• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.185-185
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• 2010

Programmable Metallization Cell (PMC) Random Access Memory is based on the electrochemical growth and removal of electrical nanoscale pathways in thin films of solid electrolytes. In this study, we investigated the nature of thin films formed by the photo doping of copper ions into chalcogenide materials for use in programmable metallization cell devices. These devices rely on metal ions transport in the film so produced to create electrically programmable resistance states. The results imply that a Cu-rich phase separates owing to the reaction of Cu with free atoms from chalcogenide materials.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1994년도 추계 학술발표 강연 및 논문 개요집
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• pp.165-165
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• 1994

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1998년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.35-35
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• 1998

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.41.2-41.2
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• 2011

Recently, scaling down of ULSI (Ultra Large Scale Integration) circuit of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) based electronic devices become much faster speed and smaller size than ever before. However, very narrow interconnect line width causes some drawbacks. For example, deposition of conformal and thin barrier is not easy moreover metallization process needs deposition of diffusion barrier and glue layer. Therefore, there is not enough space for copper filling process. In order to overcome these negative effects, simple process of copper metallization is required. In this research, Cu-V thin alloy film was formed by using RF magnetron sputter deposition system. Cu-V alloy film was deposited on the plane $SiO_2$/Si bi-layer substrate with smooth and uniform surface. Cu-V film thickness was about 50 nm. Cu-V layer was deposited at RT, 100, 150, 200, and $250^{\circ}C$. XRD, AFM, Hall measurement system, and XPS were used to analyze Cu-V thin film. For the barrier formation, Cu-V film was annealed at 200, 300, 400, 500, and $600^{\circ}C$ (1 hour). As a result, V-based thin interlayer between Cu-V film and $SiO_2$ dielectric layer was formed by itself with annealing. Thin interlayer was confirmed by TEM (Transmission Electron Microscope) analysis. Barrier thermal stability was tested with I-V (for measuring leakage current) and XRD analysis after 300, 400, 500, 600, and $700^{\circ}C$ (12 hour) annealing. With this research, over $500^{\circ}C$ annealed barrier has large leakage current. However V-based diffusion barrier annealed at $400^{\circ}C$ has good thermal stability. Thus, thermal stability of vanadium-based thin interlayer as diffusion barrier is good for copper interconnection.

• 한국표면공학회지
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• 제49권1호
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• pp.54-61
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• 2016

Screen printing of commercially available Ag paste is the most widely used method for the front side metallization of Si solar cells. However, the metallization using Ag paste is expensive and needs high temperature annealing for reliable contact. Among many metallization schemes, Ni/Cu/Sn plating is one of the most promising methods due to low contact resistance and mass production, resulting in high efficiency and low production cost. Ni layer serves as a barrier which would prevent copper atoms from diffusion into the silicon substrate. However, Ni based schemes by electroless deposition usually have low thermal stability, and require high annealing process due to phosphorus content in the Ni based films. These problems can be resolved by adding W element in Ni-based film. In this study, Ni-W-P alloys were formed by electroless plating and properties of it such as sheet resistance, resistivity, specific contact resistivity, crystallinity, and morphology were investigated before and after annealing process by means of transmission line method (TLM), 4-point probe, X-ray diffraction (XRD), and Scanning Electron Microscopy (SEM).

• 한국결정성장학회지
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• 제6권1호
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• pp.88-97
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• 1996

태양전지의 전극형성은 전지의 가격과 성능 그리고 시스댐의 신뢰성을 결정하는데 매우 중요한 변수이다. 기폰의 스크련 프린팅 기술은 전면전극에 냐쁜 영향을 미치는 여러가지 제약들을 가지고 었다. 전극함몰형 태양전지는 기존의 전극에서 발생하는 문제점을 극복하고 저가격 대량생산을 위해서 고안된 것이다. 본 논문에서는 무전해 도금방법을 사용하여 함몰형 전지의 전극을 형성하는 공정을 최적화함으로써 값싸고 재현성있게 전지를 제조할 수 있었다. 무전해 도금용액으로는 상엽적으로 사용되는 니켈, 구리, 은 용액을 사용하었으며, 전지의 효울 을 최고 18.8 %까지 얻었다. 이때 전지의 개방전압은 651 mV, 단락전류밀도는 37.1 mA/$\textrm{cm}^2$, 충실도는 77.8 % 었으며 배치에서 90 % 이상의 전지가 18 % 이상의 효율을 나타내었다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권3호
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• pp.222-226
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• 1998

