• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.26 no.7
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• pp.50-57
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• 1989

Tapered etching of polysilicon films has been achieved by implanting phosphorus ions into the polysilicon film and using plasma etch in either $CF_4-O_2\;or\;SF_6$. A two-step plasma etching method is also proposed to control the taper angle of the etched edge without changing the implantion conditions. The taper angle is determined by the ratio of the etch rate of the undamaged region to that of the damaged top region of the polysilicon layer. The ratio is found to be dependent on the implantion dose, the implantion energy and the anisotropy of etching. The minimum angle in our experiments is about $10^{\circ}$. When the two-step etching method is employed, the taper angles can be controlled from the minimum angle up to about $55^{\circ}$.

• Clean Technology
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• v.9 no.3
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• pp.101-105
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• 2003

Plasma etching technology has been developed since it is recognized that silicon etching is very crucial in MEMS(Micro Electro Mechanical System) technology. In this study ICP(Inductive Coupled Plasma) technology was used as a new plasma etching to increase ion density without increasing ion energy, and to maintain the etching directions. This plasma etching can be used for many MEMS applications, but it has been used for PCR(Polymerase Chain Reaction) device fabrication. Platen power, Coil power and process pressure were parameters for observing the etching rate changes. Conclusively Platen power 12W, Coil power 500W, etchng/passivation cycle 6/7sec gives the etching rate of $1.2{\mu}m/min$ and sidewall profile of $90{\pm}0.7^{\circ}$, exclusively. It was concluded from this study that it was possible to minimize the environmental effect by optimizing the etching process using SF6 gas.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.296-296
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• 2012

펄스 직류 플라즈마 전원 공급시 임피던스 트랜스포머의 유무에 따른 전기적 특성 변화를 연구하였다. 실험 변수는 펄스 직류 전압(350~550 V), 펄스 직류 주파수(100~250 kHz), 리버스 시간(0.4~1.2 ${\mu}sec$.)이었다. 전기적 특성은 주로 오실로스코프를 이용하여 분석하였다. 펄스 직류 전원의 경우 임피던스 트랜스포머의 여부에 상관없이 주파수가 커지거나 리버스 시간이 커지면 peak-to-peak 전압이 증가한다는 사실을 이해하였다. 본 실험은 저진공에서 실시하였다. 임피던스 트랜스포머를 부착하지 않은 경우, GaAs의 식각 속도는 10 sccm BCl3를 사용한 경우 최대 $0.4{\mu}m$까지 얻을 수 있었다. 감광제에 대한 최대 식각 선택비는 약 2.5:1이었다. 또한 식각된 GaAs의 표면은 깨끗하였으며, 염소와 관련된 잔류 물질은 거의 발견되지 않았다. 임피던스 트랜스포머를 설치하면 GaAs의 식각 속도는 증가하였으나 샘플 척에 열 부하가 많았다. 펄스 직류 플라즈마를 이용한 처리장치 개발시 전기적 특성 변화 및 공정 속도 조절에 있어 임피던스 트랜스포머의 역할 및 그 특성에 대한 많은 연구가 필요하다는 본 기초 연구를 통해 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.142-142
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• 2013

