• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.132-133
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• 2014

구리도금 및 적절한 어닐링 공정을 통해 수nm 크기의 초기 도금 미세조직과 수${\mu}m$정도의 결정립 크기를 갖는 재결정이 진행된 결정립이 병존하는 도금막 샘플을 제작하였다. 전기 비저항 측정과 EBSD를 통해 결정립 성장 분율을 측정하였으며 다양한 사이즈와 결정 방향을 갖는 결정립에 대해 질산용액을 이용하여 화학적 에칭방법을 통해 간접적으로 각 구리원자의 화학적 안정성을 평가할 수 있었다. 결과적으로 결정립이 클수록 에칭속도가 느린 것을 확인하였으며, 주요 원인으로 결정립계면이 우선적으로 에칭되는 것이 관찰되었다. 즉, 결정립의 크기가 작을수록 결정립계면의 비율이 커서 에칭속도가 증가하고 Nanosize의 초기 결정립이 빨리 에칭되는 것이 확인되었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.22 no.4
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• pp.178-182
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• 2012

The grain growth is very important because of its great influence on the various materials properties. Therefore, in this study, the effects of anisotropic grain boundary energy on grain growth in 2-D have been investigated with a large scale phase field simulation model on PC. A $2000{\times}2000$ grid system and the initial number of grains of about 73,000 were used in the computer simulation. The anisotropic ratio of grain boundary energy, ${\sigma}_{max}/{\sigma}_{min}$, has been varied from 1 to 3. As the anisotropy increased, the grain growth exponent, n, increased from 2.05 to 2.37. The grain size distribution showed a central plateau in the isotropic case, and was changed into no central plateau and the increasing population of very small grains in the anisotropic case, resulting from slowly disappearing grains. Finally, simulated microstructures were compared according to anisotropy.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.139-139
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• 2016

반도체 다마신배선용 도금용 구리도금첨가제는 대표적으로 accelerator, suppressor 및 leveler 첨가제를 사용하여 다마신 패턴을 채우고 평탄화를 시킬 수 있다. Si 반도체 공정기술에 기반한 정확한 구조분석을 통해 각각의 첨가제의 기능이 비교적 체계적으로 연구되었으며, 최근에는 유속영향을 많이 받는 것으로 알려진 leveler 첨가제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 대표적 leveler 첨가제의 하나인 Janus Green B(JGB, $C_{30}H_{31}ClN_6$)를 0 ~ 1 mM을 첨가하여 Si 기판위에 증착된 Cu 씨드층 상의 도금후 표면상태 및 불순물의 농도를 분석하고, 이 박막층들의 결정립 성장 경향성을 electron backscattered diffraction(EBSD) 분석을 통해 진행하였다. C, H, N 등의 불순물이 JGB 농도와 선형적 관계를 가지고 증가하는 것을 알 수 있었으며, S와 O의 불순물도 JGB 농도 증가에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 0.1 mM 첨가한 경우에 60% 정도 결정립 성장이 진행된 것을 알 수 있었으며, 0.2 mM을 넣은 경우에는 결정립 성장이 일어나지 않은 것을 알 수 있었다. 흥미로운 점은 4 point probe를 통한 면저항 측정을 통해 EBSD를 통한 결정립성장이 관찰되지 않은 0.2 mM JGB를 첨가한 경우에 대해서도 면저항의 감소가 관찰되며, 오히려 JGB 농도가 높을수록 이러한 면저항의 감소가 빠르게 시작되는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 JGB 농도 증가에 따라 박막층의 불순물의 농도가 증가하고 막내에 존재하는 불순물의 농도가 증가하면 내부응력장이 커짐으로 인해 더욱 빠른 속도로 불순물의 재배치가 일어난 것으로 보인다. 이러한 불순물이 결정립계면에 편석되는 경우에 pinning을 통해 결정립계면의 이동을 저하시킬 수 있으므로 결정립의 성장 억제가 가능해진 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.51-52
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• 2011

본 연구에서는 전해 구리도금막과 SiN 피복층 사이의 힐락 (Hillock) 및 보이드 (Void) 결함에 미치는 전해 구리도금 공정 및 CVD SiN 피복층 증착 전 NH3 플라즈마 처리 효과에 대해 연구하였다. SiN 피복층 증착전 NH3 플라즈마 효과를 정량화하기 위해 실험계획법을 이용해 NH3 플라즈마 공정 인자가 힐락 결함의 밀도에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 실험결과, 힐락 결함의 밀도는 NH3 플라즈마 인가 시간에 비례한다는 것을 알았다. 보이드 결함의 경우, 구리 씨앗층 및 NH3 플라즈마 조건의 최적화를 통해 구리 씨앗층의 표면 조도를 최소화할 경우 보이드 결함이 최소화된다는 것을 알 수 있었다. 이는 구리 씨앗층의 표면 조도를 최소화함에 따라 전해 구리도금막의 결정립 크기가 커져 결정립 계면에 존재하는 불순물 양이 줄어들었기 때문인 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.375-375
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• 2012

