• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.701-705
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• 2007

The incorporation of N in a-C film is able to improve the friction coefficient and the adhesion to various substrates. In this study, a-C:N films were deposited on Si and steel substrates by closed-field unbalanced magnetron (CFUBM) sputtering system in $Ar/N_2$ plasma. The lubricant characteristics was investigated for a-C:N deposited with total working pressure from 4 to 7 mTorr. We obtained high hardness up to 24GPa, friction coefficient lower than 0.1 and the smooth surface of having the extremely low roughness (0.16 nm). The physcial properties of a-C:N thin film are related to the increase of cross-linked $sp^2$ bonding clusters in the film. However, the decrease of hardness, elastic modulus and the increase of surface roughness, friction coefficient with the increase of $N_2$ partial pressrue might be due to the effect of energetic ions as a result of the increase of ion bombardment with the increase of ion density in the plasma.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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• pp.165-166
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• 2002

Hydrogen free diamond like carbon (DLC) films were prepared on steel substrates by using a single ion beam in a configuration that allowed sputtering of a graphite target and at the same time allowed to impact the substrate at a grazing angle. The DLC films so prepared have improved properties with increased disorder and with modest hardness that is slightly higher than previously reported values. We have studied the effects of $N_2^+$ ions implantation on such films. It is found that the implantations of nitrogen ions into DLC films lead to chemical modifications that allowed N atoms to be incorporated into the carbon network to produce a nitrogenated DLC. Nano-indentation experiments indicated that the nitrogenated films have consistently higher hardnesses ranging from 30 to 45GPa, which represents a considerable increase in surface hardness, compared with non-nitrogenated precursor films. The investigations by XPS and Raman spectroscopy suggests that the $N_2^+$ implanted DLCs had undergone both chemical and structural modifications through the incorporation of N atoms and the increased ratio of $sp^3/sp^2$ type bonding. The observed high hardness was therefore attributable to these structural and chemical modifications. This result has implication for the preparation of super hard wear resistant films required for tribological functions in devices.

• 한국진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.200-204
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• 2011

이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si(silicon)기판과 금속배선 물질인 Cu(copper)의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W(Tungsten)-C(Carbon)-N(Nitrogen) 확산방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 rf magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 증착한 후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온에서 $800^{\circ}C$까지 각각 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였다. 이후 Nanoindentation 기법을 이용하여 총 16 points에서 Elastic modulus와 Weibull distribution을 측정하였다. 그 결과 질화물질이 고온에서 물성변화가 적게 나타나는 것을 알 수 있었고, 온도변화에 따른 박막의 균일도와 결정성 또한 질화물질에서 더 안정적이었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권7호
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• pp.953-956
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• 2003

Hexagonal GaN (h-GaN) films have been grown on Si(111) substrates by metal organic chemical vapor deposition using the azidodiethylgallium methylamine adduct, Et₂Ga(N₃)·NH₂Me, as a new single precursor. Deposition was carried out in the substrate temperature range 385-650 °C. The GaN films obtained were stoichiometric and did not contain any appreciable amounts of carbon impurities. It was also found that the GaN films deposited on Si(111) had the [0001] preferred orientation. The photoluminescence spectrum of a GaN film showed a band edge emission peak characteristic of h-GaN at 378 nm.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.538-539
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• 2013

