• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.455-456
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• 2012

최근 반도체 소자의 Design rule의 지속적인 축소로 물리적 한계에 다가서고 있는 상황이다. 이에 대한 대책으로 여러가지 방안이 대두되고 있으며 그 중 하나로 TSV (Through Silicon Via)를 적용한 3D 혹은 stack scheme이 개발되고 있다. TSV 공정은 throughput의 향상을 위해 high etch rate를 기본 필요 조건으로 한다. 본 연구에서는 자화된 유도결합 식각 장치하에서 $SF_6/O_2$ 플라즈마의 특성을 Langmuir Probe와 Actinometry를 이용하여 측정하고 자화여부에 따른 특성 차이와 이의 Silicon Via에 대한 특성에 대해 살펴보았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권4호
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• pp.19-23
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• 2012

최근 발광다이오드(LED)의 출력 성능을 높이고, 전력 소비를 줄이기 위해 LED 패키지 분야에서 실리콘 기판 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 공정 비용이 낮고 생산성이 높은 습식 식각을 이용하여 실리콘 기판의 실리콘 관통 비아 식각 공정을 살펴보았다. KOH를 이용한 양면 습식 식각 공정과 습식 식각과 건식 식각을 병행한 두 가지 공정 방법으로 실리콘 관통 비아를 제작하였고, 식각된 실리콘 관통 비아에 Cu 전극과 배선은 전기도금으로 증착하였다. Cu 전극을 연결하는 배선의 전기저항은 약 $5.5{\Omega}$ 정도로 낮게 나타났고, 실리콘 기판의 열 저항은 4 K/W으로 AlN 세라믹 기판과 비슷한 결과를 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.116-117
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• 2009

식각 공정변화 즉 상부 ICP 파워, 반응기 압력, 실리콘 기판 온도변화에 따른 실리콘 딥 비어 (deep via) 의 형상 변화 메커니즘을 연구하였다. 메커니즘을 연구하기 위해 $SF_6/O_2$ 플라즈마에 노출된 실리콘 기판의 공정변화에 따른 표면 온도변화를 실시간으로 측정하여 플라즈마 내 positive ions의 거동을 분석하였다. 실리콘 기판의 표면온도를 상승시키는 주된 요인은 positive ions임을 확인할 수 있었으며 이는 기판에 적용된 negative voltage로 인하여 나타난 이온포격이 그 원인임을 알 수 있었다. 상대적으로 radical은 실리콘 표면온도 상승에 큰 역할을 하지 못하였다. 기판 표면온도가 상승 할수록 실리콘 딥 비어 구조에 undercut, local bowing과 같은 측벽 식각이 활성화됨을 확인할 수 있었으며 이는 기판에 들어오는 positive ions가 측벽식각을 유도하는 것으로 해석할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.18-18
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• 2008

3차원 패키징 System In Package (SIP)구조에서 Chip to Chip 단위 Interconnection 역할을 하는 Through Silicon Via(TSV)를 형성하기 위하여 Pulsating RF bias가 장착된 Inductively Coupled Plasma Etcher 장비를 이용하였다. 이 Pulsating 플라즈마 공정 방법은 주기적인 펄스($50{\sim}500Hz$)와 듀티($20{\sim}99%$) cycle 조절이 가능하며, 플라즈마 에칭특성에 영향을 주는 플라즈마즈마 발생 On/Off타임을 조절할 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 발생 Off일 경우에는 이온(SFx+, O+)과 래디컬(SF*, F*, O*)의 농도 및 활성도를 급격하게 줄이는 효과를 얻을 수가 있는데, 이러한 효과는 식각 에칭시, 이온폭격의 손상을 급격하게 줄일 수 있으며, 실리콘 표면과 래디컬의 화학적 반응을 조절하여 에칭 측벽 식각 보호막 (SiOxFy : Silicon- Oxy- Fluoride)을 형성하는데 영향을 미친다. 그리고, TSV 형성에 있어서 큰 문제점으로 지적되고 있는 언더컷과 수평에칭 (Horizontal etching)을 개선하기 위한 방법으로, Black-Siphenomenon을 이번 실험에 적용하였다. 이 Black-Si phenomenon은 Bare Si샘플을 이용하여, 언더컷(Undercut) 및 수평 에칭 (Horizontal etching)이 최소화 되는 공정 조건을 간편하게 평가 할 수 있는 방법으로써, 에칭 조건 및 비율을 최적화하는 데 효율적이었다. 결과적으로, Pulsating RF bias가 장착된 Inductively Coupled Plasma Etcher 장비를 이용한 에칭실험은 펄스 주파수($50{\sim}500Hz$)와 듀티($20{\sim}99%$) cycle 조절이 가능하여, 이온(SFx+, O+)과 래디컬(SF*, F*, O*)의 농도와 활성화를 조절 하는데 효과적이었으며, Through Silicon Via (TSV)를 형성 하는데 있어서 Black-Si phenomenon 적용은 기존의 Continuous 플라즈마 식각 결과보다 향상된 에칭 조건 및 에칭 프로파일 결과를 얻는데 효과적이었다.

