• 한국진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.348-352
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• 2007

반도체 기술이 초고집적화 되어감에 따라 미세화공정에 의하여 소자의 크기가 급격히 줄어들고 있으며, 공정에서는 선폭이 크게 줄어드는 추세이다. 또한 박막을 다층으로 제조하여 소자의 집적도를 높이는 것이 중요한 이슈가 되고 있다. 이와 같은 수많은 제조 공정을 거치는 동안, Si 기판과 금속 박막사이에는 확산에 의한 많은 문제점들이 발생되고 있기 때문에, 이러한 금속과 Si 사이의 확산을 방지하는 것이 큰 이슈로 부각되어 왔다. 특히 Cu는 낮은 온도에서도 Si과 확산을 일으켜 Si 기판과 접합에서 확산에 의한 소자 failure 등이 문제로 발생하게 되며, 또한 선폭이 줄어듦에 따라 고열이 발생하여 실리콘으로 spiking이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위하여 본 논문에서는 질소와 탄소를 첨가한 3개의 화합물로 구성된 Tungsten-Carbon-Nitrogen (W-C-N) 확산방지막을 사용하였다. 실험은 물리적 기상 증착법(PVD)으로 질소비율을 변화하며 확산방지막을 증착하였고, 이를 여러 가지 온도에서 열처리하여 열적인 안정성에 대한 실험을 실시하였다. 결정구조를 확인하기 위하여 X-ray Diffraction 분석을 통하여 확산방지막의 특성을 연구하였다.

• 열처리공학회지
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• 제13권5호
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• pp.324-329
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• 2000

Microstructure, mechanical and fatigue behaviors of TiCN and TiN/TiCN thin films, deposited on quenched and tempered STD61 tool steel, were investigated by using XRD, XPS, hardness, adhesion and fatigue tests. The TiCN thin film is grown along the (100), (111) orientation, whereas the TiN/TiCN thin film is grown along the (111) orientation. The preferred orientation of TiN/TiCN thin film strongly depends on the TiN buffer layer whose orientation is (111), as is well-known. The TiN/TiCN thin film showed the higher adhesion compared with TiCN single layer because the TiN buffer layer, having good toughness, reduces the effects of the lower hardness of substrate. In the high cycle tension-tension fatigue test, the fatigue life of the TiCN and the TiN/TiCN coated steel increased approximately two to four times and five to nine times respectively compared with uncoated specimens. The TiN buffer layer in multilayer thin films plays an important role in reducing residual stress and fatigue crack initiation, and then in restraining the fatigue propagation.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.151-154
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• 2003

AlN/Al/SiO$_2$/Si thin films for application to FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) devices were prepared by FTS(Facing Targets sputtering system) apparatus which provides a stable discharge at low gas pressures and can deposit high quality thin films because of the substrate located apart from the plasma. The AlN thin films were deposited on a $SiO_2(1{\mu}m)/Si(100)$ substrate using an Al bottom electrode. The process parameters were fixed such as sputering power of 200W, working pressures of 1mTorr and AlN thin film thickness of 800nm, respectively and crytallographic characteristics of AlN thin films were investigated as a function of $N_2$ gas flow rate$[N_2/(N_2+Ar)]$. Thickness of AlN thin films were measured by $\alpha$-step, the crystallographic characteristics and c-axis preferred orientation were evaluated by XRD.

• 한국자기학회지
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• 제16권1호
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• pp.75-78
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• 2006

텅스턴-보론-카본질소 화합물 박막(W-B-C-N)을 만들기 위하여 박막내에 보론과 카본 그리고 질소의 불순물을 주입한 다음 결정구조를 조사하였으며, 이러한 박막의 식각 특성을 조사하기 위하여 고온에서 열처리한 다음 Cu박막을 W-B-C-N 박막위에 증착한 다음에 열처리하였고 여기에서 열적인 특성을 조사하였다. $1000\;{\AA}$의 박막을 RF magnetron sputtering방법을 이용하여 증착한 후에 박막의 전기적구조적인 특성을 측정하였으며, scratch test를 통해 박막의 결합력을 측정하였고, XRD측정을 통하여 결정성을 조사하였으며, 열처리한 후 etching을 하여 nomarski 현미경을 통하여 확산방지막의 안정성을 조사하였다. 이로부터 확산방지막내의 보론과 카본 질소 등의 불순물이 들어감에 따라 Cu가 Si 속으로 얼마나 들어가는가를 효과적으로 조사하였다. W-B-C-N 확산방지막의 역할은 $850^{\circ}C$까지 고온 열처리를 하는 경우에 Cu 원자가 Si 속으로 확산되어 나가는 것을 효과적으로 방지하는 것을 알 수 있었다. 텅스텐-보론-카본질소 화합물 박막의 비저항은 질소 가스의 유량비를 조절함으로써 쉽게 조절할 수 있었으며, 텅스텐-보론-카본-질소 화합물 박막은 Cu 확산방지막으로 적용했을 때 적절한 질소 농도가 들어간 확산방지막에서는 효과적으로 Cu의 확산을 방지하는 것을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회지
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• 제37권6호
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• pp.307-312
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• 2004

Extensive efforts have been made in an attempt to utilize photocatalytic properties of $TiO_2$ in visible range. $TiO_2$ and TiO-N thin films were made by the DC reactive magnetron sputtering method at $300^{\circ}C$. Various gases (Ar, $O_2$ and $N_2$) were used and Ti target was impressed by 0.6 kW-5.8 kW power range. The hysteresis phenomenon of the $TiO_2$ thin film as a function of the discharge voltage characteristic was observed to be higher as applied power increases. That of TiO-N thin film was occurred at the 5.8 kW power. The cross section and surface roughness of thin films were observed by FE-SEM and AFM. Average surface roughness of TiO-N thin film was observed as $15.9\AA$ and that of $TiO_2$ as $13.2\AA$. The crystal phases of both $TiO_2$ and TiO-N thin films were found to be anatase structure. The atomic $\beta$-N (396 eV peak in N 1s XPS) was shown in the rutile crystal of TiO-N and was considered acting as the origin of wavelength shift to the visible light.