DBD (Dielectric Barrier Discharge) 대기압 플라즈마를 이용한 a-Si 식각기술에 대한 연구결과를 논하고자 한다. 기술개발의 목적은 대면적 TFT-LCD 혹은 Flexible Display 공정에 적용가능한 대기압 플라즈마 식각장치의 개발 및 검증이다. 실험에서 식각 가스로는 SF6, NF3 등을 사용하였으며, 질소를 기본 가스로 사용하였다. 검증용으로 개발된 대기압 플라즈마 식각 장치는 대기압 플라즈마 장치를 연속적으로 통과하는 in-line system 형식으로 개발되었다. 검증에 사용된 대기압 플라즈마 장치는 300 mm의 방전 폭으로 1세대 LCD기판의 처리가 가능하다. 대기압 플라즈마 식각 기술 개발에서 식각율에 영향을 미치는 변수들은 기판의 온도, 식각가스의 농도, 기판의 이송속도, 기판과 플라즈마 발생장치 사이의 간격 그리고 플라즈마의 인가 전력 등으로 크게 구분지어 생각할 수 있다. 개발된 식각 장치는 SF6를 사용하는 경우 최대 환산 식각율은 500 nm/min 정도이다. 식각 기술에서 중요한 식각 Uniformity와 그와 연관된 a-Si/SiNx 식각 선택비는 사용하는 가스의 Recipe 개발에 중점을 두고 연구를 진행하였다. 식각 Uniformity는 약 7% 이내의 균일도를 갖고 a-Si/ SiNx의 선택비는 10이상의 결과를 얻었다. 또한 식각 가스는 식각 profile에 영향을 줄 수 있는데 대기압 환경에서 형성되는 collisional sheath에도 불구하고 비 등방성 식각이 가능하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.1
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• pp.24-28
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• 2007

The etching of zinc oxide (ZnO) thin films has been studied using a high density plasma in a $Cl_2/Ar$ gas. The etch characteristics of ZnO thin films were systematically investigated on varying $Cl_2$ concentration, coil rf power, dc-bias voltage, and gas pressure. With increasing $Cl_2$ concentration, the etch rate of ZnO thin film increased, the redeposition around the etched patterns decreased but the sidewall slope of the etched patterns slanted. As the coil rf power and dc-bias voltage increased, the etch rates of ZnO thin films increased and etch profiles of ZnO thin films were improved. With increasing gas pressure, the etch rate of ZnO thin films slightly increased but little change in etch profile was observed. Based on these results, the optimal etching conditions of ZnO thin film were selected. Finally, the etching of ZnO thin films with a high degree of anisotropy of approximately $75^{\circ}{\sim}80^{\circ}$ without the redepositions and residues was successfully achieved at the etching conditions of 20% $Cl_2$ concentration, coil rf power of 1000 W, dc-bias voltage of 400 V, and gas pressure of 5 mTorr.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.232-232
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• 2010

정보화 산업의 발달은 DRAM, flash memory 등을 포함한 기존의 반도체 메모리 소자를 대체할 수 있는 차세대 메모리 소자에 대한 개발을 요구하고 있다. 특히 magnetic random access memory (MRAM)는 SRAM과 대등한 고속화 그리고 DRAM 보다 높은 기록 밀도가 가능하고 낮은 동작 전압과 소비전력 때문에 대표적인 차세대 비휘발성 메모리로 주목받고 있다. 또한 MRAM소자의 고집적화를 위해서 우수한 프로파일을 갖고 재증착이 없는 나노미터 크기의 magnetic tunnel junction (MTJ) stack의 건식 식각에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고밀도 반응성 이온 식각법(Inductively coupled plasma reactive ion etching; ICPRIE)을 이용하여 재증착이 없이 우수한 식각 profile을 갖는 CoFeB과 IrMn 박막을 형성하고자 하였다. Photoresist(PR) 및 Ti 박막의 두 가지 마스크를 이용하여 HBr/Ar, HBr/$O_2$/Ar 식각 가스들의 농도를 변화시키면서 CoFeB과 IrMn 박막의 식각 특성들이 조사되었다. 자성 박막과 동일한 조건에 대하여 hard mask로서 Ti가 식각되었다. 좋은 조건을 얻기 위해 HBr/Ar 식각 가스를 이용 식각할 때 pressure, bias voltage, rf power를 변화시켰고 식각조건에서 Ti 하드마스크에 대한 자성 박막들의 selectivity를 조사하고 식각 profile을 관찰하였다. 식각 속도를 구하기 위해 alpha step(Tencor P-1)이 사용되었고 또한 field emission scanning electron microscopy(FESEM)를 이용하여 식각 profile을 관찰함으로써 최적의 식각 가스와 식각 조건을 찾고자 하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.3 no.4
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• pp.327-335
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• 1993

