• Composites Research
• /
• 제36권5호
• /
• pp.342-348
• /
• 2023

최근 웨어러블 소자를 이용한 신체와 주변 온도의 실시간 모니터링에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 그래핀 기반 써미스터가 고성능 유연 온도 센서로 개발되어 왔다. 본 연구에서는 단일층 그래핀의 온도 측정 성능을 개선하기 위하여 표면에 polyethylenimine(PEI)를 코팅하여 저항 온도 계수(TCR)를 조절하였다. 화학기상증착법(CVD)에 의해 합성한 단일층 그래핀은 습식 전사 공정을 통해 원하는 기판에 전사되었다. PEI에 의한 계면 도핑을 유도하기 위하여, 소수성의 그래핀 표면을 산소 플라즈마 처리를 통해 결함을 최소화하면서 친수성으로 제어하였다. PEI 도핑 효과를 전계효과트랜지스터(FET)를 이용하여 확인하였다. PEI 도핑에 의해서 CVD 그래핀의 TCR 값이 30~50℃의 온도 범위에서 -0.49(±0.03)%/K로 향상된 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.412-412
• /
• 2010

플라즈마는 미세 전기 소자 제작에 있어 박막의 증착, 식각, 세정등 여러 가지 공정에서 널리 사용되고 있다. 미세 소자의 선폭의 감소와 높은 생산성을 위한 웨이퍼 면적의 대형화가 진행됨에 따라 플라즈마의 균일도는 공정 수율 향상의 관점에서 중요한 요소로 그것의 계측과 공정 중 실시간 감시에 필요성이 부각되고 있다. 플라즈마에 존재하는 라디칼의 밀도, 이온의 밀도, 전자 온도 등의 웨이퍼 상에서의 공간 분포와 공정 결과물과의 상관관계에 대한 연구는 현재까지 다양하게 진행 되었으며 특히, 라디칼의 공간 분포가 공정 결과물의 균일도와 큰 상관 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 라디칼의 농도 분포를 계측은 레이저 유도 형광법, 발광 분광법, 흡수 분광법 등을 통하여 이루어져 왔으며, 특히 발광 분광법의 경우 계측의 민감성, 편의성등을 이유로 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 현재 까지 진행된 발광 분광법을 이용한 라디칼의 공간 분포 계측은 그 자체로 공간 분포를 계측하는 것이 아닌 플라즈마 밀도의 축 대칭성을 가정하여 Abel inversion을 적용하거나, 광섬유를 플라즈마에 직접 삽입하는 방식을 사용하기 때문에 실제 반도체 제작공정을 비롯한 미세소자 공정 플라즈마의 라디칼 밀도 분포를 실시간, 비 접촉 방식으로 계측 하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 반도체 공정 플라즈마의 밀도 균일성 분석을 위한 공간 분해 발광 분광기를 제안한다. 기존의 발광 분광법과 비교하여 공간 분해능 향상을 위하여 직렬로 설치된 다수의 렌즈, 개구, 그리고 핀홀을 이용하였다. 공간 분해 발광 분광기의 공간 분해능을 계산하였으며, 실험을 통하여 검증 하였다. 또, HDP CVD를 이용한 $SiO_2$ 박막 증착 공정에서 산소 라디칼의 농도와 증착된 박막의 두께 분포의 상관 관계를 계측 함으로써 공간 분해 발광 분광기의 플라즈마 공정 적용 가능성 입증 하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.240-248
• /
• 1998

화학기상증착 방법에 의한 다결정 다이아몬드 박막성장을 위한 공정가운데 가장 많이 사용되는 기법중의 하나가 바로 플라즈마에 의한 방법이다. 특히 플라즈마 화학기상증착(Plasma-Enhanced CVD)기술에 의한 다이아몬드 박막응용은 그 공정에 대한 세부 조정을 통하여 더욱 향상시킬 수 있다. 다이아몬드 박막증착의 경우 중요 변수들은 다이아몬드 필름이 증착되는 기판(substrate)의 온도, $CH_4/H_2$가스비율, 전체가스 압력 및 가스 excitation에너지 등이다. 분광 ellipsometry는 다이아몬드 필름 증착과 관련된 극단적인 환경에서도 물리적인 접촉이나 만들어지는 샘플의 손상없이도 필름자체의 여러 성질뿐만 아니라 기초 샘플의 온도까지도 결정할 수 있는 좋은 방법이다. 이러한 장점들을 이용하여 양질의 다이아몬드 박막을 성장시키기 위한 조건과 그에 따른 박막 특성을 얻기 위하여 분광 ellipsomerry의 사용과 해석이 소개된다. 그리고, 분광 ellipsometry를 이용, 플라즈마 화학기상증착 기술에 의하여 성장되는 다이아몬드 박막으로부터 나타나는 중요 변수들이 결정될 것이며 이러한 변수들은 필름의 두께, 필름에 포함되는 void 및 비다이아몬드의 체적비와, 그들의 시간에 따른 변화등을 포함한다. 그리고 샘플이 원하는 두께까지 성장된 후에 라만 분광기로 측정되어 다이아몬드 성분을 확인한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.132-132
• /
• 2000

