• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.121-122
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• 2011

광도파로 기반 센서의 성능을 개선시키기 위해서는 코어와 클래딩 층의 굴절률 차를 크게 하여 표면감도를 향상시켜야 한다. 이를 위해 센서용 광도파로 코어 층을 위한 고굴절률 SiNx 박막을 플라즈마 화학기상증착(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition)법을 이용하여 성장한 후 그 표면특성을 분석하였다. 이 때 플라즈마 화학기상증착 공정 조건 중 NH3 가스를 제외하여 Si 성분이 많은 고굴절률 SiNx 박막의 성장을 유도하고 He/SiH4 가스유량비를 0에서 100까지 변화시켜 SiNx 박막의 표면거칠기를 제어하였다. Si기판 위에 SiNx 박막을 10분 성장 후 BOE(buffered oxide etchant)로 선택식각하여 그 박막두께를 alpha step으로 측정하는 방법으로 He/SiH4 가스유량비 조건별 박막성장률을 계산하였다. 그 결과 He/SiH4 가스유량비 증가함에 따라 박막성장률이 33 nm/min에서 19 nm/min으로 선형적인 감소함을 알 수 있었다. 박막두께가 190 nm가 되도록 He/SiH4 가스유량비 조건별 SiNx 박막을 성장한 후 그 표면특성을 AFM (atomic force microscope)으로 관찰하였다. 이를 통해 He/SiH4 가스유량비가 50일 때 SiNx 박막의 표면거칠기가 최소가 됨을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.12S
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• pp.1175-1180
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• 2003

Transformer Coupled Plasma Chemical Vapor Deposited (TCP-CVD) silicon nitride (SiNx) is widely used as a gate dielectric material for thin film transistors (TFT). This paper reports the SiNx films, grown by TCP-CVD at the low temperature (30$0^{\circ}C$). Experimental investigations were carried out for the optimization o(SiNx film as a function of $N_2$/SiH$_4$ flow ratio varying ,3 to 50 keeping rf power of 200 W, This paper presents the dielectric studies of SiNx gate in terms of deposition rate, hydrogen content, etch rate and leakage current density characteristics lot the thin film transistor applications. And also, this work investigated means to decrease the leakage current of SiNx film by employing $N_2$ plasma treatment. The insulator layers were prepared by two step process; the $N_2$ plasma treatment and then PECVD SiNx deposition with SiH$_4$, $N_2$gases.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.12
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• pp.1052-1057
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• 1997

현재 전기, 전자, 우주, 자동차, 무기 등의 여러 분야에서 응용되고 있는 TaNx 다층박막저항체의 특성을 개선하기 위하여 magnetron sputtering법으로 TaNx박막을 제조한 후, 온도와 질소분압에 따른 전기저항 및 TCR특성 변화를 조사하였고, 미세조직이 이들 전기적 성질에 미치는 영향을알아보기 위해 상분석과 morphology를 관찰하였다. 그 결과, TaNx을 코팅한 박막의 전기저항은 $N_{2}$Ar이 0.4 이상에서, 금속전도특성에서 이온전도특성으로 변화하였으며,Cr이 TCR효과를 안정시키는 역할은 하여 TaNx/A $I_{2}$ $O_{3}$보다 TaNx/Cr/A $i_{2}$ $O_{3}$박막의 TCR특성이 더 안정하게 나타났다. 또한 TaNx/A $I_{2}$ $O_{3}$박막과 TaNx/Cr/A $i_{2}$ $O_{3}$박막의 경우 모두 $N_{2}$/Ar이 0-0.4정도에서 TCR효과에 좋은 특성을 나타내었다. X-선회절 실험 결과 $N_{2}$/Ar비가 1일 경우에 T $a_{2}$ $N_{.8}$이 생성되었고, 분압이 증가함에 따라 비정질이 생성되었다. morphology가 $N_{2}$/Ar이 증가함에 따라 입자의 모양이 불연속아일랜드 형태로 변화하였으며, 이것은 질소분압에 따른 전기저항 변화와 일치하였다.다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.420-420
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• 2011