$Cu_3N$ film deposited on silicon oxide substrate by r.f. reactive sputtering technique. Synthesis and properties of copper nitride film were investigated for its possible application to Cu metallization as adhesive interlayer between copper and $SiO_2. Cu_3N$ film was synthesized at the substrate temperature ranging from $100^{\circ}C$ to $200^{\circ}C$ and at nitrogen gas ratio above $X_{N2}=0.4. Cu_3N, CuN_x$, and FGM-structured $Cu/CuN_x$ films prepared in this work passed Scotch-tape test and showed improved adhesion property to silicon oxide substrate compared with Cu film. Electrical resistivity of copper nitride film had a dependency on its lattice constant and was ranged from 10-7 to 10-1 $\Omega$cm. Copper nitride film was, however, unstable when it was annealed at the temperature above $400^{\circ}C$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.93-94
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• 2005

Cu metallization using electrochemical plating(ECP) has played an important role in back end of line(BEOL) interconnect formation. In this work, we studied the optimized copper thickness using Bottom-up Gap-fill in Cu ECP, which is closely related with the pattern dependencies in Cu ECP and Cu dual damascene process at 0.13 ${\mu}m$ technology node. In order to select an optimized Cu ECP thickness, we examined Cu ECP bulge, Cu CMP dishing and electrical properties of via hole and line trench over dual damascene patterned wafers split into different ECP Cu thickness.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.169-169
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• 2000

최근 반도체 소자의 초고집적화 현상에 따라 기존의 Al-base 합금에 대한 한계에 달하면서 그에 대한 대체 물질로 Cu가 관심을 모으게 되었고 그럼으로써 Cu metallization을 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. Cu는 Al-base 합금계보다 비저항이 낮고, 녹는점이 높으며, 또한 electromigration 특성이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 공학적인 면에서 이미 이들 계에 대한 adhesion 및 전기적 특성에 대한 많은 연구가 있어왔지만, 이들 특성 변화에 대한 물리적 의미를 제공할 만한 기초 자료들이 부족한 상태이다. 본 연구에서는 부도체인 polyimide 박막과 diffusion barrier인 TiN 박막위에서의 Cu 박막성장에 따르는 interface chemical reaction의 변화를 XPS를 이용하여 관찰함으로서 이들 계에 있어서의 adhesion과의 관계를 조사하였다. 그리고 XPS를 이용한 modified surface accumulation method를 적용시켜 TiN diffusion barrier를 통한 Cu의 grain boundary diffusion 상수들을 측정하였다. Cu/TiN system의 경우에는 interface chemical reaction이 일어나지 않았지만 Cu/polymide system에 있어서는 boundary diffusivity는 특히 40$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 영역에서, Db=60$\times$10-11exp[-0.29/(kBT)]cm2/sec 이었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.20-26
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• 2001

(hfac)Cu(1, 5-DMCOD)(1, 1, 1, 5, 5, 5-Hexafluoro-2, 4-pentanedionato Cu(I) 1, 5-dimethyl-cyclooctadine) 전구체와 He 운반기체를 이용하여 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 방법으로 Cu 박막을 형성하였으며, He 운반기체와 함께 $H_2$ gas 및 H(hfac) Ligand의 첨가가 Cu 박막 형성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. He운반기체만을 사용한 경우, Cu 박막의 증착율은 기판온도 180~$230^{\circ}C$에서 20~$125{\AA}/min$ 정도로 낮은 값을 보였으며, 특히 기판온도 $190^{\circ}C$에서는 매우 얇은 두께 ($700{\AA}$)이면서 낮은 비저항($2.8{\mu}{\Omega}cm$)을 갖는 Cu 박막이 형성됨을 알 수 있었다 He 운반기체와 함께 환원가스(H$_2$) 및 화학첨가제 (H (hfac) ligand)의 첨가 실험에서는 낮은 기판온도 ($180~190^{\circ}C$) 구간에서 현저하게 증착율이 증가하였으며 얇은 두께 (~$500{\AA}$)의 Cu 박막이 낮은 비저항(3.6~$2.86{\mu}{\Omega}cm$)을 갖는 것으로 나타났다. 또한 얇은 두께의 MOCVD Cu박막들의 표면 반사도(reflectance)는 $300^{\circ}C$에서 열처리한 sputter Cu의 반사도에 근접하는 우수한 surface morphology를 보였다 결국, (hfac)Cu(1,6-DMCOD) 전구체를 이용하여 얻어진 MOCVD Cu박막은 얇은 두께에서 낮은 비저항을 갖는 우수한 막질을 보였으며, Electrochemical deposition공정에서 conformal seed layer로써의 적용이 가능할 것으로 기대된다.