Cu는 Al에 비하여 낮은 저항(1.8 $\mu$$\Omega$-cm)과 높은 EM 저항성을 가지고 있어 미래의 고속 ULSI 배선물질로 그 중요성이 더욱 증가되고 있으며, 현재까지 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 방법들을 고려하여 CVD Cu의 문제점인 낮은 성장률의 개선과 Cu 박막의 특성을 향상하고자 수소 플라즈마 공정을 이용하여 plasma 전처리가 초기 Cu 핵생성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 본 실험에 사용된 장비는 Cu RPCVD/MOCVD이다. 초기 Cu 핵의 생성에 있어서의 수소 플라즈마의 효과를 조사하기 위하여 다음과 같은 3가지의 방법으로 행하였다. 첫 번째는 Cu 박막 형성에서 플라즈마를 사용하지 않은 방법, 두 번째는 플라즈마 전처리공정을 행한 뒤, Cu 박막 증착시 플라즈마는 사용하지 않은 방법, 세 번재는 플라즈마 전처리공저을 행한 뒤 Cu 증착시에도 플라즈마를 사용한 방법이다. 이 세가지 방법의 핵생성 차이를 분석하기 위해서 각각 10초, 20초, 40초 증착시킨 후 grain의 크기와 개수를 비교하였다. 또한 플라즈마의 power에 따른 Cu 핵생성율도 조사하였다. 수소 전처리동안 working pressure는 10분 동안 1 torr로 유지되었으며 substrate의 온도는 20$0^{\circ}C$, r.f.power는 100watt로 설정하였다. Cu RPCVD의 증착조건은 r.f.power는 10watt, substrate의 온도는 20$0^{\circ}C$, gas pressure는 1 torr, Ar carrier gas는 50sccm, hydrogen processing gas는 100sccm, bubbler 온도는 4$0^{\circ}C$, gas line의 온돈느 6$0^{\circ}C$, shower head의 온도는 $65^{\circ}C$로 설정하였다. 증착된 Cu 박막은 SEM, XRD, AFM를 통해 제작된 박막의 특성을 비교.분석하였다. 초기 plasma 처리를 한 경우에는 그림 1에서와 같이 현저히 증가한 초기 구리 입자들이 관측되었으며, 이는 도상 표면에 활성화된 catalytic site의 증가에 기인한다고 보여진다. 이러한 특성은 Cu films의 성장률을 향상시키고, 또한 voids를 줄여 전기적 성질 및 surface morphology를 향상시키는 것으로 나타났다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제28권9호
• /
• pp.45-51
• /
• 2014

This work carried out for the effective synthesis characteristics of graphene nanowall film by controlling the electric field in a RF plasma CVD process. For that, the bipolar bias voltage was applied to the substrate such as Si and glass materials for the best chemical reaction of positive and negative charges existing in the plasma. For supplying the seed formation sites on substrate and removing the oxidation layer on the substrate surface, the electron bombardment into substrates was performed by a positive few voltage in hydrogen plasma. After that, hydrocarbon film, which is not a graphene nanowall, was deposited on substrates under a negative bias voltage with hydrogen and methane gases. At this step, the film on substrates could not easily identify due to its transparent characteristics. However, the transparent film was easily changed into graphene nanowall by the final hydrogen plasma treatment process. The resultant raman spectra shows the existence of significant large 2D peaks corresponding to the graphene.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.13-18
• /
• 2001

본 연구에서 RF 플라즈마를 이용한 촉매 화학기상증착법에 의하여 탄소나노튜브를 성장시켰다. 탄소나노튜브는 Ni이 증착된 강화 유리 기판위에 $600^{\circ}C$ 이하의 공정 온도에서 성장되었으며, 성장시 성장 온도와 에칭 시간 그리고 Ni 층의 두메에 따라 탄소나노튜브 성장 특성이 다양하게 나타났다. Ni이 증착된 강화 유리기판위에 탄소나노튜브를 성장시키기 위하여 에칭 가스로는 $H_2$와 $NH_3$가스를 사용하였고, 탄소 원료로 $C_2H_2$가스를 사용하였다. 수직 배향된 탄소나노튜브의 직경과 길이는 약 150 nm와 3 $\mu\textrm{m}$ 정도의 크기로 성장되었다. 촉매 화학기상증착법을 이용하여 성장된 탄소나노튜브는 FED의 에미터로 사용이 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.303-303
• /
• 2012