결정질 태양전지에서 고효율 달성을 위한 LBC(Local Back Contact) 구조의 중요성이 강조되고 있다. LBC 구조에서 후면 passivation 형성을 위한 SiNX layer를 PECVD로 형성 시, 실리콘 bulk 내로 H+ 원자가 침투하여 Boron과 결합하게 되면 Boron이 bulk 내에서 dopant로 작용을 하지 못하게 되어, 후면에서 p-층을 형성하고, 이는 VOC의 저하를 야기 시킨다. 본 연구에서는 LBC 구조에서 후면 passivation 시 bluk 내 B-H결합으로 인한 태양전지 특성 저하 문제를 해결하기 위해, SiNX를 증착하기 전에 얇은 산화막 barrier를 성장시켜 Bulk 내에 H+ 침투를 최소화 하였다. PECVD를 이용한 N2O 플라즈마 처리, HNO3 Wet Chemical Oxidation의 방법을 통해 substrate와 SiNX 사이에 얇은 oxide 층을 형성하였으며, 각각의 조건에 대해 lifetime 측정을 실시하였다. 그 결과 SiON/SiNx를 이용한 막의 lifetime이 $94.5{\mu}s$로 가장 우수하였고, Reference에 비해 25.4% 증가함을 확인할 수 있었다. 그러나 HNO3/SiNx에서는 30.6%, SiON에서는 84.3% 감소함을 확인하였다. Voc 측정 결과 또한 SiON/SiNx를 이용한 막이 670mV로 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 LBC구조에서 후면에 얇게 SiON/SiNx막을 형성함으로서 H+이온의 침투를 저지하여 후면 B-H결합을 막아 태양전지 특성 저하를 감소시키는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.312.2-312.2
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• 2013

태양전지에서 SiNX층은 반사방지막 역할과 표면 페시베이션의 역할을 동시에 하고 있다. SiNx에서 굴절율과 두께는 반사율과 밀접한 관계가 있으며 동시에 표면 소수캐리어 수명에도 큰 영향을 미친다. 따라서 굴절율과 두께를 조절하여 낮은 반사도와 긴 소수캐리어 수명을 가지는 SiNx 박막을 제조하여야 우수한 효율의 태양전지를 제조할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 굴절율과 두께의 SiNx 박막을 결정질 실리콘 태양전지에 적용하여 효율과의 상관관계를 해석하였다. SiNx 박막은 PECVD장비를 이용하여 RF파워, 가스혼합량, 증착시간 등을 각각 변화시키며 형성하였다. RF 파워는 100~500 W로 변화 시켰고 혼합가스 변화는 SiH4가스와 NH3가스, Ar가스를 각각 주입하며 증착하였다. RF 파워 300W, 가스혼합량 SiH4 90sccm, NH3 26sccm, Ar 99sccm과 기판 온도 $300^{\circ}C$, 공정시간 58초에서 포면 반사율 1.09%와 굴절률 1.965, 두께 76nm를 갖는 SiNx층을 형성 할 수 있었다. SiNx층을 증착하여 셀을 제작한 결과, 개방전압: 0.612V, 전류밀도: 38.49 mA/cm2, 충실도: 75.62%, 효율: 17.82%를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.180-180
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• 2016

최근 디스플레이 시장의 주요 키워드는 flexible organic light emitting diode (OLED) 이다. OLED 소자의 수명을 결정하는 가장 큰 요인 중의 하나는 공기 중의 O2와 H2O에 의한 유기물의 열화이다. 따라서 공기 중의 O2나 H2O가 유기물에 쉽게 침투하는 것을 막는 것은 소자의 수명 향상을 위하여 필수적이라 할 수 있다[1-3]. SiNx 박막은 경질로 투과성이 우수하며, 화학적 불활성인 특성으로 이러한 Barrier 역할로 연구되어 산업분야에 다양하게 응용되고 있다[4]. SiNx 박막은 일반적으로 plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 기술을 이용하여 증착되는데 기존의 PECVD 기술을 이용한 SiNx 박막은 낮은 water vapor transmission rate (WVTR) 등의 문제점들로 인해 한계점이 들어났다. 본 연구에서는, flexible display의 thin film encapsulation (TFE) 공정에서의 적용을 알아보기 위해 $370{\times}470$ size를 증착할 수 있는 In-line 장비를 이용하였으며, 기존의 PECVD 기술의 문제점으로 지적되고 있는 낮은 WVTR을 해결하기 위하여 저온 (<$100^{\circ}C$) 선형 PECVD 기술을 이용하여 WVTR을 개선하고자 하였다. 공정가스로는 SiH4와 NH3를 사용하였으며, SiH4 Carrier 가스로 He을 추가적으로 사용하였다. 또한 공정 압력은 100mTorr를 유지하였다. 증착된 SiNx 박막의 물리적, 화학적 특성 분석을 위해 분광엘립소메타, field emission electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD), Rutherford backscattering spectrometry (RBS) 등을 이용하여 측정하였으며, 박막에 투습되는 수분의 양은 MOCON사의 AQUATRAN 2(W)로 측정하였다. OLED 소자를 구현하기 위해서는 기본적으로 봉지층에 투습되는 양을 $10-6g/m2{\cdot}day$ 이하로 막아줘야 한다고 알려져 있으나, 기존의 PECVD 기술을 이용하여 제작된 SiNx 박막의 WVTR은 $10-2{\sim}10-3g/m2{\cdot}day$ 레벨의 WVTR 결과를 보이고 있다. 본 연구에서 사용된 저온 선형 PECVD 기술을 이용하여 제작된 SiNx 박막의 WVTR은 $5.0{\times}10-5g/m2{\cdot}day$ 이하의 개선된 결과를 확인 할 수 있었다. 또한 flexible display에 적용하기 위해 SiNx 박막의 두께를 최소화한 100nm의 두께에서도 WVTR은 $5.0{\times}10-5g/m2{\cdot}day$ 이하의 결과가 유지됨을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.178-178
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• 2010

