• 한국진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.77-84
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• 1995

LCD용 다결정 실리콘 TFT의 제조에 요구되는 고품위의 다결정 실리콘 박막을 60미만의 저온 공정으로 제조하는 기술로 비정질 박막의 고상 결정화(solid phase crystallization) 가 유망하다. 본 연구에서는 고진공 화학증착기를 이용하여 증착된 비정질 실리콘 막의 고상결정거동에 대해 연구하였다. 고상 결정화 속도 및 결정화 후의 결정성(결정립 크기 및 결함 밀도) 화학증착시의 증착가스의 종류(SiH4 혹은 Si2H6), 공정 압력, 증착 온도 등에 민감한 영향을 받으며 Si2H6가스의 사용, 증착 압력의 증가, 증착온도의 감소는 최종 결정립의 크기를 현저히 증가시킨다. 또한 증착전의 기초 진공도를 높임으로써 반응기 잔류 가스에 의한 산소나 탄소 등의 막내 유입이 감소되어 결정화 속도가 증가하고 결정성이 향상되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.146.1-146.1
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• 2014

증착소재의 증착공정에 있어서 증기압 측정은 중요한 부분이다. 증착소재의 경우 충분한 증기압을 가져야하며, 너무 높아도 안된다. 증착소재의 증착속도는 증기압과 관련이 있으며, 이는 온도와 관련이 있다. 개발된 증착소재의 특성이 우수하나 높은 온도에서 충분한 증기압을 가진다면, 이 증착소재는 증착공정에 있어 비용이 많이 들기 때문에 좋다고 할 수 없다. 따라서 증착소재를 판단하는 가장 기본적인 지표는 증기압 측정이다. 증기압 측정 방법은 끓는점을 이용하였다. 액체상태인 증착소재를 외부에서 열을 가하여 각 압력에 따라 phase transition으로 인해 saturation지점을 측정하였다. 압력은 1.0E-1Torr, 1.0E+0Torr, 1.0E+1Torr의 3point를 측정하여 antoine equation을 이용하여 샘플의 증기압 측정 값을 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.120.2-120.2
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• 2013

반도체 소자의 소형화로 신개념 화학증착공정 구현을 위한 장비와 화학증착소재의 개발이 활발이 연구되고 있다. 특히 증착소재의 물리적 화학적 특성을 파악하고 가장 적합한 소재를 선택하기 위한 연구도 변행되고 있다. 많은 연구자들이 소재 평가를 위해 가스크로마토그래피, 질량분석기, 적외선 분광기 등을 이용한 화학증착소재의 특성을 파악하기 위해 노력하고 있다. 하지만 실제 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)법과 원자층증착(Atomic Layer Deposition)법 공정에서 웨이퍼 표면에서의 화학증착소재의 흡착거동에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 개선된 Attenuated Total Reflectance(ATR)분광계를 이용하여 표면에 흡착된 소재의 흡착거동에 대해 분석을 수행하였다. 평가에 사용된 화학증착소재는 C-Zr (Tris (dimethylamino) cyclopentadienyl zirconium)이며, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT- IR)시스템 내에 설치된 ATR 분광계 표면에 흡착된 C-Zr 증착소재를 다양한 공정조건(온도 및 반응가스, 플라즈마 파워 등)에서의 거동 변화를 연구하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권6호
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• pp.531-536
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• 2001

SiCl$_4$/CH$_4$/H$_2$계를 사용한 플라즈마 화학증착법(PECVD)으로 실리콘(100) 기판 위에 3C-SiC막을 117$0^{\circ}C$~1335$^{\circ}C$의 온도범위에서 증착하였다. 증착온도, 유입가스비, R$_{x}$ [=CH$_4$/(CH$_4$+H$_2$)], 그리고 r.f. power를 변화시켜 증착막의 결정성에 대해 검토하였다. Thermal CVD에 비해 PECVD법은 박막의 증착속도를 향상시켰다. 증착된 3C-SiC은 (111) 면으로 최대의 우선배향성을 지님을 알 수 있었다. 실리콘 기판 위의 3C-SiC막의 결정성은 R$_{x}$값에 의존하였으며, R$_{x}$가 감소할수록 결정성이 더욱 향상되었다. Free Si가 3C-SiC막과 함께 증착되었으나, 증착온도와 r.f power가 증가함에 따라 free Si의 함량은 감소하였다. 증착온도 127$0^{\circ}C$, 유입가스비 R$_{x}$=0.04, r.f. power가 60W에서 비교적 결정성을 가진 3C-SiC막을 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.109-109
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• 2000

