• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.1
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• pp.27-32
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• 1997

본 연구에서는 고밀도 플라즈마를 형성하는 planar magnetron RF 플라즈마 CVD를 이용하여 DLC(diamond-like carbon) 박막을 합성하였다. 이 방법을 이용하여 DLC 박막을 합성한다면 고밀도 플라즈마 때문에 종래의 플라즈마 CVD(RF-PECVD)법보다 증착속도가 더욱더 향상될 것이라는 것에 착안하였다. 이를 위해 magnetron에 의한 고밀도 플라즈마가 존재할 때도 역시 DLC박막형성에 미치는 RF 전력과 반응가스 압력이 중요한 반응변수인가에 대해 조사하였고, 일정한 자기장의 세기에서 RF전력과 DC self-bias 전압과의 관계를 조사하였다. 또한 RF전력변화에 따른 박막의 증착속도와 밀도를 측정하였다. 본 연구에 의해 얻어진 박막의 증착속도는 magnetron에 의한 이온화율이 매우 높아 기존의 RF-PECVD 법보다 매우 빠르며, DLC박막의 구조와 물질특성을 알아보기 위해 FTIR(fourier transform infrared)및 Raman 분광분석을 행한 결과 전형적인 양질의 고경질 다이아몬드상 탄소박막임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.183-184
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• 2012

플라즈마 처리에 따른 그래핀의 결함발생 연구에 대해 보고한다. 본 연구에 적용된 그래핀은 그라파이트에서 박리된 그래핀 (Exfoliated graphene: EG)과 CVD 방법으로 합성된 그래핀(CVD-G)이다. 본 연구에서는 플라즈마에 처리조건에 따른 CVD-G와 EG 간의 차이점에 대해 실험적 분석 및 이론적 해석을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.99-100
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• 2007

유도결합 플라즈마(ICP)를 이용한 CVD 장치에서 플라즈마를 발생시키기 위한 안테나의 구조는 매우 중요하다. 전자 온도와 전자 밀도에 직접적인 영향을 주게 되며, 뿐만 아니라 증착 물질의 두께 균일도에 결정적인 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 플라즈마 특성 균일도 최적화를 위하여 2turn 직렬, 병렬, 혼합의 ICP 안테나의 구조에 대하여 플라즈마 특성 및 $SiO_2$ CVD 증착 특성을 계산하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.386-387
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• 2007

ICP-CVD(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition)를 이용하여 플라즈마 처리에 따른 Al이 도핑된 ZnO(AZO) 박막의 표면 부착력과 굴절율, 표면거칠기에 관한 연구를 하였다. 플라즈마 처리는 인가전압, 시간을 변수로 하였고 반응 가스는 Ar을 사용하였다. 표면조성은 AFM, 광학적 특성은 UV-Vis 분광계를 이용한 광투과도 측정으로부터 굴절률과 밴드갭을 조사하였고 표면 부착력은 접촉각 분석기(제조사:Kruss)를 사용하여 조사하였다. 플라즈마 처리 시간이 길어짐에 따라 박막 표면의 거칠기가 커지고 부착력은 증가하는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2003.05a
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• pp.1-3
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• 2003

평판형 안테나를 채택한 TCP (Transformer Coupled Plasma) 형태의 CVD 장비를 이용하여 비정질의 실리콘 박막을 증착 하였다. 비정질 실리콘 박막은 태양전지 및 TFT-LCD 등의 디스플레이 제품 등에 다양하게 적용되고 있는데, 일반적으로 CCP(Capacitor Coupled Plasma) 형태의 CVD 장비에서 증착되어 왔다. TCP-CVD 장비는 CCP-CVD에 비해 플라즈마 내의 높은 이온밀도 및 저압, 저온에서 공정이 가능할 뿐만 아니라, 기판 바이어스 전압을 독립적으로 조절할 수 있어 이은에 의한 증착막의 결함을 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 발표에서는 자체 기술로 제작된 TCP-CVD의 소개와 증착된 비정질 실리콘 박막의 특성평가를 위한 라만 분석 및 dark conductivity 데이타를 다루었다. 또한 비정질 실리콘 박막의 반도체 소자의 응용성을 보기 위하여 3족 및 5족의 불순물을 도핑하여 전기전도도의 변화를 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.169-169
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• 2013

그래핀은 2차원 물질으로서 전기적, 열적으로 독특한 성질로 인해 주목받고 있으며, 전 세계적으로 많은 연구가 진행 되었다. 그러나 그래핀은 밴드갭이 없을 뿐 아니라 2차원물질로서 표면에 화학적 도핑하는 기술이 정립되지 않아 인해 전기적 소자에 적용하기 어려운 문제가 있었다. 본 연구에서는 질소 유도 결합 플라즈마를 이용하여 대면적의 그래핀을 n형 도핑시키는 연구를 진행하였다. 또한 CVD-그래핀에서의 도핑 메커니즘을 규명하기 위해, AFM, Raman, XPS 에 의한 화학적 분석을 시도하였다. 뿐만 아니라 메탄($CH_4$) 플라즈마를 이용하여 CVD-그래핀의 결함을 탄소로 채워서 결함밀도를 감소시키는 연구도 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.51-52
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• 2008

