• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1550-1552
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• 1999

In this study, (Ba,Sr)$TiO_3$ thin films were etched with a magnetically enhanced inductively coupled plasma (MEICP) as a function $CF_4$/Ar gas mixing ratio. Experimental was done by varying the etching parameters such as rf power, dc bias and chamber pressure. The maximum etch rate of the BST films was $1700{\AA}$/min under $CF_4/(CF_4+Ar)$ of 0.1, 600W/350V and 5 mTorr. The selectivity of BST to Pt and PR was 0.6, 0.7, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) studies shows that there are surface reaction between Ba, Sr, Ti and C, F radicals during the (Ba,Sr)$TiO_3$ etching. To analysis the composition of surface residue remaining after the etching, films etched with different $CF_4$/Ar gas mixing ratio were investigated using XPS.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제13권6호
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• pp.287-291
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• 2012

We investigated the etching characteristics of TaN thin films in an $O_2/BCl_3/Cl_2/Ar$ gas using a high density plasma (HDP) system. A maximum etch rate of the TaN thin films and the selectivity of TaN to $SiO_2$ were obtained as 172.7 nm/min and 6.27 in the $O_2/BCl_3/Cl_2/Ar$ (3:2:18:10 sccm) gas mixture, respectively. At the same time, the etch rate was measured as a function of the etching parameters, such as the RF power, DC-bias voltage, and process pressure. The chemical states on the surface of the etched TaN thin films were investigated using X-ray photoelectron spectroscopy. Auger electron spectroscopy was used for elemental analysis on the surface of the etched TaN thin films. These surface analyses confirm that the surface of the etched TaN thin film is formed with the nonvolatile by-product.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.924-928
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• 2010

In this study, $HfAlO_3$ thin films using gate insulator of MOSFET were etched in inductively coupled plasma. The etch characteristics of the $HfAlO_3$ thin films has been investigated by varying $O_2/BCl_3$/Ar gas mixing ratio, a RF power, a DC bias voltage and a process pressure. As the $O_2$ concentration increases further, $HfAlO_3$ was redeposited. As increasing RF power and DC bias voltage, etch rates of the $HfAlO_3$ thin films increased. Whereas, as decreasing of the process pressure, etch rates of the $HfAlO_3$ thin films increased. The chemical reaction on the surface of the etched the $HfAlO_3$ thin films was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). These peaks moved a binding energy. This chemical shift indicates that there are chemical reactions between the $HfAlO_3$ thin films and radicals and the resulting etch by-products remain on the surface.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권2호
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• pp.75-79
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• 2017

고밀도 플라즈마 식각 및 lift-off 두 가지 공정으로 honeycomb 형상의 Ag-grid 투명전극층을 제작하였고 제조 공법에 따른 광학적 및 전기적 특성을 비교하였다. 플라즈마 식각 조건 선정을 위하여 Ag 박막의 $10CF_4/5Ar$ 유도결합 플라즈마 식각특성을 조사하였다. 비교적 낮은 ICP source power 또는 rf chuck power 영역에서는 power 증가에 따라 Ag 식각속도가 증가하였고, 높은 power 조건에서는 $Ar^+$ 이온 에너지 감소 또는 $Ar^+$ 이온에 의한 F radical 제거로 인해 식각속도가 감소하였다. $10CF_4/5Ar$ 플라즈마 식각 공정에 의해 제작된 Ag-grid 전극층은 lift-off 공정으로 제작된 전극층에 비해 grid 패턴 형상의 왜곡이나 단절이 없는 더 우수한 grid 패턴 전사 효율과 가시광선 영역에서 더 높은 83.3 %(pixel 크기 $30{\mu}m$/선폭 $5{\mu}m$)와 71 %(pixel 크기 $26{\mu}m$/선폭 $8{\mu}m$)의 광투과율을 각각 나타내었다. 반면에 lift-off 공정으로 제작된 Ag-grid 전극층은 플라즈마 식각 공정 시편보다 더 우수한 $2.163{\Omega}/{\square}$(pixel 크기 $26{\mu}m$/선폭 $8{\mu}m$)과 $4.932{\Omega}/{\square}$(pixel 크기 $30{\mu}m$/선폭 $5{\mu}m$)의 면저항 특성을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.223-223
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• 1999