AC형 PDP에서 보호막은 방전시 내구성(내 sputter)이 약한 유전체를 보호함으로써 panel이 장시간동안 안정된 동작을 하게 하며, 방전시 2차 전자를 많이 방출함으로써 방전전압을 낮추는 기능을 갖는다. 또한 패널의 전압특성을 결정하고 수명을 크게 좌우하며 방전전극을 플라즈마 발광에 의한 이온 스퍼터로부터 보호하고 벽전하에 의한 메모리 기능을 가지도록 하는 역할도 하는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 보호막의 재료로는 MgO, ZrO, CeO2등이 있으며 특히 MgO는 보호막으로 널리 쓰이고 있다. 일반적으로 MgO의 증착방법의 전자빔 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅법이 있으며 많은 연구자들이 이러한 증착방법에 성장된 박막들을 연구하고 있다. 그러나 Cs을 이용한 MgO의 증착방법은 그리 널리 알려져 있지는 않다. 따라서 본 연구에서는 Ar/O2/Cs을 이용하여 MgO박막을 sputtering 방법으로 증착하였으며 이들의 특성에 관하여 연구하였다. Target으로는 Mg을 사용하였으며 DC sputtering법으로 MgO를 증착하였다. 기판으로는 실리콘과 유리를 이용하였으며 가스로는 Ar과 O2를 이용하고 Cs의 첨가 유무에 따라 증착하였다. 또한 입력 전력, 공정압력, 그리고 O2 가스량에 따라 박막을 증착하였으며 이에 따른 증착속도, 결정성, 조성비를 $\alpha$-step, XRD, 그리고 XPS를 이용하여 측정하였다. CS 참가할 경우 Ar/O2 가스만을 이용하여 증착했을 때보다 증착속도는 증가하였으며 XRD 분석시 (111), (200) 방향으로 우선 성장하는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.145-145
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• 2012

반도체 집적회로의 집적도가 증가함에 따라 RC delay가 증가하며, 금속 배선의 spiking, electromigration 등의 문제로 인해 기존의 알루미늄 금속을 대체하기 위하여 구리를 배선재료로 사용하게 되었다. 하지만 구리는 실리콘 및 산화물 내에서 매우 빠른 확산도를 가지고 있으므로, 구리의 확산을 막아 줄 확산방지막이 필요로 하다. 이러한 확산방지막의 증착은, 소자의 크기가 작아짐에 따라 via/contact과 같은 고단차 구조에도 적용이 가능하도록 기존의 sputtering 증착 방법에서 이를 개선한 collimated sputter, long-throw sputter, ion-metal plasma 등의 방법으로 물리적인 증착법이 지속되어 왔지만, 근본적인 증착방법을 바꾸지 않는 한 한계에 도달하게 될 것이다. 원자층 증착법(ALD)은 CVD 증착법의 하나로, 소스와 반응물질을 주입하는 시간을 분리함으로써 증착하고자 하는 표면에서의 반응을 유도하여 원자층 단위로 원하는 박막을 얻을 수 있는 증착방법이다. 이를 이용하여 물리적 증기 증착법(PVD)보다 우수한 단차피복성과 함께 정교하게 증착두께를 컨트롤을 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 원자층 증착법을 이용하여 구리 배선을 위한 확산방지막으로 텅스텐질화막을 형성하였다. 텅스텐 질화막을 형성하기 위하여 금속-유기물 전구체와 함께 할라이드 계열인 WF6를 텅스텐 소스로 이용하였으며, 이에 대한 원자층 증착방법으로 이루어진 박막의 물성을 비교 평가하여 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.223.2-223.2
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• 2013

비정질 실리콘은 태양전지, 트랜지스터, 이미지 센서 등 다양한 분야에서 응용되고 있으며 새로운 박막 소자 개발을 위한 소재로서 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 소자개발에 있어 공정상에서 발생하는 비정질 실리콘 박막의 높은 응력(stress)은 소자의 특성을 떨어뜨리는 문제점을 갖는다. 따라서 우수한 특성의 소자 개발을 위해서는 보다 낮은 응력을 갖는 비정질 실리콘 박막 증착 및 공정 조건에 따른 응력 조절이 필요하다. 저응력의 비정질 실리콘 박막 증착은 보다 낮은 반응온도에서 증착속도를 최소로 하여 성장되어야 하는데 이는 플라즈마기상증착(Plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) 시스템에 의해 가능하다. 따라서 본 연구에서는 PECVD 시스템을 사용하여 비정질 실리콘 박막을 증착하였고 그 특성을 분석하였다. 이 때 증착 온도, rf 파워, 공정 압력은 실험결과로부터 얻어진 낮은 박막 증착속도 하에서 안정적으로 증착이 가능한 조건으로 일정하게 유지하여 실험하였다. 공정 가스는 SiH4/He/N2의 혼합가스를 사용하였고 응력 조절을 위해 SiH4/He 가스비를 일정한 비율로 변화하여 비정질 실리콘 박막을 증착하였다. 증착된 박막의 두께 및 표면 특성은 field emission scanning electron microscopy 및 atomic force microscopy를 이용하여 분석하였고, energy dispersive X-ray 분석을 통하여 정량 및 정성적 분석을 수행하였다. 그리고 stress measurement system을 이용하여 박막의 응력을 측정하였고 X-ray diffraction 측정 및 ellipsometry 측정으로부터 증착된 박막의 결정성, 굴절률 및 oiptical bandgap을 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.176-176
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• 2011

