed using spin on dopant (SOD) method, and samples ware fabricated by controlling formation conditions such as existence of doping barrier and poly-Si thickness. Completed samples were measured using quasi steady state photoconductance (QSSPC). Based on these results, it was confirmed that possibility of achieving high V_oc by inserting a doping barrier even with thin poly-Si. In conclusion, an improvement in implied V_oc of up to approximately 20 mV was achieved compared to results with thicker poly-Si results.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.229-229
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• 2010

With the scaling down of ultra large integrated circuits (ULSI) to the sub-50 nm technology node, the need for an ultra-thin, continuous and conformal diffusion barrier and Cu seed layer is increasing. However, diffusion barrier and Cu seed layer formation with a physical vapor deposition (PVD) method has become difficult as the technology node is reduced to 30 nm and beyond. Recent work on self-forming barrier processes using PVD Cu alloys have attracted great attention due to the capability of conformal ultra-thin barrier formation using a simple technique. However, as in the case of the conventional barrier and Cu seed layer, PVD of the Cu alloy seed layer will eventually encounter the difficulty in conformal deposition in narrow line trenches and via holes. Atomic layer deposition (ALD) has been known for its good step coverage and precise thickness control, and is a candidate technique for the formation of a thin conformal barrier layer and Cu seed layer. Conformal Cu-Mn seed layers were deposited by plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) at low temperature ($120^{\circ}C$), and the Mn content in the Cu-Mn alloys were controlled form 0 to approximately 10 atomic percent with various Mn precursor feeding times. Resistivity of the Cu-Mn alloy films decreased by annealing due to out-diffusion of Mn atoms. Out-diffused Mn atoms were segregated to the surface of the film and interface between a Cu-Mn alloy and $SiO_2$, resulting in self-formed $MnO_x$ and $MnSi_xO_y$, respectively. No inter-diffusion was observed between Cu and $SiO_2$ after annealing at $500^{\circ}C$ for 12 h, indicating an excellent diffusion barrier property of the $MnSi_xO_y$. The adhesion between Cu and $SiO_2$ was enhanced by the formation of $MnSi_xO_y$. Continuous and conductive Cu-Mn seed layers were deposited with PEALD into 32 nm $SiO_2$ trench, enabling a low temperature process, and the trench was perfectly filled using electrochemical plating (ECD) under conventional conditions. Thus, it is the resultant self-forming barrier process with PEALD Cu-Mn alloy film as a seed layer for plating Cu that has further potential to meet the requirement of the smaller than 30 nm node.

• 한국재료학회지
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• 제7권6호
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• pp.498-504
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• 1997

Cu는 AI보다 비저항이 더 낮고, 일렉트로마이그레이션 내성이 더 강하기 때문에 AI을 대체하여 사용될 새로운 상부배선 재료로 널리 연구되고 있다. 그러나 Cu는 SiO$_{2}$층을 통해 Si기판 속으로 확산하는 것과 같은 열적불안정성을 갖고 있으므로 Cu 배선을 위해서는 barrier금속을 함께 사용해야 한다. 지금까지 알려진 가장 우수한 재료는 TaSi$_{x}$N$_{y}$이다. Tasi$_{x}$N$_{y}$는 90$0^{\circ}C$에서 불량이 발생하는 것으로 보고된 바 있으나, 그것의 barrier특성과 관련하여 확인하고 또 새로 조사되어야 할 내용들이 많이 있다. 본 연구에서는 반응성 스퍼터링 테크닉을 사용하여 (100)Si 웨이퍼상에 TaSi$_{x}$N$_{y}$막을 증착하고, Cu에 대한 barrier재료로서 반드시 갖추어야 할 열적 안정성을 면저항의측정, X선 회절 및 AES 깊이분석 등에 의하여 조사하였다. 스퍼터링 공정에서 N$_{2}$/Ar기체의 유량비가 15%일때 열적 안정성이 가장 우수한 TaSi$_{x}$N$_{y}$막이 얻어졌다. Ta와 TaN은 각각 $600^{\circ}C$와 $650^{\circ}C$에서 불량이 발생하는 반면, TaSi$_{x}$N$_{y}$는 90$0^{\circ}C$에서 불량이 발생하였다. TaSi$_{x}$N$_{y}$의 불량기구는 다음과 같다:Cu는 TaSi$_{x}$N$_{y}$막을 통과하여 TaSi$_{x}$N$_{y}$/Si계면으로 이동한 다음 Si기판내의 Si원자들과 반응한다. 그 결과 TaSi$_{x}$N$_{y}$Si가 생성된다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2004년도 Asia Display / IMID 04
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• pp.44-47
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• 2004

Fabrication of barrier layer on PES substrate and plastic OLED device by atomic layer deposition are carried out. Simultaneous deposition of 30nm of $AlO_x$ film on both sides of PES gives film MOCON value of 0.0615g/$m^2$.day (@38$^{\circ}C$, 100% R.H). Introduction of conformal $AlO_x$ film by ALD resulted in enhanced barrier properties for inorganic double layered film including PECVO $SiN_x$. Preliminary life time to 91% of initial luminance (1300 cd/$m^2$ ) for 100nm of PECVD $SiN_x$/30nm of ALD $AlO_x$ coated plastic OLED device was 260 hours.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.171-171
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• 2011

Atmospheric pressure- plasma enhanced chemical vapor deposition(AP-PECVD)Processes are recognized as promising and cost effective methods for wide-area coating on sheets of steel, glass, polymeric web, etc. In this study, $SiO_xC_y$ thin films were deposited by using AP-PECVD with a dielectric barrier discharge(DBD). The characteristic of $SiO_xC_y$ thin films were investigated as afunction of the HMDSO/O2/He flow rate. And the moisture permeability of $SiO_xC_y$ thin films was studied. The $SiO_xC_y$ thin films were characterized by the Fourier-transformed Infrared(FT-IR) spectroscopy and also investigated by X-ray photo electron spectroscopy(XPS), Auger Electron Spectroscopy(AES). The moisture permeability of $SiO_xC_y$ thin films was investigated by $H_2O$ permeability tester Detailed experimental results will be demonstrated through th present work.

• Applied Microscopy
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• 제24권4호
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• pp.132-144
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• 1994

The application of TEM in investigating the evolution of microstructure during solid phase crystallization of the amorphous Si, $Si_{1-x}Ge_x,\;and\;Si_{1-x}Ge_x/Si$ films deposited on $SiO_2$ substrate, in identifying the failure mechanism of the TiN barrier layer in the Cu-metallization scheme, and in comparing the microstructure of the as-deposited Cu-Cr and Cu-Ti alloy films are discussed. First, it is identified that the evolution of microstructure in Si and $Si_{1-x}Ge_x$ alloy films strongly depends on the concentration of Ge in the film. Second, the failure mechanism of the TiN diffusion barrier in the Cu-metallization is the migration of the Cu into the Si substrate, which results in the formation of a dislocation along the Si {111} plane and precipitates (presumably $Cu_{3}Si$) around the dislocation. Finally, the microstructure of the as-deposited Cu-Cr and Cu-Ti alloy films is also quite different in these two cases. From these several cases, we demonstrate that the information which we obtained using TEM is critical in understanding the behavior of materials.