• 한국재료학회지
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• 제7권6호
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• pp.510-516
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• 1997

반응성RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 상온에서 c-축으로 우선 배향된 AIN 박막을 여러 기판 위에 증착하였다. SiO$_{2}$/Si, Si$_{3}$N $_{4}$Si, Si(100), Si(111)그리고 $\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001) 기판에서 AIN(0002)로킹커브 피크의 표준편차는 각각 2.6˚, 3.1˚2.6˚, 2.5˚ 그리고 2.1˚ 의 값을 나타내었다. $\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001) 기판에 증착된 AIN박막은 epitaxial 성장을 나타내었다. Si기판에 증착된 AIN박막에서 측정된 비저항과 1MHz 주파수에서 측정된 유전상수의 값은 각각 $10^{11}$Ωcm와 9.5였다. IDT/AIN/$\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001)구저를 갖는 지연선 소자의 표면 탄성과 특성을 측정하였다. 상 속도, 전기기계 결합계수 그리고 전파손실은 H/λ가 0.17-0.5 범위에서 각각 5448-5640m/s, 0.13-0.17% 그리고 0.41-0.64dB/λ의 값을 나타내었다.다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.177-178
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• 2009

DLC (Diamond-like Carbon) 코팅막은 저마찰, 고경도, 낮은 표면조도 등의 우수한 특성을 갖는 박막 물질로 다양한 산업분야에서 그 코팅막의 활용을 목적으로 응용연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 화학기상증착(PCVD) 공정을 이용하여 바이어스, 진공도, 공정 온도 등의 코팅 조건 변수를 이용하여 DLC 코팅막을 제작하였다. 또한, 코팅막은 공정 조건에 따라 증착속도, 표면 및 단면 조직, 밀착력, 경도, 마찰계수 등의 특성을 평가하였다. 플라즈마 화학기상증착법을 이용한 DLC 코팅막 제조는 상온과 $175^{\circ}C$에서 이루어졌으며, 저온 중 DLC 코팅막 제조가 가능해짐에 따라 고분자 와 같은 저융점을 갖는 피처리물의 코팅처리가 가능하여 산업적 응용의 확대가 기대된다. SEM 표면 조직 관찰에 따른 DLC 코팅막의 표면조직과 조도는 공정조건에 따라 큰 차이는 보이지 않았지만, 밀착력에 있어서는 매우 큰 차이를 나타내었다. 스크래치 시험 결과 가장 높은 밀착력은 100 N 이상을 나타내었으며, 이 때의 마찰계수는 약 0.02를 나타내었다. 가장 낮은 마찰계수는 약 0.01을 보였으며, 이때의 밀착력은 25 N을 나타내었다. 증착속도는 바이어스 전압의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 온도의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제16권6호
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• pp.742-748
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• 2005

투명전극재료 indium tin oxide (ITO) 필름은 평판 디스플레이 전극재료로 널리 사용되고 있다. 이러한 ITO 필름은 마그네트론 스퍼터링법, 기상화학증착법 및 전자빔증착법 등의 방법으로 제조되어지고 있다. 본 실험에서는 전자빔 증착법으로 무게비로 $SnO_2$가 10%, $In_2O_3$가 90%인 ITO 타겟을 다른 플라스틱 기판보다 높은 유리전이 온도($Tg=330^{\circ}C$)를 가지는 polycyclic olefin polymer (POP) 플라스틱 기판에 증착시켰다. 본 연구에서는 ITO 박막의 물리적, 전기적 및 광학적 성질에 영향을 미치는 중요한 변수라 할 수 있는 기판온도와 산소도입속도가 증착된 ITO 박막의 전기적 및 광학적 성질에 미치는 영향을 살펴보았다. 주요공정 변수로는 온도 및 산소도입속도에 중점을 두어 실험하였으며 그 결과 8 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)의 $O_2$, $200^{\circ}C$의 기판 온도, $5{\AA}/sec$의 증착 속도에서 $1000{\AA}$으로 증착된 ITO 박막 두께에서 우수한 전기적 광학적 성질인 $1.78{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ 비저항 및 85% 광투과율을 얻을 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.80-83
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• 1999

화학증착에 의한 박막 제조에서는 화학반응을 수반되어 엄밀한 속도론적 분석이 어렵다. 이러한 경우는 열역 학적인 분석이 화학증착공정을 이해하는데 더 유용하고 원하는 박막을 제조하기 위한 최적공정조건을 결정함에 있어서 도 도움이 된다. 이러한 이유로 화학증착 상태도가 사용되어 왔다. 본 연구에서는 C-H 계와 Si-Cl-H 계의 열역학적 분 석을 통하여 열역학이 어떻게 화학증착 공정에 응용될 수 있는가를 보여주려고 하였다. 각 공정변수가 증착 구동력에 미 치는 효과를 결정함으로서, C-H 계에서 다이아몬드가 증착될 수 있는 열역학적인 한계를 계산하였다. Si-Cl-H 계에서는 동 과포화도 곡선을 계산함으로써 화학증착 공정변수의 효과에 대한 부가적인 정보를 얻을 수 있었다.

