• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.386-390
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• 2023

본 연구에서는 기존 상보성 금속 산화막 반도체 공정을 활용하여 제작된 실리콘 나노시트(SiNS) 피드백 전계효과 트랜지스터(FBFET)의 준비휘발성 메모리 특성을 분석하였다. 과노광공정을 이용하여 형성된 SiNS 채널층의 폭은 180 nm이고 높이는 70 nm이었다. 양성 피드백 루프를 기반으로 동작하는 SiNS FBFET의 낮은 문턱전압이하 기울기는 1.1 mV/dec, ON/OFF 전류비는 2.4×10⁷이었다. 또한 SiNS FBFET는 50 초 동안 상태를 유지하는 메모리 특성을 보여 준휘발성메모리 소자로 활용 가능성을 제시하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-22
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• 2008

[ $O_2/SF_6$ ], $O_2/N_2$ 그리고 $O_2/CH_4$의 혼합 가스를 이용하여 폴리카보네이트의 플라즈마 식각을 연구하였다. 플라즈마 식각 장비는 축전 결합형 플라즈마 시스템을 사용하였다. 폴리카보네이트 식각은 감광제 도포 후에 UV 조사의 포토리소그래피 방법으로 마스크를 제작하여 실험하였다. 본 식각 실험에서는 $O_2$와 다른 기체와의 혼합비와 RIE 척 파워 증가에 따른 폴리카보네이트의 식각 특성 연구를 중심으로 하였다. 특히 건식 식각 시에 사용한 공정 압력은 100 mTorr로 유지하였으며 공정 압력은 기계적 펌프만을 사용하여 유지하였다. 식각 실험 후에 표면 단차 측정기, 원자력간 현미경 그리고 전자 현미경 등을 이용하여 식각한 샘플을 분석 하였다. 실험 결과에 의하면 폴리카보네이트 식각에서 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 순수한 $O_2$나 $SF_6$를 사용한 것보다 각각 약 140 % 와 280 % 정도의 높은 식각 속도를 얻을 수 있었다. 즉, 100 W RIE 척 파워와 100 mTorr 공정 압력을 유지하면서 20 sccm $O_2$의 플라즈마 식각에서는 약 $0.4{\mu}m$/min, 20 sccm의 $SF_6$를 사용하였을 때에는 약 $0.2{\mu}$/min의 식각 속도를 얻었다. 그러나 60 %의 $O_2$와 40 %의 $SF_6$로 혼합된 플라즈마 분위기에서는 20 sccm의 순수한 $O_2$에 비해 상대적으로 낮은 -DC 바이어스가 인가되었음에도 식각 속도가 약 $0.56{\mu}m$/min으로 증가하였다. 그러나 $SF_6$ 양의 추가적인 증가는 폴리카보네이트의 식각 속도를 감소시켰다. $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 플라즈마 식각에서는 $N_2$와 $CH_4$의 양이 각각 증가함에 따라 식각 속도가 감소하였다. 즉, $O_2$에 $N_2$와 $CH_4$의 혼합은 폴리카보네이트의 식각 속도를 저하시켰다. 식각된 폴리카보네이트의 표면 거칠기 절대값은 식각 전에 비해 $2{\sim}3$ 배정도 증가하였지만 전자현미경으로 표면을 관찰 하였을 때에는 식각 실험 후의 폴리카보네이트의 표면이 깨끗한 것을 확인할 수 있었다. RIE 척 파워의 증가는 -DC 바이어스와 폴리카보네이트의 식각 속도를 거의 선형적으로 증가시켰으며 이 때 폴리카보네이트의 감광제에 대한 식각 선택비는 약 1:1 정도였다. 본 연구의 의미는 기계적 펌핑 시스템만을 사용한 간단한 플라즈마 식각 시스템으로도 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 폴리카보네이트의 미세 구조를 만드는데 사용이 가능하며 $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 결과에 비해 상대적으로 우수한 식각 조건을 얻을 수 있었다는 것이다. 이 결과는 다른 폴리머 소재 미세 가공에도 응용이 가능하여 앞으로 많이 사용될 수 있을 것으로 예상한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1553-1555
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• 1999

Recently, $SrBi_2Ta_2O_9$(SBT) and $Pb(ZrTi)O_3$(PZT) were much attracted as materials of capacitor for ferroelectric random access memory(FRAM) showing higher read/write speed, lower power consumption and nonvolartility. Bi-layered SBT thin film has appeared as the most prominent fatigue free and low operation voltage for use in nonvolatile memory. To highly integrate FRAM, SBT thin film should be etched. A lot of papers on SBT thin film and its characteristics have been studied. However, there are few reports about SBT thin film due to difficulty of etching. In order to investigate properties of etching of SBT thin film, SBT thin film was etched in $CF_4$/Ar gas plasma using magnetically enhanced inductively coupled plasma (MEICP) system. When $CF_4/(CF_4+Ar)$ is 0.1, etch rate of SBT thin film was $3300{\AA}/min$, and etch rate of Pt was $2495{\AA}/min$. Selectivities of SBT to Pt. $SiO_2$ and photoresist(PR) were 1.35, 0.6 and 0.89, respectively. With increasing $CF_4$ gas, etch rate of SBT thin film and $P_t$ decreased.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.380-381
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• 2012