• 한국진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.188-192
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• 2013

반도체 소자의 소형화, 고집적화로 박막의 다층화 및 선폭 감소로 인한 실리콘 웨이퍼와 금속 박막 사이의 확산을 방지하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 tungsten (W)을 주 물질로 증착시 nitrogen (N)의 유량을 2.5~10 sccm으로 변화시키며 증착된 확산방지막의 nano-mechanics 특성에 대해 연구하였다. 증착률, 비저항 및 결정학적 특성을 ${\beta}$-ray backscattering spectroscopy, 4-point probe, X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 측정한 후 Nano-indenter를 사용하여 nano-mechanics 특성을 조사하였다. 그 결과 질소 가스 유량이 5 sccm 포함된 박막에서 표면 경도(surface hardness)는 10.07 에서 15.55 GPa로 급격하게 증가하였다. 이후 질소가스의 유량이 7.5 및 10 sccm에서는 표면 경도가 각각 12.65와 12.77 GPa로 질소 가스 유량이 5 sccm인 박막보다 표면경도가 상대적으로 감소하였다. 이는 박막 내 결정질과 비정질의 W과 N의 결합 비율의 차이에 의한 영향으로 생각되며, 또한 압축응력에 기인한 스트레스 증가가 원인으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.458-462
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• 2008

In this paper, we investigated the (002) preferred orientation and morphology characteristics of AlN thin film by using reactive rf sputtering. Additionally, AlN thin films grown in the range from 150 to 300 W were studied under room temperature without substrate heating and post annealing. Sputtered AlN thin films were well grown on Si substrates and the (002) main peak in XRD patterns showed the highest intensity at 300 W with $0.25^{\circ}$ degree of full width at half-maximum (FWHM). As increased RF power, the surface roughness was increased from 1.0 to 3.4 nm. In Fourier transformation infrared spectroscopy (FTIR), $A_1$ (TO) and $E_1$ (TO) mode closed to AlN thin film confirmed the changes with increasing the intensity rate. From these results, we could confirm a chance of the growth of AlN thin film by only low temperature.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제12권4호
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• pp.144-147
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• 2011

In this work, we present a study regarding the etching characteristics on titanium nitride (TiN) thin films using an inductively coupled plasma system. The TiN thin film was etched using a $N_2/BCl_3$/Ar plasma. The studied etching parameters were the gas mixing ratio, the radio frequency (RF) power, the direct current (DC)-bias voltages, and the process pressures. The baseline conditions were as follows: RF power = 500 W, DC-bias voltage = -150 V, substrate temperature = $40^{\circ}C$, and process pressure = 15 mTorr. The maximum etch rate and the selectivity of the TiN to the $SiO_2$ thin film were 62.38 nm/min and 5.7, respectively. The X-ray photoelectron spectroscopy results showed no accumulation of etching byproducts from the etched surface of the TiN thin film. Based on the experimental results, the etched TiN thin film was obtained by the chemical etching found in the reactive ion etching mechanism.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.397-402
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• 2010

In this paper, we studied WVTR(water vapor transmission rate) properties of $Si_3N_4$ thin film that was deposited using TCP-CVD (transformer coupled plasma chemical vapor deposition) method for the possibility of OLED(organic light emitting diode) encapsulation. Considering the conventional OLED processing temperature limit of below $80^{\circ}C$, the $Si_3N_4$ thin films were deposited at room temperature. The $Si_3N_4$ thin films were prepared with the process conditions: $SiH_4$ and $N_2$, as reactive gases; working pressure below 15 mTorr; RF power for TCP below 500 W. Through MOCON test for WVTR, we analyzed water vapor permeation per day. We obtained that WVTR property below 6~0.05 gm/$m^2$/day at process conditions. The best preparation condition for $Si_3N_4$ thin film to get the best WVTR property of 0.05 gm/$m^2$/day were $SiH_4:N_2$ gas flow rate of 10:200 sccm, working pressure of 10 mTorr, working distance of 70 mm, TCP power of 500 W and film thickness of 200 nm. respectively. The proposed results indicates that the $Si_3N_4$ thin film could replace metal or glass as encapsulation for flexible OLED.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권12호
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• pp.1180-1186
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• 2001

고진공 저항 가열식 증발 증착기를 이용하여 약 1$mu extrm{m}$ 두께의 W $O_3$-Sn $O_2$박막 가스센서를 제작하였다. 50$0^{\circ}C$에서 4시간동안 공기중 열처리한 다음, 제조된 박막의 결정성과 미세구조를 관찰하였다. 100 ppm의 산화성 가스인 N $O_2$와 환원성 가스인 CO 가스에 대한 가스 감응 특성을 측정한 결과, N $O_2$가스에 대한 감도( $R_{gas}$/ $R_{air}$)는 기판온도 25$0^{\circ}C$에서 W $O_3$박막이 약 1000으로서 가장 높았으며, CO 가스 감도는 기판온도 15$0^{\circ}C$~25$0^{\circ}C$ 범위에서 약 0.25로 가장 양호하였다.하였다.