Diamond-like carbon (DLC)은 낮은 마찰력과 높은 내마모성 및 내식성등과 같은 우수한 물성을 가지고 있다. 따라서, DLC 박막은 다양한 응용분야에 적용이 가능한 코팅이다. 특히, DLC 박막의 낮은 마찰력과 고경도 특성은 자동차 산업 및 금형과 같은 저마찰 및 내마모성 향상에 기여할 수 있는 매력적인 박막 코팅으로 각광받고 있다. 그러나 DLC 박막의 높은 잔류응력과 다른 기판의 화학적 친화력을 감소시키는 탄소-탄소 결합의 불안정성 때문에 금속소재와의 낮은 접합력으로 인하여 그 응용에 어려움을 격고 있다. DLC 박막의 접합력 향상을 위하여 모재에 활성 스크린 플라즈마 질화 장비를 사용하여 금속 시편에 질화처리를 하였다. 질화처리후 CVD법으로 DLC 박막을 증착하였으며, 박막의 특성은 나노 인덴테이션, 마이크로 라만 스펙트로스코피 그리고 주사전자현미경에 의해 측정되었다. 활성 스크린 질화 장비에 의해 처리된 시편의 특성변화는 GDS, XRD 및 마이크로 비커스 경도계를 이용하여 관찰하였다. 박막과 모재와의 밀착력은 스크래치 테스트에 의해 측정 하였으며, 질화층이 형성됨으로 인해 모재의 상구조와 경도의 변화가 생겼고, 이로 인해 DLC박막과 모재의 밀착력이 상승하였음을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.411-414
• /
• 2009

It has been investigated for the film uniformity and deposition rate of a-C:H films on glass substrate and polymeric materials in the presence of the modulated crossed magnetic field. We used Plasma CVD, i.e, using a crossed electromagnetic field, for uniform depositing thin film. The optimum discharge condition has been discussed for the gas pressure, the magnetic flux density and the distance between substrate and electrodes, As a result, it is found that the optimum discharge conditions are $CH_4$ concentration $CH_4$=10 %, modulated magnetic flux density B=48 Gauss, pressure P=100 mTorr, discharge power supply voltage V=l kV under these experimental conditions. By using these experimental condition, it is possible to prepare the most uniform film extends over about 160 mm of the film width. In this study, we deposited a-C:H thin film on glass substrate, and have a plan that using this condition, study depositing a-C:H thin film on polymeric substrate in next studies.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.1475-1480
• /
• 2004

Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) process uses unique property of plasma to modify surfaces and to achieve the high deposition rates. In this study, a vertical thermal RF-PECVD (Radio Frequency-PECVD) reactor is modeled to investigate thermal flow and the deposition rates with various shapes of the showerhead. The showerhead in the CVD reactor has the shape of a ring and gases are injected in parallel with the susceptor, which is a rotating disk. In order to achieve the high deposition rates, we have simulated the thermal flow fields in the reactor with several showerhead models. Especially the effects of the number of injection holes and the rotating speed of the susceptor are studied. Using a commercial code, CFDACE, which uses FVM (Finite Volume Method) and SIMPLE algorithm, governing equations have been solved for the pressure, mass-flow rates and temperature distributions in the CVD reactor. With the help of the Nusselt number and Sherwood number, the heat and mass transfers on the susceptor are investigated. In order to characteristics of measure the flatness of the layer, furthermore, the relative growth rate (RGR) is considered.

• 한국표면공학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.133-141
• /
• 1995

The deposition characteristics of diamond films were investigated for three different substrates : Si, Inconel 600 and steel. Diamond films were prepared by microwave plasma CVD method using $CH_4$, $H_2$ and $O_2$ as reaction gases. The deposited films were analyzed with SEM, Raman spectroscopy and ellipsometer. For Si substrate, diamond films were successfully obtained for most of the deposition conditions used in this study. As the $CH_4$ flow rate decreased and the $O_2$ flow rate increased, the quality of the film was improved due to the reduced non-diamond phase in the film. For Inconel 600 substrate, the surface pretreatment with diamond powders was required to deposit a continuous diamond film. The films deposited at temperatures of $600^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$ had mainly diamond phase, but they were peeled off locally due to the difference in the thermal expansion coefficient between the substrate and the deposited films. The films deposited at $500^{\circ}C$ and $850^{\circ}C$ had only the graphitic carbon phase. For steel substrate, all of the films deposited had only the graphitie carbon phase. We speculated that the formation of diamond nuclei on the steel substrate was inhibited due to the diffusion of carbon atoms into the steel substrate which has a large amount of carbon solubility.