• 분석과학
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• 제6권2호
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• pp.167-180
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• 1993

Pack cementation법을 이용하여 한국과학기술연구원에서 개발한 세계 최강의 고운 단조용 초내열합금인 KM 1557에 내산화성이 우수한 알루미나이드 코팅층 제조시 코팅처리 변수들이 코팅층의 형성과정에 미치는 영향을 연구하였다. 알루미나이드 코팅처리는 pure 알루미늄 분말을 사용한 high-activity process와 Codep 합금분말을 사용한 low-activity process로 나누어 실시하였다. High-activity process의 경우 활성제의 종류와 첨가량 및 알루미늄의 첨가량에 따라 알루미늄의 증착속도와 알루미나이드 코팅층의 형성속도 및 단면조직은 큰 영향을 받는다. Low-activity process의 경우 알루미늄의 증착속도와 알루미나이드 코팅층의 형성속도 및 단면조직은 활성제의 종류에 전혀 영향을 받지 않으며 단조 활성제의 첨가량에 영향을 받는다. 그러나 활성제의 종류에 따라 코팅층의 표면조직의 결정립 크기가 달라진다. 알루미늄의 활동도에 관계없이 알루미늄의 증착속도는 시간의 평방근에 비례하며, 활성제의 종류에 따라 parabolic rate constants인 $K_p$값이 달라진다. High-activity process의 경우 알루미늄 증착에 필요한 활성화에너지는 활성제의 종류에 따라 달라지나, low-activity process의 경우 활성제의 종류에 관계없이 알루미늄의 증착에 필요한 활성화에너지는 약 12~14 Kcal/mole 정도의 값이 된다.

• 한국재료학회지
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• 제7권4호
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• pp.330-338
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• 1997

Pb-In솔더를 Si기판에 증착후 리플로시 가열 속도와 플럭스 사용에 따른 솔도볼 형성 거동, 증착 솔더이동, UBM(under Mump Metallurgy)의 Au층과 In간의 금속간 화합물 형성에 관하여 연구하였다. 가열 속도가 1$^{\circ}C$/min에서 1$0^{\circ}C$/min, 2$0^{\circ}C$/min로 증가하고, 플럭스를 적용한 경우 솔더볼은 용이하게 형성되었다. 특히 플럭스를 사용하여 형성시킨 솔더볼에서는 UBM Au층과 In간의 반응에 의하여 Auln 금속간 화합물이 형성되었다.

• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.98-104
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• 1999

본 연구에서는 ECR플라즈마 화학증착법을 이용하여 반응기내 압력의 변화에 따라 수소화된 무정형 실리콘막을 증착하고 박막내 수소의 함량과 결합구조 및 전기적 특성을 조사하였다. 일반적인 CVD에 의해 제조된 a-Si:H막은 증착속도가 증가할수록 광감도는 감소하지만 ECR플라즈마의 경우 증착속도가 증가할수록 광감도가 향상되었다. 마이크로파 출력과 사일렌/수소 희석비, 반응기내 압력등이 동일한 실험 조건에서 증착시간에 따른 막의 두께는 선형적으로 증가하고 막내에 함유된 수소의 농도는 일정하지만, 반응시간이 짧은 경우 막내에 $SiH_2$결합이 SiH결합보다 많이 형성되어 광전도도를 저하시킬 수 있다. 반응기내 압력이 증가함에 따라 박막내에 SiH결합이 증가하여 광학 에너지 갭을 줄여 광전도도를 향상시킬 수 있었으나 암전도도의 증가로 광감도는 감소하였다. 따라서 양질의 박막을 얻기 위해서는 압력이 낮고 수소기체의 양이 적은 조건에서 성장시켜야 한다.

