• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권2호
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• pp.39-47
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• 2003

감광성 폴리이미드 위에 Cr을 RF 바이어스 스퍼터링 및 RF클리닝 후 DC 스퍼터링한 Cr/폴리이미드의 계면을 TEM으로 관찰하였다. RF power 밀도를 $0.13W/cm^2$에서 $2.12W/cm^2$로 증가시키면서 RF클리닝을 실시한 결과 폴리이미드의 에칭 양상이 둥근 모양에서 뾰족한 모양으로 변하였고 이방성 에칭으로 인해 거칠기가 크게 증가하였다. RF 바이어스 스퍼터링의 경우 RF power를 올리는 동안 RF 클리닝에 의해 폴리이미드가 에칭되었고, 에칭된 부분에 Cr이 증착된 계면을 단면으로 관찰한 결과 Cr과 폴리이미드가 겹쳐져서 혼합된 것처럼 보였다. 그러나 RF power를 올리는 시간을 단축시켜 Cr을 바이어스 스퍼터링했을 때에는 계면이 분명하게 관찰되어 Cr의 implantation이 일어나지 않았음을 알 수 있었다. RF 클리닝한 Cu/Cr/Polyimide를 필 테스트한 결과 짧은 시간의 RF 클리닝으로도 접착력이 크게 증가하였다. 그러므로 RF power를 올리는 동안 실시되었던 RF 클리닝이 RF 바이어스 스퍼터링한 Cr/Polyimide의 접착력 향상에 영향을 주었을 것으로 예상된다.

• 한국표면공학회지
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• 제36권4호
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• pp.296-300
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• 2003

Extended cylindrical magnetron sputtering system with rotating 600-mm long and 90-mm diameter graphite cathode and pulsed power supply voltage generator were developed and fabricated. Time-dependent Langmuir probe characteristics as well as carbon films thickness were measured. It was shown that ratio of ions flux to carbon atoms flux for pulsed magnetron discharge mode was equal to $\Phi_{i}$ $\Phi$sub C/ = 0.2. It did not depend on the discharge current in the range of $I_{d}$ / = 10∼60 A since both the plasma density and the film deposition rate were found approximately proportional to the discharge current. In spite of this fact carbon film structure was found to be strongly dependent on the discharge current. Grain size increased from 100 nm at $I_{d}$ = 10∼20 A to 500 nm at $I_{d}$ = 40∼60 A. To deposit fine-grained hard nanocrystalline or amorphous carbon coating current regime with $I_{d}$ = 20 A was chosen. Pulsed negative bias voltage ($\tau$= 40 ${\mu}\textrm{s}$, $U_{b}$ = 0∼10 ㎸) synchronized with magnetron discharge pulses was applied to a substrate and voltage of $U_{b}$ = 3.4 ㎸ was shown to be optimum for a hard carbon film deposition. Lower voltages were not sufficient for amorphization of a growing graphite film, while higher voltages led to excessive ion bombardment and effects of recrystalization and graphitization.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.181.1-181.1
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• 2015

용액 공정을 이용한 Resistive random access memory (ReRAM)은 간단한 공정 과정, 대면적화, 저렴한 가격 등의 장점으로 인해 큰 관심을 받고 있으며, HfOx, TiOx, AlOx 등의 산화물이 ReRAM 절연 막으로 주로 연구되고 있다. 더 나아가 최근에는 organic 물질을 메모리 소자로 사용한 연구가 보고되고 있다. 이는 경제적이며, wearable 또는 flexible system에 적용이 용이하다. 그럼에도 불구하고, organic 물질을 갖는 메모리 소자는 기존의 산화물 소자에 비해 열에 취약하며 전기적인 특성과 신뢰성이 우수하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 이를 위한 방안으로 본 연구에서는 AlOx - polymethylmethacrylate (PMMA) blended thin film ReRAM을 제안하였다. 이는 organic물질의 전기적 특성을 개선시킬 뿐 아니라, inorganic 물질을 wearable 소자에 적용했을 때 발생하는 crack과 같은 기계적 물리적 결함을 해결할 수 있는 새로운 방법이다. 먼저, P-type Si 위에 습식산화를 통하여 SiO2 300 nm 성장시킨 기판을 사용하여 electron beam evaporation으로 10 nm의 Ti, 100 nm의 Pt 층을 차례로 증착하였다. 그리고 PMMA 용액과 AlOx 용액을 초음파를 이용하여 혼합한 뒤, 이 용액을 Pt 하부 전극 상에서 spin coating방법으로 1000 rpm 10초, 5000 rpm 30초의 조건으로 증착하였다. Solvent 및 불순물 제거를 위하여 150, 180, $210^{\circ}C$의 온도로 30 분 동안 열처리를 진행하였고, shadow mask를 이용하여 상부 전극인 Ti를 sputtering 방식으로 100 nm 증착하였다. 150, 180, $210^{\circ}C$로 각각 열처리한 AlOx - PMMA blended ReRAM의 전기적 특성은 HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 제작된 소자 전부에서 2 V이하의 낮은 동작전압, 안정된 DC endurance (>150cycles), 102 이상의 높은 on/off ratio를 확인하였고, 그 중 $180^{\circ}C$에서 열처리한 ReRAM은 더 높은 on/off ratio를 갖는 것을 확인하였다. 결론적으로 baking 온도를 최적화하였으며 AlOx - PMMA blended film ReRAM의 우수한 메모리 특성을 확인하였다. AlOx-PMMA blended film ReRAM은 organic과 inorganic의 장점을 갖는 wearable 및 system용 비휘발성 메모리소자에 적용이 가능한 경제적인 기술로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권4호
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• pp.328-333
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• 2004