Using a RF cylindrical magnetron operated with two electromagnets having a Helmholz configuration, RF magnetron plasma properties and characteristics of reactive ion ething of Si were investigated as a function of applied magnetic field strengths using 3mTorr $CF_4/H_2$ and $CHF_3$. Also, I-V characteristics of Schottky diodes, which were made of silicons etched under different applied magnetic field strengths and gas environments, were measured to investigate the degree of radiation damage during the reactive ion etching. As the magnetic field strent;th increased, ion densities and radical densities of the plasmas were increased linearly, however, the dc self-bias voltages induced on the powered electrode, where the specimen are located, were decreased exponentially. Maximum etch rates, which were 5 times faster than that etched without applied magnetic filed, were obtained using near lOOGauss, and, under these conditions, little or no radiation damages on the etched silicons were found.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.3
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• pp.287-292
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• 1997

This study was tried to form the silica waveguide using high density plasma. Plasma characteristics have been investigated as a function of etch parameters using a single Langmuir probe and optical emission spectroscopy(OES). As etch parameters, $CF_4/CHF_3$ ratio, bias power, and source power were chosen as main variables. The oxide etch characteristics of inductively coupled plasma(ICP) dry etcher such as the etch rate, etch profile, and surface roughness were investigated s a function of etch parameters. On the basis of these results, the core pattern of the wave guide composed of $SiO_2-P_2O_5$ was formed. It was confirmed that the etch rate of $SiO_2-P_2O_5$ core layer was 380 nm/min and the aluminum selectivity to oxide, that is, mask layer was approximately 30:1. The SEM images showed vertical etched profiles and minimal loss of pattern width.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.99-99
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• 1999

투명전도막인 Ito(Indium Tin Oxide)는 flat panel display 와 solar cell 같은 optoelectronic 이나 microelectronic device에서 널리 이용되어 지고 있다. 현재 상용화되고 있는 거의 대부분의 ITO 박막은 sputtering법에 의해 제조되고 있으나 공정상의 이유로 15$0^{\circ}C$이상의 기판온도가 요구되어진다. 그런, 실제 display device 제조공정에서는 비정질 실리콘 박막이나 유기막 위에 ITO박막을 제작할 필요성이 증대되어 지고 있고, 또한 다른 전자소자에 있어서도 상온 ITO 박막 형성 공정에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 이유로 본 실험에서는 IBAE(Ion Beam Assisted Evsporation)을 이용하여 저온 ITO박막을 유기막 위에 증착하는 공정에 대한 연구를 수행하였다. 이렇게 증착된 ITO 박막의 결정성은 비정질이었다. 또한, 모든 display device 제작에는 식각공정이 필수인데 기존에 사용되고 있는 wet etching 법은 등방성 식각특성 때문에 미세 pattern 형성에 부적합？, 따라서 비등방성 식각에 용이한 plasma etching법을 사용하여 저온 증착된 ITO 박막의 식각특성을 알아보았다. 실험에 사용된 식각장비는 자장 강화된 유도결합형 플라즈마 식각장비(MEICP)를 사용하였으며, 13.56MHz의 RF power를 사용하였다. 식각조건으로 source power는 600W~1000W, 기판 bias boltage는 -100V~-250V를 가하였으며, Ar, CH4, O2, H2, BCl3의 식각 gases, 5mTorr~30mTorr의 working pressure 변화 그리고 기판 온도에 따른 식각특성을 관찰하였다. ITO 가 증착된 기판으로는 유기물 중 투명전도성 박막에 기판으로서 사용가능성이 클 것으로 기대되어지는 PET(polyethylene-terephtalate), PC(polycarbonate), 아크릴을 사용하여 기판 변화가 식각특성에 미치는 영향에 대해서 각각 관찰하였다. 식각속도의 측정은 stylus profiler를 이용하여 측정하였으며 식각후에 표면상태는 scanning electron spectroscopy(SEM)을 이용하여 관찰하였다.

• 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.