• 한국재료학회지
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• 제2권1호
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• pp.76-82
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• 1992

$TEOS-O_3$ 산화막은 깔개층 물질에 따라 증착속도가 변하는 특성을 나타낸다. 본 논문에서는 $TEOS-O_3$ 산화막의 깔개층 물질 의존성 이외에도 배선 밀도, 배선 간격에 따라 증착속도가 달라지는 패턴 의존성에 대하여 조사하였다. 또한 $TEOS-O_3$ 산화막의 깔개층 물질 의존성 및 패턴 의존성을 줄이기 위해 다층 배선에서 1차 배선후에 깔개층, 즉 TEOS-base 프라즈마 산화막 및 $SiH_4-base$ 프라즈마 산화막을 증착했을 때 $TEOS-O_3$ 산화막의 증착 특성을 조사하였다. 그리고 그 깔개층 물질에 $N_2$ 프라즈마 처리를 했을 때 $TEOS-O_3$ 산화막의 증착 특성에 대해 조사하였다. 그 결과 $TEOS-O_3$ 산화막에서 기판 위에 배선 밀도와 배선 간격에 따른 의존성은 깔개층물질이 $SiH_4-base$ 일때보다 TEOS-base 프라즈마 산화막인 경우 $N_2$ 프라즈마 처리를 하면 깔개층 물질 표면이 O-Si-N화 되므로써 의존성이 사라지게 된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.33.2-33.2
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• 2011

CMP (Chemical-Mechanical Planarization) 공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 CMP 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. CMP 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리, 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. CMP 공정에서, 폴리우레탄 패드는 많은 기공들을 포함한 그루브(groove)를 형성하고 있어 웨이퍼와 직접적으로 접촉을 하며 공정 중 유입된 슬러리가 효과적으로 연마를 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 하지만, 공정이 진행 될수록 그루브는 손상이 되어 제 역할을 하지 못하게 된다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 CMP 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 CMP 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 scratch 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 연마 잔여물 흡착을 억제하고, 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 소수성 자기조립 단분자막(SAM: Self-assembled monolayer)을 증착하여 특성을 평가하였다. SAM은 2가지 전구체(FOTS, Dodecanethiol를 사용하여 Vapor SAM 방법으로 증착하였고, 접촉각 측정을 통하여 단분자막의 증착 여부를 평가하였다. 또한 표면부식 특성은 Potentiodynamic polarization와 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. SAM 표면은 정접촉각 측정기(Phoenix 300, SEO)를 사용하여 $90^{\circ}$ 이상의 소수성 접촉각으로써 증착여부를 확인하였다. 또한, 표면에너지 감소로 인하여 슬러리 내의 연마입자 및 연마잔여물 흡착이 감소하는 것을 확인 하였다. Potentiodynamic polarization과 EIS의 결과 분석으로부터 SAM이 증착된 표면의 부식전위와 부식전류밀도가 감소하며, 임피던스 값이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 SAM을 증착 하였고, CMP 공정 중 발생하는 오염물의 흡착을 감소시킴으로써 CMP 연마 효율을 증가하는 동시에 컨디셔너 금속표면의 부식을 방지함으로써 내구성이 증가될 수 있음을 확인 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제7권1호
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• pp.21-26
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• 1997

고주파 마그네트론 반응성 스퍼터링(rf magnetron reactive sputtering)으로 티타늄산화물 박막을 제조하여 산소비율에 따른 반응성 스퍼터링의 증착기구를 조사하고 산소비율 및 기판온도에 따른 산화물 조성의 변화, 미세조직, 광학적 특성의 변화를 연구하였다. 기존의 진공기상증착법으로 증착만 박막에 비해, 금속타겟을 사용하여 높은 증착속도를 얻을 수 있는 반응성 마그네트론 스퍼터링으로 성막한 티타늄산화물 박막은 치밀도가 우수하여 높은 굴절률(2.06)과 높은 광투과율을 보였다. 상온에서 성막된 티타늄 산화물박막의 경우, 산소비율이 낮은 조건에서는 다결정형의조직을 보였으나 산소비율이 높은 경우에는 비정질조직을 나타냈으며, 기판온도가 30$0^{\circ}C$ 이상에서는 산소비율에 상관없이 다결정형의 조직을 나타냈다. 하지만 산소비율이 임계값이상에서는 박막의 조성, 증착속도 등이 거의 변하지 않는 안정된 증착조건을 보였다. 30% 이상의 산소비율의 반응성 스퍼터링의 조건에서는 TiO$_{2}$의 조성의 박막으로 성장하여 약 3.82-3.87 eV의 band gap을 나타냈으며 기판온도의 증가에 따라 비정질 TiO$_{2}$에서 다결정 TiO$_{2}$으로 조직의 변화를 보여 광투과도도 약간 증가하는 경향을 나타냈다.