Bioinspired sea urchin-like structures were fabricated on silicon by inductively coupled plasma (ICP) etching using lens-like shape hexagonally patterned photoresist (PR) patterns and subsequent metal-assisted chemical etching (MaCE) [1]. The lens-like shape PR patterns with a diameter of 2 ${\mu}m$ were formed by conventional lithography method followed by thermal reflow process of PR patterns on a hotplate at $170^{\circ}C$ for 40 s. ICP etching process was carried out in an SF6 plasma ambient using an optimum etching conditions such as radio-frequency power of 50 W, ICP power of 25 W, SF6 flow rate of 30 sccm, process pressure of 10 mTorr, and etching time of 150 s in order to produce micron structure with tapered etch profile. 15 nm thick Ag film was evaporated on the samples using e-beam evaporator with a deposition rate of 0.05 nm/s. To form Ag nanoparticles (NPs), the samples were thermally treated (thermally dewetted) in a rapid thermal annealing system at $500^{\circ}C$ for 1 min in a nitrogen environment. The Ag thickness and thermal dewetting conditions were carefully chosen to obtain isolated Ag NPs. To fabricate needle-like nanostructures on both the micron structure (i.e., sea urchin-like structures) and flat surface of silicon, MaCE process, which is based on the strong catalytic activity of metal, was performed in a chemical etchant (HNO3: HF: H2O = 4: 1: 20) using Ag NPs at room temperature for 1 min. Finally, the residual Ag NPs were removed by immersion in a HNO3 solution. The fabricated structures after each process steps are shown in figure 1. It is well-known that the hierarchical micro- and nanostructures have efficient light harvesting properties [2-3]. Therefore, this fabrication technique for production of sea urchin-like structures is applicable to improve the performance of light harvesting devices.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.60-63
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• 1999

Ta-Al 합금 박막의 건식식각에 대하여 조사하였다. $CF_{4}$ 기체를 이용한 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching, RIE)이 1:1 조성의 Ta-Al 합금 박막의 식각에 적용될 수 있음을 확인하였으며, 식각속도는 $67{\AA}/min$으로 측정되었다. 그리고 $CF_{4}$ 기체는 Ta-Al 합금 박막과 $SiO_{2}$ 층간에 선택성이 없다는 것이 확인되었으며, $SiO_{2}$ 층의 식각속도는 Ta-Al 박막의 경우보다 약 12배 빠른 $800{\AA}/min$으로 측정되었다. 그 외에 $CF_{4}$ 기체를 이용한 반응성 이온 식각에서는 Shiepley 1400-27 Photo Resist 보다 AZ 5214 Photo Resist가 더 안정적이라는 것이 조사되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.375.2-375.2
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• 2016

그래핀(Graphene)은 원자 한 층 두께의 얇은 특성에 기인하여 우수한 투과도(~97.3%)를 나타내며, 높은 전자 이동도($200,000cm^2V^{-1}s^{-1}$)로 인하여 전기 전도도가 우수한 2차원 전자소재이다. 또한 유연하고 우수한 기계적 물성을 가지고 있어 실제로 다양한 소자에서 활용되고 있다. 그래핀을 이용하여 다양한 소자로 응용하기 위한 과정 중 하나인 포토리소그래피 공정(Photolithography process)은 원하는 패턴을 만들기 위해 제작하고자 하는 기판 위에 포토레지스트(Photoresist)를 코팅하는 과정을 거치게 된다. 하지만 이러한 과정은 소자 제작에 있어서 포토레지스트 잔여물을 남기게 된다. 그래핀 위에 남은 포토레지스트 잔여물은 그래핀의 우수한 전기적 특성을 저하시켜 소자특성에 불이익을 주게 된다. 본 연구에서는 수소 플라즈마를 이용하여 그래핀 위에 남은 중합체(Polymer) 잔여물을 제거한다. 사용한 그래핀은 화학 기상 증착법(Chemical vapor deposition)을 이용하여 성장시켰으며, PMMA(Poly(methyl methacrylate))를 이용하여 이산화규소(silicon dioxide) 기판에 전사하였다. 그래핀의 손상 없이 중합체 잔여물을 제거하기 위해 플라즈마 처리시간을 15초부터 1분까지 늘려가며 연구를 진행하였으며, 플라즈마 처리 시간에 따른 중합체 잔여물의 제거 정도와 그래핀의 보존 여부를 확인하기 위해 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 원자간력현미경(Atomic force microscopy)을 사용하였다. 본 연구 결과를 통해 간단한 플라즈마 처리로 보다 나은 특성의 그래핀 소자를 얻게 됨으로써, 향상된 특성을 가진 그래핀 소자로 산업적 응용 가능성을 높일 수 있을 것이라 생각된다.