최근 차세대 평판 디스플레이의 응용에 많은 주목을 받고 있는 AMOLED의 경우 전류구동 방식이기 때문에 a-Si TFT 보다는 LTPS-TFT가 요구되며, 대면적 기판에서의 결정립 크기의 균일도가 매우 중요한 인자이다. 비정질 실리콘 박막 상부 혹은 하부에 도전층을 개재하고, 상기도전층에 전계를 인가하여 그것의 주울 가열에 의해 발생한 고열에 의해 비정질 실리콘 박막을 급속 고온 고상 결정화하는 방법에 관한 기술인 JIC (Joule-heating Induced Crystallization) 결정화 공정은 기판 전체를 한번에 결정화 하는 방법이다. JIC 결정화 공정에 의하여 제조된 JIC poly-Si은 결정립 크기의 균일성이 우수하며 상온에서 수 micro-second내에 결정화를 수행하는 것이 가능하고 공정적인 측면에서도 별도의 열처리 Chamber가 필요하지 않는 장점을 가지고 있다. 그러나 고온 고속 열처리 방법인 JIC 결정화 공정을 수행 하면 Arc에 의하여 시편이 파괴되는 현상이 발견되었다. 본 연구에서는 Arc현상의 원인을 파악하기 위해 전압 인가 조건 및 시편 구조 조건을 변수로 결정화실험을 진행하였다. ARC가 발생하는 Si층과 Electrode 계면을 식각 분리하여 Electrode와 Si층 사이의 계면이 형성되지 않는 조건에서 전계를 인가하는 실험을 통하여 JIC 결정화 공정 중 고온에 도달하게 되면, a-Si층이 변형되어 형성된 poly-Si층이 전도성을 띄게 되고 인가된 전압이 도전층과 Poly-Si 사이에 위치한 $SiO_2$의 절연파괴(Dielectric breakdown)전압보다 높을 경우 전압 인가 방향에 수직으로 $SiO_2$가 절연 파괴되며 면저항 형태의 전도층의 단락이 진행되며 전도층이 완전히 단락되는 순간 Arc가 발생한다는 것을 관찰 할 수 있었다. 본 실험의 연구 결과를 바탕으로 Arc 발생을 방지하는 다양한 구조의 Equi-Potential 방법이 개발되었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.5
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• pp.486-492
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• 1999

The purpose of this research was to find out what is the dominant factor determining the $H_{ex}$ and the $H_C$ of Mn-Ir/Ni-Fe multilayers with different buffer layers. Regardless of (111) texture of Mn-Ir layer, all samples showed over the $H_{ex}$ of 155 Oe. We found out the $H_{ex}$ and the $H_C$ of Mn-Ir/Ni-Fe multilayers depend on interface morphology and grain size of Mn-Ir layer at the interface between Mn-Ir and Ni-Fe layers. The dependence of magnetroesistance ratio and coupling field on the thickness of ferromagnetic layer, thickness of Cu layer and different buffer layers have been studied. Maximum magnetoresistance ratio appeared for the sample Ta(5 nm)/Mn-Ir(10 nm)/Ni-Fe(7.5 nm)/Cu(2 nm)/Ni-Fe(6 nm)/Ta(5 nm)/Si. Magnetoresistance ratio may be related to grain of ferromagnetic layer. Coupling field may be related to the roughness and the grain size of ferromagnetic layer in the spin-valve multilayers.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.7
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• pp.750-758
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• 1994

The purpose of present study is to find out the formation mechanism of hemi-spherical grained(HSG) polysilicon film. Silicon film was deposited using LPCVD. Polycrystalline silicon film was deposited at $575^{\circ}C$ contained crystalline HSG in the amorphous matrix phase. The crystalline HSG can be categorized into two grains : lower grains and upper grains. Lower grains are located at interface between silicon dioxide and silicon film, and upper grains are located at surface. The growth orientations of HSG were identified as (311) or (111) directions for lower grains and perferentially (110) direction for upper grains. This difference of growth orientations seems to be caused by the difference of formation mechanisms. That is, lower grain is formed by soild phase crystallization, on the other hand, upper grain is formed by surface diffusion of silicon atoms. It was thus, proposed that the formation of practical HSG polysilicon film is mainly controlled by surface diffusion of silicon atoms.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 1999.04a
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• pp.30-31
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• 1999

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.10 no.1
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• pp.36-41
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• 2000

We studied the exchange anisotropy of Ni-Fe/Co-Fe/Mn-Ir/Cu/buffer/Si multilayers using D.C magnetron sputtering technique. Generally, Ni-Fe/Mn-Ir/buffer(Cu)/Si multilayers cannot pin the ferromagnetic layer for the lower exchange biased field. We got $H_{ex}$ ex/ increased by two times, after using Cu/Ta as buffer layer to get larger grain size of Mn-Ir layer and inserting very thin Co-Fe layer between the Ni-Fe layer and the Mn-Ir layer to get improved grain-to-grain epitaxy relation at the interface between Ni-Fe layer and Mn-Ir layer. The variation of $H_{ex}$ by thickness of Mn-Ir layer in ferromagnete/Mn-Ir/buffer/Si multilayers is different to that in Mn-Ir/ferromagnete/buffer/Si multilayers, because the volume distribution of grain size of Mn-Ir layer and the exchange energy at the interface between the Mn-Ir and the ferromagnetic layers is different for stacking sequence.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.1 no.2
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• pp.15-22
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• 1991

When $YBa_2Cu_3Ox$ is liquid-phase sintered at $925^{\circ}C$ in $O_2$ for 16h, liquid pockets are entrapped within the grains. The liquid pockets show a thin parallelepiped shape with short edge lengths in the c axis, even after reannealing $925^{\circ}C$ in $O_2$ for 16h. All grains in contact with the liquid matrix show the same shape. However, when liquid-phase sintered at 925^{circ}C in $N_2$ for 16h, the grains dispersed in the liquid matrix show a thicker parallelepiped shape than in $O_2$, and their shape remains intact even after reannealing at $925^{\circ}C$ in $N_2$ for 16h. The effect of atmosphere on the grain shape is expected to be due to the variation of oxygen vacancy concentraion in $CuO_2$ plane of tetragonal unit cell.