실리콘 질화막($Si_3N_4$)과 산화막($SiO_2$)은 반도체 소자를 구성하는 물질 중 가장 널리 사용되는 유전 또는 절연물질이다. 이러한 실리콘 산화막과 질화막은 적용할 소자에 따라 다양한 CVD나 ALD 공정을 기반으로 제조한다. 증착공정 개발에 있어 실리콘 증착소재가 성공여부를 결정하는 근간이 되며, 이는 실리콘 증착소재의 특성에 따라 증착된 산화막과 질화막의 물성이 크게 변하기 때문이다. 실리콘 증착소재 개발을 위해서 국내외 증착소재 합성업체가 노력을 기울이고 있지만 개발된 증착소재의 특성을 정확히 진단하기 위한 기술이 뒷받침되지 않아 개발 효율이 높지 않은 것이 현실이다. 한국표준과학연구원 내 진공기술센터에서는 이러한 실리콘 증착소재의 특성, 특히 반응성을 평가하기 위한 기술 및 시스템을 개발하고 이를 활용하고 있다. 본 연구에서는 적외선 분광법을 이용하여 개발된 증착소재의 기상 열적안전성 및 반응기체에 따른 반응성을 실시간으로 진단하였다. 반응기체로는 산화막을 증착하기 위해 가장 많이 사용되는 $H_2O$와 질화막을 증착하기 위해 가장 많이 사용되는 $NH_3$를 사용하였다. 각 반응기체의 유량별, 가스셀 온도, 압력 등의 반응조건의 변화에 따른 실리콘 증착소재의 반응성 및 안정성을 평가하고 기존에 양산용으로 소자제조에 사용되고 있는 증착소재와 비교평가를 수행하였다.

• 기계저널
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• 제32권8호
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• pp.673-684
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• 1992

전광 통신의 시대를 맞이하면서 광섬유의 수요가 급증하고 있어 보다 질 좋고 생산 단가가 절 감된 광섬유의 제조가 중요하며 이것은 기존 기술의 최적화와 새로운 제조기술의 개발에 의하 여만 가능할 것이다. 생산성 및 광섬유의 질이 화학증착을 비롯한 각 공정에 의지하므로 각 공 정의 최적화가 중요하며 광섬유 제조 화학증착과정에서 층착 성능은 thermophoresis로써 결정지 어지는 입자운동 및 부착에 의지하므로 향상된 증착 성능을 얻기 위하여서는 각과정에서의 열 전달, 유체유동 및 입자 부착 해석이 선행되어야 한다. 증착의 균일성, 증착효율 및 증착률의 향상을 위한 노력은 모델링을 포함한 실험적 연구 및 새로운 기술의 개발 및 시도가 필요하다고 할 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.360-367
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• 1993

텅스텐 박막 증착의 메카니즘을 밝히기 위하여 먼저 SiH4와 WF6의 열분해 반응에 관한 열역학적 결과들과 표면 촉매 반응에 대한 이론적인 결과들을 고찰하였다. 실험적으론 저압 화학기상 증착법을 이용하여 WF6를 SiH4로 환원시켜 텅스텐 박막을 Si(100) 기판위에 증착하였으며 증착반응 중의 기판 표면의 변화를 in-situ로 측정하였다. 증착 메카니즘을 밝히기 위하여 반응기체를 WF6, SiH4, WF6＋SiH4, WF6$\longrightarrow$SiH4$\longrightarrow$WF6＋SiH4로 달리하여 반응시켰으며 그 때의 박막 특성과 표면 및 단면 형상을 측정하였다. 이론적인 고찰과 실험적인 결과들로부터 텅스텐 박막은 먼저 Si 기판에 의한 WF6의 환원반응으로 인한 증착과 이어서 SiH4에 의한 WF6의 환원으로 증착됨을 밝혔다.