PZT(PbZr1-xTixO3) 박막은 고유전율과 같은 remanent polarization을 가져서 고집적 소자의 커패시터 유전율층 또는 비휘발성 메모리 소자의 제조에 이용되고 있으나, fatigue 와 aging 문제로 인하여 새로운 물질의 개발이 필요한데, 그 대표적으로 연구되고 있는 것이 PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O-PbTiO3) 이다. 본 실험에서는 sol-gel 법에 의하여 제조된 PMN-PT막을 ICP(Inductively coupled plasma)에 의하여 식각하였고 mask층으로는 PR을 사용하였다. 식각 가스로는 Ar, Cl, BCl를 단독 또는 혼합하여 사용하였으며, 식각 특성을 보기 위하여 RF Power, Substrate bias, Operation pressure, Substrate temperature를 변화시켰다. 식각속도는 stylus profiler를 이용하여 측정하였고, 단면 profile은 scanning electron microscopy (SEM)를 이용하여 관찰하였다. 식각 메커니즘을 규명하고자 식각된 박막의 표면을 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 관찰하였고, optical emission spectroscopy (OES)로 플라즈마 특성을 규명하고자 하였다. 식각속도는 Ar 또는 Cl2 플라즈마에 BCl3 가스를 혼합하였을 경우 증가되었고, BCl3 가스를 단독으로 사용하여도 높은 식각속도를 나타내었으며, BCl3의 첨가량이 늘어날수록 PR의 식각속도는 감소하여 높은 선택비를 보였다. 90% BCl3/10%Cl2 플라즈마에서 2800$\AA$/min의 식각속도 그리고 1.37:1의 PR 선택비를 얻을 수 있었다. Power나 기판 bias 증가에 따라 식각속도는 증가하였으나 기판 온도변화에는 민감하지 않았다. BCl3 rich에서의 식각속도 증가와 선택비 증가는 B2O3의 형성에 의한 것으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.200-200
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• 2013

기존 메모리 반도체에 비교해 빠른 재생속도와 높은 집적도, 비휘발성 등의 특성을 가지는 MRAM (Magnetic Random Access Memory)은 DRAM, flash memory 등을 대체할 수 있는 차세대 기억 소자로서 CoFeB/MgO/CoFeB로 구성된 한 개의 MTJ (Magnetic Tunnel Junction)를 단위 메모리로 사용한다. 이 MTJ 물질들은 고밀도 플라즈마를 이용한 건식 식각공정시 Cl2, BCl3 등과 같은 chlorine 을 포함한 가스를 이용하여 왔으나 식각 후 sidewall에서 발생하는 부식과 식각 선택비 확보의 어려움 등으로 마스크 물질에 제약을 받고 소자 특성이 감소하게 되는 등의 문제가 있다. 따라서 이러한 식각 문제점을 해결하기 위한 대안으로 noncorrosive 가스인 CO/NH3, CH3OH, CH4 등을 이용한 MTJ 식각 연구가 진행되어 오고 있으며 이중 CO/NH3 혼합가스는 부식성이 없고 hard mask와의 높은 선택비를 가지는 기체로 CO gas에 NH3 gas를 첨가하게 되면 etch rate이 증가하는 특성을 보인다. 또한 rf pulse-biased power를 이용하여 이온의 입사를 시간에 따라 제어함으로써 pulse off time 때 etch gas와 MTJ 물질간의 chemical reaction을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO/NH3 혼합가스를 이용하여 다양한 rf pulse-biased power 조건에서 MTJ 물질인 CoFeB, MgO와 hard mask 물질인 W을 식각 한 뒤 식각특성을 분석하였으며 MTJ surface의 chemical binding state, surface roughness 측정을 진행하였다. 식각 샘플의 측정은 Alpha step profiler, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), AFM (Atomic Force Microscopy)를 통해 진행되었다. Time-averaged pulse bias에서는 duty ratio가 감소할수록 etch rate의 큰 감소 없이 CoFeB/W, MgO/W 물질의 etch selectivity가 향상됨을 확인할 수 있었으며 pulse off time 구간에서의 chemical reaction 향상으로 인해 식각부산물의 재증착이 감소하고 CoFeB의 surface roughness가 감소하는 것을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.49-53
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• 2001