With the scaling down of ULSI(Ultra Large Scale Integration) circuit of CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)based electronic devices, the electronic devices become more faster and smaller size that are promising field of semiconductor market. However, very narrow line width has some disadvantages. For example, because of narrow line width, deposition of conformal and thin barrier is difficult. Besides, proportion of barrier width is large, thus resistance is high. Conventional PVD(Physical Vapor Deposition) thin films are not able to gain a good quality and conformal layer. Hence, in order to get over these side effects, deposition of thin layer used of ALD(Atomic Layer Deposition) is important factor. Furthermore, it is essential that copper atomic diffusion into dielectric layer such as silicon oxide and hafnium oxide. If copper line is not surrounded by diffusion barrier, it cause the leakage current and devices degradation. There are some possible methods for improving the these secondary effects. In this study, TaNx, is used of Tertiarybutylimido tris (ethylamethlamino) tantalum (TBITEMAT), was deposited on the 24nm sized trench silicon oxide/silicon bi-layer substrate with good step coverage and high quality film using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). And then copper was deposited on TaNx barrier using same deposition method. The thickness of TaNx was 4~5 nm. TaNx film was deposited the condition of under $300^{\circ}C$ and copper deposition temperature was under $120^{\circ}C$, and feeding time of TaNx and copper were 5 seconds and 5 seconds, relatively. Purge time of TaNx and copper films were 10 seconds and 6 seconds, relatively. XRD, TEM, AFM, I-V measurement(for testing leakage current and stability) were used to analyze this work. With this work, thin barrier layer(4~5nm) with deposited PEALD has good step coverage and good thermal stability. So the barrier properties of PEALD TaNx film are desirable for copper interconnection.

• Journal of Powder Materials
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• v.13 no.2 s.55
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• pp.144-149
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• 2006

In this research we tried to make nano-sized TiNx by using planetary milling, and we made the composites double layered of titanium and nano-sized TiNx by using spark plasma sintering apparatus after mixing with the different ratio of pure titanium powder, and they were heat treated at $850^{\circ}C$ for 30 minutes. The crystal structures of nano-sized TiNx powders and the composites were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The microstructures of the powders were analyzed by using scanning electron microscopy (FESEM) and the 40-50 nm size of nano-sized TiNx particle on the surface of agglomerated particles was investigated. With increasing the ratio of nano-sized TiNx of the composites, the microvickers hardness of the composites was increased.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.147-147
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• 2010

태양전지의 효율 향상을 위해 웨이퍼 표면에 반사방지막 코팅을 위한 패시베이션 물질들에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 이 과정에서 널리 사용하는 ARC 물질로 SiNx 박막이 있다. SiNx 박막은 PECVD 법으로 저온에서 실리콘 기판 위에 증착 가능한 장점이 있다. 플라즈마 분위기 가스로 아르곤 또는 질소 사용하며 SiNx 박막의 광학적, 전기적인 특성은 화학적 조성비에 의해 결정되며 증착온도 가변에 박막의 특성이 변화하며 이를 이용하여 태양전지의 효율을 향상 시킬 수 있다. 본 연구에서는 SiNx 박막을 형성하는데 질소 가스 분위기에서 PECVD를 이용하여 증착하고 그 특성을 분석하였다. 박막은 0.8 Torr의 압력에서 $150^{\circ}C\;{\sim}\;450^{\circ}C$의 기판온도로 증착되었으며 이때의 RF power은 100W ~ 300W로 가변 되었다. 증착된 박막은 1.94 에서 2.23의 폭넓은 굴절률 값을 가지고 있었다. $SiH^4/NH_3$ 가스 비의 증가에 따라 박막 두께와 굴절률이 감소함을 확인할 수 있었다.증착된 SiNx 박막의 소수반송자 수명 측정 결과 굴절률 2.23인 박막의 경우 약 87 us의 수명을 나타냈으며, 굴절률이 1.94로 줄어듦에 따라 소수 반송자 수명 역시 79 us로 감소하였다. SiNx 박막은 n-rich 보다 Si-rich 인 경우 effective 반송자 수명을 증가시켜 표면 재결합 속도를 줄이는데 유용함을 확인하였다. 또한 증착온도가 증가할수록, RF power가 증가 할수록 소수 반송자 수명 역시 증가하였다. 반사도의 경우 $SiH_4$의 비율이 증가할수록 반사도가 감소함을 확인 하였으며, 증착온도 증가에 따라, RF power 증가에 따라 반사도가 감소하였다. 결과적으로 $450^{\circ}C$의 기판온도와 300W의 RF power에서 증착된 SiNx 박막의 경우 가장 우수한 전기적, 광학적 특성을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.405-406
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• 2009