RF magnetron sputtering법에 의해 단상의 하이드록시아파타이트와 하이드록시아파타이트은 복합코팅층을 ZrO$_2$와 Si 웨이퍼 기판에 코팅하였다. 이들 코팅층들의 두께 0.7∼1.0$\mu\textrm{m}$ 범위였으며 또한 거칠기(roughness)는 3∼4nm였다. 열처리된 HAp 코팅층은 나노크기의 결정들로 구성되어 있었으며, 반면 Ag가 함유된 복합코팅층의 경우 결정질과 비결정질이 혼재되어 있었다. 열처리 전 HAp 코팅층의 Ca/P비는 1.9였고, Ag의 함량이 증가함에 따라 비는 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 Ag 함량이 증가함에 따라 HAp코팅층의 미소 경도는 감소하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권2호
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• pp.106-110
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• 2004

NiO 산화물 타겟을 이용한 RF 마그네트론 스퍼터로 상온에서 Si(100) 기판 위에 NiO 박막을 증착시켜, 스퍼터 가스의 산소 유량비가 NiO 박막의 결정 배향성과 표면 형상에 미치는 영향을 조사하였다. Ar 가스에서 증착된 NiO 박막은 높은결정화도와 (100)면의 우선 배향성을 나타내었으나, $O_2$ 가스에서 증착된 경우에는 (111)면의 우선 배향성을 보였으며 그 증착속도도 감소하였다. 스퍼터 가스의 $O_2$ 함량에 따른 NiO 박막의 결정성과 우선배향성 변화에 대한 요인을 고찰하였으며, 박막의 표면 형상과 거칠기의 변화를 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.571-574
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• 2003

The thin films fabricated by using the layer-by-layer sputtering was compared with the thin film fabricated by using the evaporation method. Re-evaporation in the form of Bi atoms or $Bi_2O_3$ molecules easily bring out the deficiency of Bi atoms in thin film due to the long sputtering time of the layer-by-layer deposition. On the other hand, the respective atom numbers corresponding to BiSrCaCuO phase is concurrently supplied on the film surface in the evaporation deposition process and leads to BiSrCaCuO phase formation. Also, it is cofirmed that by optimizing the deposition condition, each single phase of the Bi2201 phase and the Bi2212 phase can be fabricated, the sticking coefficient of Bi element is clearly related to the changing of substrate temperature and the formation of the Bi2212 phase.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.235-236
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• 2014

인듐 주석 산화물 박막을 In/Sn (2, 5 wt.%) 합금 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다. 기판온도는 상온에서 증착하였으며, 증착 중 DC 파워는 70W부터 120W 까지 10W 단위로 증가시켜 증착하였다. 증착 된 박막을 대기중에서 후 열처리를 각 6, 12 시간 진행하여 전기적 특성을 평가하였으며 평가 장비는 Hall-effect measurements system을 사용하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막의 비저항은 합금의 Sn 조성별로 다르게 나타났다. Sn 5wt.% 타겟을 이용한 경우에는 DC 파워 90W를 기준으로 더 낮은 파워에서는 열처리에 따라 비저항이 증가하였고, 더 높은 파워에서는 열처리를 한 경우 비저항이 더 낮게 나타났다. 이러한 결과가 나온 이유는, DC 파워가 높은 경우 스퍼터링 공정 중 발생하는 고 에너지 입자 충돌에 의해 산소가 re-sputtering되어 산소가 부족한 박막이 형성되기 때문인 것으로 판단된다. Sn 2 wt.% 타겟의 경우에는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 이러한 원인은 Sn 함량이 적기 때문에 산소 공급으로 인해 결정성이 향상되더라도 활성화 Sn의 양이 적기 때문에 나타나는 현상으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.161-162
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• 2009