여러 장점으로 인해 OLED는 디스플레이 및 조명 등 적용분야가 넓어지고 있지만, 수분 및 산소에 취약하여 그 수명이 제한되는 단점이 있다. 이를 해결하고자 현재까지는 glass cap을 이용한 encapsulation 기술이 적용되고 있지만, flexible 기판에 적용하지 못하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하고자 여러 가지 thin film encapsulation 기술이 적용되고 있으나 보다 신뢰성이 높은 기술의 개발이 절실한 때이다. Encapsulation 무기 박막 물질로서 $Si_3N_4$ 박막은 PE-CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 박막 증착법을 사용한 많은 연구가 진행되어, 저온에서의 좋은 품질의 박막 증착이 가능하지만, 100도 이하의 thermal budget을 갖는 OLED Encapsulation에 사용하기에는 충분하지 않았다. CVD 박막의 특성을 더욱 개선하기 위해 최근 ALD (Atomic Layer Deposition) 방법을 통한 $Al_2O_3$ film 증착 방법이 연구되고 있지만, 낮은 증착 속도로 인해 양산에 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 또 다른 해결책으로서 Digital CVD 방법을 이용한 양질의 $Si_3N_4$ 박막의 증착을 연구하였다. 이것은 ALD 증착법과 유사하며, 1st step에서 PECVD 방법으로 4~5 ${\AA}$의 얇은 silicon 박막을 증착하고, 2nd step에서 nitrogen plasma를 이용하여 질화 반응을 진행하고, 이러한 cycle을 원하는 두께가 될 때까지 반복적으로 진행된다. 이 때 1 cycle 당 증착속도는 7 ${\AA}$/cycle 정도였다. 최적의 증착 방법과 조건으로 기존의 CVD $Si_3N_4$ 박막 대비 1/5 이하로 pinhole을 최소화 할 수는 있지만 완벽하게 제거하기는 힘든 문제가 있고, 이를 해결하기 위한 개선을 위한 접근 방법이 필요하다고 판단하였다. 본 연구에서는 무기물 박막인 carbon nitride를 이용한 SiN/C:N multilayer 증착 연구를 진행하였다. Fig. 1은 CVD 조건으로 증착된 두께 750 nm SiN film에서 여러 층의 C:N film layer를 삽입했을 때, 38 시간의 85%/$85^{\circ}C$ 가속실험에 따라 OLED의 발광 사진이다. 그림에서 볼 수 있듯이 C:N 층을 삽입하고 또한 그 박막의 수가 증가함에 따라서 OLED에 대한 encapsulation 특성이 크게 개선됨을 확인할 수 있다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제9권1호
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• pp.41-47
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• 2010

The effects of thermal treatment on CNTs, which were coated with a-$CN_x$ thin film, were investigated and related to variations of chemical bonding and morphologies of CNTs and also properties of field emission induced by thermal treatment. CNTs were directly grown on nano-sized conical-type tungsten tips via the inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) system, and a-$CN_x$ films were coated on the CNTs using an RF magnetron sputtering system. Thermal treatment on a-$CN_x$ coated CNT-emitters was performed using a rapid thermal annealing (RTA) system by varying temperature ($300-700^{\circ}C$). Morphologies and microstructures of a-$CN_x$/CNTs hetero-structured emitters were analyzed by FESEM and HRTEM. Chemical composition and atomic bonding structures were analyzed by EDX, Raman spectroscopy, and XPS. The field emission properties of the a-$CN_x$/CNTs hetero-structured emitters were measured using a high vacuum (below $10^{-7}$ Torr) field-emission measurement system. For characterization of emission stability, the fluctuation and degradation of the emission current were monitored in terms of operation time. The results were compared with a-$CN_x$ coated CNT-emitters that were not thermally heated as well as with the conventional non-coated CNT-emitters.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제26권3호
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• pp.257-261
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• 2004

We grew amorphous SiCN films by pulsed laser deposition using mixed targets. The targets were fabricated by compacting a mixture of SiC and $SiC-{Si_3}{N_4}$ powders. We controlled the film stoichiometry by varying the mixing ratio of the target and the target-to-substrate distance. The mixing ratio of the target had a dominant effect on the film composition. We consider the structures of the SiCN films deposited using 30~70 wt.% SiC in the target to be an intermediate phase of SiC and $SiN_x$. This provides the possibility of growing homogeneous SiCN films with a mixed target at a moderate target-to-substrate distance.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.1051-1054
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• 2009

This paper investigates approaches for improving effective mobility of organic thin film transistors (OTFTs). We consider gate dielectric optimization, whereby we demonstrated >2x increase in mobility by using a silicon-rich silicon nitride ($SiN_x$) gate dielectric for polythiophene-based (PQT) OTFTs. We also engineer the dielectric-semiconductor ($SiN_x$-PQT) interface to attain a 27x increase in mobility (up to 0.22 $cm^2$/V-s) using an optimized combination of oxygen plasma and OTS SAM treatments. Augmentative material systems by combining 1-D nanomaterials (e.g., carbon nanotubes, zinc oxide nanowires) in an organic matrix for nanocomposite OTFTs provided a further boost in device performance.

• 한국표면공학회지
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• 제29권5호
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• pp.512-518
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• 1996

Amorphous carbon nitride (a-C:N) multilayerfilms are formed by using altermating conditions during film deposition in are ion plating process. Because hard a-C:N films prepared with suitable megative bias voltages have large compressive stress, it is difficult to increase film thickness more than 200nm. Preparing multilayer films composed of hard layers and soft layers, we can grow thick multilayer films on Si and SKH steel substrate. The total thickness of multilayer films is more than 1$\mu\textrm{m}$. The multilayer films are several times thicker than the single layer films and almost equal in hardness and internal stress to the single layer ones. X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and Raman spectroscopy reveal that multilayer films equal to single layer films in structure, which is similar to the structure of DLC films.