• 분석과학
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• 제12권5호
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• pp.415-420
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• 1999

칼라필터의 Black Matrix (BM)의 표면에 발생하는 잔사의 양을 Atomic Force Microscopy (AFM) 측정 결과에 의해 얻어진 히스토그램을 사용하여 정량화하였다. 히스토그램을 free BM 표면(1)과 잔사(2)에 해당하는 두 개의 Gaussian 함수로 분리하고 각 분포의 면적($a_1$, $a_2$)을 계산하여, 잔사가 차지하는 면적비($a_2/(a_1+a_2)$)를 계산하였다. 또한, free BM 표면에 대한 Gaussian 함수로부터 free BM 표면내에 또 다른 잔사가 존재하고 있음을 알 수 있었다. 이것의 경우에는 잔사의 양을 정확하게 수치적으로 정량화는 할 수 없지만, 분포의 평균값과 표준 편차로부터 정성적인 결과를 얻을 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.142.2-142.2
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• 2015

Plasma etch endpoint detection (EPD) of SiO2 and PR layer is demonstrated by plasma impedance monitoring in this work. Plasma etching process is the core process for making fine pattern devices in semiconductor fabrication, and the etching endpoint detection is one of the essential FDC (Fault Detection and Classification) for yield management and mass production. In general, Optical emission spectrocopy (OES) has been used to detect endpoint because OES can be a simple, non-invasive and real-time plasma monitoring tool. In OES, the trend of a few sensitive wavelengths is traced. However, in case of small-open area etch endpoint detection (ex. contact etch), it is at the boundary of the detection limit because of weak signal intensities of reaction reactants and products. Furthemore, the various materials covering the wafer such as photoresist (PR), dielectric materials, and metals make the analysis of OES signals complicated. In this study, full spectra of optical emission signals were collected and the data were analyzed by a data-mining approach, modified K-means cluster analysis. The K-means cluster analysis is modified suitably to analyze a thousand of wavelength variables from OES. This technique can improve the sensitivity of EPD for small area oxide layer etching processes: about 1.0 % oxide area. This technique is expected to be applied to various plasma monitoring applications including fault detections as well as EPD.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.74-74
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• 2009

Titanium nitride has been used as hardmask for semiconductor process, capacitor of MIM type and diffusion barrier of DRAM, due to it's low resistivity, thermodynamic stability and diffusion coefficient. Characteristics of the TiN film are high intensity and chemical stability. The TiN film also has compatibility with high-k material. This study is an experimental test for better condition of TiN film etching process. The etch rate of TiN film was investigated about etching in $BCl_3/Ar/O_2$ plasma using the inductively coupled plasma (ICP) etching system. The base condition were 4 sccm $BCl_3$ /16 sccm Ar mixed gas and 500 W the RF power, -50 V the DC bias voltage, 10 mTorr the chamber pressure and $40\;^{\circ}C$ the substrate temperature. We added $O_2$ gas to give affect etch rate because $O_2$ reacts with photoresist easily. We had changed $O_2$ gas flow rate from 2 sccm to 8 sccm, the RF power from 500 W to 800 W, the DC bias voltage from -50 V to -200 V, the chamber pressure from 5 mTorr to 20 mTorr and the substrate temperature from $20\;^{\circ}C$ to $80\;^{\circ}C$.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.467-473
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• 2013

본 연구에서는 SU-8 박막의 마이크로시스템으로의 트라이볼로지적 응용을 목적으로 하여, 원자간 힘 현미경(AFM) 과 콜로이드 프로브를 이용한 실험 및 유한요소해석 기법을 이용하여 SU-8 코팅층의 두께에 따른 트라이볼로지적 특성을 고찰하였다. SU-8 시편은 스핀 코팅기법을 이용하여 두께를 다르게하여 제작하였다. 실험결과 코팅두께가 증가함에 따라 마찰력과 점착력이 감소하여 박막두께에 따른 차이가 존재함을 알 수 있었고, SU-8 표면이 Si 표면에서보다 더 낮은 점착력과 마찰력을 보여주었다. 또한, 시뮬레이션을 통해 두께별로 박막 파손을 유발시키는 임계하중(압력)이 존재하며, 본 연구에서의 200~800 nm 두께범위에서는 1.2~1.8 GPa 로 측정되었다.