하이브리드 코팅장비를 이용해 WC-CO기판위에 Ti-Si-N박막을 증착 시켰다. 이 연구는 Ti-Si-N박막의 기계적 성질에 온도와 바이어스가 미치는 영향에 대해 실험을 하였다. 증착온도가 $300^{\circ}C$까진 Ti-Si-N박막의 미세경도와 탄성률은 증가했지만 증착온도가 $300{\sim}350^{\circ}C$에서는 탄성률은 감소하고 결정 성장으로 인해 미세경도는 감소하였다. 기판 바이어스는 박막과 미세구조에 압축 잔류 응력을 야기 시킨다. 그러나 기판바이어스가 -400V 이상에서는 re-sputtering에 의해 Si함량이 감소한다. Ti-Si-N 박막의 가장 우수한 기계적 성질은 $300^{\circ}C$, -100V에서 얻을 수 있었다.

• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• 제6권2호
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• pp.67-70
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• 2002

Multi-period low-emissivity (low-e) filters based on [TiO$_2$｜Ti｜Ag｜TiO$_2$] layer structure were designed and fabricated by a RF magnetron sputtering method. Optical, structural, chemical, and electrical properties were investigated with various analytical tools. Interface layers consisting of Ag, Ti, and O were observed next to Ag layers by Rutherford backscattering spectrometry (RBS) analysis. The results show that Ti layers of ~ 1.8 nm protect the Ag layers from oxidation better than those of ~ 1 nm and the optical spectra of the filter with thicker Ti layers are in agreement with the simulated one. The average transmittance of a low-e filter with thicker Ti layers is reduced and the sheet resistance is slightly increased due to the increased Ti thickness.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.96-97
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• 2012

In nitride and oxide film deposition, sputtered metals react with nitrogen or oxygen gas in a vacuum chamber to form metal nitride or oxide films on a substrate. The physical properties of sputtered films (metals, oxides, and nitrides) are strongly influenced by magnetron plasma density during the deposition process. Typical target power densities on the magnetron during the deposition process are ~ (5-30) W/cm2, which gives a relatively low plasma density. The main challenge in reactive sputtering is the ability to generate a stable, arc free discharge at high plasma densities. Arcs occur due to formation of an insulating layer on the target surface caused by the re-deposition effect. One current method of generating an arc free discharge is to use the commercially available Pinnacle Plus+ Pulsed DC plasma generator manufactured by Advanced Energy Inc. This plasma generator uses a positive voltage pulse between negative pulses to attract electrons and discharge the target surface, thus preventing arc formation. However, this method can only generate low density plasma and therefore cannot allow full control of film properties. Also, after long runs ~ (1-3) hours, depends on duty cycle the stability of the reactive process is reduced due to increased probability of arc formation. Between 1995 and 1999, a new way of magnetron sputtering called HIPIMS (highly ionized pulse impulse magnetron sputtering) was developed. The main idea of this approach is to apply short ${\sim}(50-100){\mu}s$ high power pulses with a target power densities during the pulse between ~ (1-3) kW/cm2. These high power pulses generate high-density magnetron plasma that can significantly improve and control film properties. From the beginning, HIPIMS method has been applied to reactive sputtering processes for deposition of conductive and nonconductive films. However, commercially available HIPIMS plasma generators have not been able to create a stable, arc-free discharge in most reactive magnetron sputtering processes. HIPIMS plasma generators have been successfully used in reactive sputtering of nitrides for hard coating applications and for Al2O3 films. But until now there has been no HIPIMS data presented on reactive sputtering in cluster tools for semiconductors and MEMs applications. In this presentation, a new method of generating an arc free discharge for reactive HIPIMS using the new Cyprium plasma generator from Zpulser LLC will be introduced. Data (or evidence) will be presented showing that arc formation in reactive HIPIMS can be controlled without applying a positive voltage pulse between high power pulses. Arc-free reactive HIPIMS processes for sputtering AlN, TiO2, TiN and Si3N4 on the Applied Materials ENDURA 200 mm cluster tool will be presented. A direct comparison of the properties of films sputtered with the Advanced Energy Pinnacle Plus + plasma generator and the Zpulser Cyprium plasma generator will be presented.