결정화된 아나타이즈와 루타일 구조의 $TiO_2$ 박막을 유도결합플라즈마 화학기상증착법 (ICP-CVD)을 이용하여 증착하였다. 기판 온도는 플라즈마에 의한 가열에 의하여 최대 450K까지 증가하였다. 일반적인 플라즈마 화학기상증착법 (PE-CVD)으로 결정화된 $TiO_2$ 박막을 얻기 위해서는 최소 573K까지 가열해야 하기 때문에, 현 실험에서의 $TiO_2$ 박막은 플라즈마 가열에 의한 것이 아니라 높은 플라즈마 밀도에 의하여 증착된 것이다. 증착속도는 외부가열이 없는 상태에서 $5{\sim}50nm$/min이 얻어졌다. ICP 파워 (RF power)는 결정화도, 루타일상의 증착, 증착속도 그리고 광전류 특성에 영향을 끼쳤다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.4
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• pp.322-329
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• 1997

ECR 마이크로 플라즈마 CVD법에 의하여 단결정 Si기판위에서 대면적에 걸쳐 방향성을 가진 다이아몬드박막을 성공적으로 성장시키고, 막 증착공정을 바이어스처리 단계와 성막단계의 2단계로 나누어 실시할 때 바이어스처리 단계에서 여러 공정 매개변수들이 다리아몬드 핵생성밀도에 미치는 효과에 관하여 조사하였다. 기판온도$600^{\circ}C$, 압력 10Pa, 마이크로파 전력 3kW, 기판바이어스 +30V의 조건으로 바아어스 처리할 때, 핵생성에 대한 잠복기간은 5-6분이며, 핵생성이 완료되기 까지의 시간은 약 10분이다. 10분 이후에는 다이아몬드 결정이 아닌 비정질 탄소막이 일단 형성된다. 그러나 성장단계에서 이러한 비정질 탄소막은 에칭되어 제거되고 남아있는 다이다몬드 핵들이 다시 성장하게 된다. 또한 기판온도의 증가는 다이아몬드 막의 결정성을 높이고 핵생성 밀도를 증가시키는 데에 별로 효과가 없다. ECR플라즈마 CVD법에서 바이어스처리 테크닉을 사용하면, 더욱 효과적임을 확인하였다. 총유량 100 sccm의 CH$_{3}$OH(15%)/He(85%)계를 사용하여 가스압력 10Pa, 바이어스전압 +30V마이크로파 전력 3kW, 온도 $600^{\circ}C$의 조건하에서 40분간 바이어스처리한 다음 다이아몬드막을 성장시켰을 때 일시적으로나마 제한된 지역에서 완벽한 다이아몬드의 에피성장이 이루어졌음을 SEM으로 확인하였다. 이것은 Si기판상에서의 다이아몬드의 에피성장이 가능함을 시사하는 것이다. 그밖에 라만분광분석과 catodoluminescence 분석에 의한 다이아몬드의 결정질 조사결과와 산소방전 및 수소방전에 의한 챔버벽의 탄소오염효과 등에 관하여 토의하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.11
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• pp.1113-1120
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• 1996

다이아몬드 박막을 이용한 반도체소자를 실현시키기 위해서는 다이아몬드가 아닌 다른 재료의 기판위에 대면적에 걸쳐 다이아몬드막을 에피텍셜 성장시키는 것이 필수적이다. 그러나 이 분야의 연구는 아직 초보상태로 그 목표가 실현되지 못하고 있다. 본 논문에서는 저압의 ECR 마이크로파 플라즈마 CVD에 의하여 대면적의 Si(100)기판상에 방향성을 갖는 다이아몬드막을 성공적으로 성장시킨 결과를 보고자한다. 지금까지 얻어진 최적 핵생성 공정조건은 다음과 같다 : 반응압력 10Pa, 기판온도 80$0^{\circ}C$(마이크로파 전력이 3kW일 때), 원료가스 CH4/He 계로 농도비 3%/97%, 가스총유량 100sccm, 바이어스 전압 + 30V, 마이크로파 전력(microwave power)4kW, 바이어스 처리 시간 10분간이며, 성장단계에서의 증착공정 조건은 기판온도 80$0^{\circ}C$, 원료가스 CH4/CO2/H2계로 농도비 5%/15%/85%, 가스 총유량 1000sccm, 바이어스 전압 +30V, 마이크로파 전력 5kW, 성막시간 2시간으로 일정하게 유지하였다. 이 조건하에서 기판 면적 3x4$\textrm{cm}^2$의 대면적에 대해서 약 2x109cm-2의핵생성 밀도를 균일하게 재현성있게 얻었다. 원료가스로 CH4/H2를 사용한 경우보다 CH4/H2를 사용할 경우에 라디칼밀도의 증가에 의하여 더 높은 핵생성밀도를 얻을 수 있었다. 또한 저압의 ECR플라즈마 CVD의 경우에는 양의 바이어스전압이 막의 손상이 없어 다이아몬드 핵생성에 더 적합하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.16-23
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• 1994

In an argon thermal plasma CVD system diamond of metastable state was synthesized on molydenum substrate and concentration ratio of methane to hydrogen. Diamond was relatively well obtained when surface temperature of substrate was $890^{\circ}C$ and concentration of methane ratio was 0.5 percents.