• 한국진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.63-69
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• 1999

고밀도 플라즈마 source인 helical resonator의 특성을 알기 위해 Langmuir probe를 사용하여 특성 변수들-플라즈마 밀도, 전자 온도, 이온 전류 밀도-의 값을 측정하였다. 또한 $Cl_2$/poly-Si 시스템에서의 식각반응 메카니즘을 규명하기 위해 Si와 SiCi의 에미션 시그날을 분석하였다. $Cl_2$/poly-Si 식각 시스템계에서는 화학식각에 의한 반응이 물리식각에 의한 반응보다 주됨을 알 수 있다. 또한 폴리 실리콘 내의 불순물 P농도가 증가함에 따라 식각의 화학반응 산출물인 SiCl의 양이 물리식각 산출물인 Si의 양보다 급격히 증가하는 양상을 보였다. 이는 표면 반응중 형성된 Si-Cl 결합을 통해 실리콘 내부의 전자들이 Cl쪽으로 이동함으로써 Si-Cl은 더욱 유동적이며 이온화된 특성을 갖게 되고, 따라서 $Cl_2\;^+$/와 같은 에천들이 표면에 흡착될 확률이 커져 $SiCl_x$의 형성을 용이하게 하기 때문으로 생각된다. 즉 불순물 P농도가 증가함에 따라 표면의 Si를 제거하는데는 물리식각보다 화학시각이 더욱 큰 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.247-247
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• 2009

3차원 반도체 패키징에서 관통전극 Through Silicon Via (TSV)를 형성하기 위하여 이온과 래디컬의 활성도 조절이 가능한 pulsating inductively coupled plasma (ICP) 식각을 수행하였다. 본 식각공정에서는 펄스주파수 ($50{\sim}500Hz$)와 듀티 싸이클 ($20{\sim}99%$)을 조절하여, 플라즈마 내 이온과 래디컬들의 활성도 변화를 발생시켰다. 플라즈마 공정변수에 따라 식각형태가 달라짐을 S.E.M을 이용하여 확인했으며, 이온(SFx+, O+)과 래디컬 ($SF^*$, $F^*$, $O^*$)의 농도 및 활성도 변화를 측정하기 위하여 광학적 기술인 optical emissin spectroscopy와 전기적 특성 측정 기술인 Langmuir probe 시스템을 직접 제작 설치하여 펄스플라즈마를 진단하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권12호
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• pp.32-40
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• 2009

• 한국정밀공학회지
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• 제26권12호
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• pp.41-46
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• 2009

• 한국결정성장학회지
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• 제10권2호
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• pp.100-104
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• 2000

다이아몬드 박막을 마이크로웨이브 플라즈마 방법을 이용하여 실리콘 기판위에 증착하였다. 증착된 다이아몬드 박막과 실리콘 기판의 단면을 이온 밀링 방법으로 식각한후, 경계면을 투과 전자 현미경으로 분석하였다. 다이아몬드 박막은 실리콘 기판위에 직접 성장되거나 또는 중간층이 형성된후 성장됨을 알 수 있었다. 중간층의 구성은 주로 Sic 또는 무정형 탄소로 이루어졌으며 중간층의 두께는 경계면을 따라 다르게 변하였다. 전자 회절 패턴으로부터, 경계면 주위에 잘 발달된 실리콘 기판과 다이아몬드의 결정면들이 서로 적합하게 성장되었고 있음을 알 수 있었다. 이 결과들로부터 실리콘 기판위에 성장되는 다이아몬드 박막의 초기 성장 형태를 추론할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권5호
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• pp.163-167
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• 2020

본 연구에서는 PVT(Physical Vapor Transport) 방법을 이용하여 반도체 식각 공정용 소재로 사용되는 링 모양의 SiC(Silicon carbide) 다결정을 제조하였다. 흑연 도가니 내부에 원기둥 모양의 흑연 구조물을 배치하여 PVT법에 의한 링 모양의 SiC 다결정을 성장시켰다. 성장된 결정은 Raman 및 UVF(Ultra Violet Fluorescence) 분석을 이용하여 결정의 상분석을 하였고, SEM(Scanning Electron Microscope), EDS(Energy Dispersive Spectroscopy) 분석을 통해 미세조직 및 성분을 확인하였다. PVT 성장 초기의 온도변화를 통하여 SiC 다결정의 결정립 크기와 성장 속도를 조절할 수 있었다.