유도결합형 플라즈마 (ICP-RIE) 장치를 이용하여 SBT ($SrBi_2Ta_2O_9$)/Si의 수직식각 실험을 하였다. 이와 같은 실험의 목적은 수직 단면구조의 강유전체 gate구조 및 capacitor 제조에 있어서 유효면적을 확보하고 parasitic effect를 최소화 하는 기술이 우수한 소자 특성을 얻기 위해 매우 중요한 기술이기 때문이다. $Ar/C1_2$를 반응가스로 사용하였으며 $Ar/C1_2$유량비를 각각 1, 0.8, 0.6, 0.4로 바꾸어 가면서 각 유량비에 대해 RF power를 700, 600, 500W로 변화시키는 동안 DC power를 각각 200, 150, 100, 50 W로 변화시키면서 식각 실험을 하였다. 식각조건 변화에 따른 수직 및 수평 식각율, 선택식각율, 감광막의 보호성, 리소그라피 조건에 따른 식각율 및 식각단면 구조의 특성, 식각율 변화에 따른 패턴 크기의 변화, SBT의 식각 단면 특성 등을 조사하였다. $Ar/C1_2$유량비가 0.8, RF power 700 W, DC power 200 W 일 때 식각속도는 1050 A/min으로 최적의 식각율을 확인하였다. 그리고 주사전자현미경의 관찰 결과 수 적도는 $82^{\circ}C$ 정도로 매우 양호함을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.449-453
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• 2003

Ferroelectric YMnO$_3$ thin films were etched with Ar/Cl$_2$ and CF$_4$/Cl$_2$ inductively coupled plasma (ICP). The maximum etch rate of YMnO$_3$ thin film was 300 $\AA$/min at a Ar/Cl$_2$ gas mixing ratio of 2/8, a RF power of 800 W, a DE bias of 200 V, a chamber pressure of 15 mTorr, and a substrate temperature of 30 $^{\circ}C$. From the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, yttrium etched by chemical reactions with Cl radicals assisted by Ar ion bombardments in Ar/Cl$_2$ plasma. In CF$_4$/Cl$_2$ plasma, yttrium are remained on the etched surface of YMnO$_3$ and formed of nonvolatile YF$_{x}$ compounds manganese etched effectively by chemical reactions with Cl and F radicals. From the X-ray diffraction (XRD) analysis, the (0004) diffraction peak intensity of the YMnO$_3$ thin film etched in Ar/Cl$_2$ plasma shows lower value than that in CF$_4$/Cl$_2$ plasma. It indicates that the crystallinty of YMnO$_3$ thin film is more easily damaged by the Ar ion bombardment than the changes of stoichiometry due to nonvolatile etch by-products.s.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권2호
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• pp.171-177
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• 2002

본 연구에서는 DC bias가 인가된 유도결합형 플라즈마 열선 화학기상증착법을 이용하여 580$^{\circ}C$의 저온에서 탄소나노튜브를 수직 배향시켰다. 성장된 탄소나노튜브의 기판으로는 강화유리 위에 촉매층으로 Ni과 전도층으로 Cr을 300/200 ${\AA}$(Ni/Cr) 증착된 것으로 R-F magnetron sputtering을 이용하여 제작하였다. 성장 시 RF power와 DC bias power는 150W와 80W이며 텅스텐 필라멘트 power는 7∼8 A로 인가하였다. 성장된 탄소나노튜브는 속이 비어 있는 다중벽으로 이루어 졌으며 성장된 탄소나노튜브 끝단에는 금속 촉매로 보이는 Ni이 존재하는 것을 알 수 있었다. 탄소나노튜브는 흑연화도가 우수하며 그에 따라 탄소나노튜브의 전계 방출 특성도 우수하게 평가되었다. 성장된 탄소나노튜브의 구동 전압은 약 3 V/${\mu}m$이었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.826-830
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• 2013

In this paper, we carried out the investigations of both etch characteristics and mechanisms for the $SnO_2$ thin films in $O_2/BCl_3/Ar$ plasma. The dry etching characteristics of the $SnO_2$ thin films was studied by varying the $O_2/BCl_3/Ar$ gas mixing ratio. We determined the optimized process conditions that were as follows: a RF power of 700 W, a DC-bias voltage of - 150 V, and a process pressure of 2 Pa. The maximum etch rate was 509.9 nm/min in $O_2/BCl_3/Ar$=(3:4:16 sccm) plasma. From XPS analysis, the etch mechanism of the $SnO_2$ thin films in the $O_2/BCl_3/Ar$ plasma can be identified as the ion-assisted chemical reaction while the role of ion bombardment includes the destruction of the metal-oxide bonds as well as the cleaning of the etched surface form the reaction products.