• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.397-397
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• 2012

에너지갭이 큰 SnO2 반도체는 빛 투과율이 우수하여 투명성이 좋으며 화학적으로 안정된 구조를 가지고 있어 전자소자 및 광소자 응용에 대단히 유용하다. SnO2 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착 (Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 SnO2 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 SnO2 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.015 M의 Tin chloride pentahydrate(SnCl4 5H2O)를 타켓 물질로 사용하고 0.1 M의 KCl을 완충물질로 사용하여 SnO2 나노구조를 성장하였다. 타겟 물질이 잘 녹지 않으므로 DI water와 ethanol을 7：3의 비율로 용매 사용하였다. 전류-전압 곡선을 분석하여 최적의 성장조건을 확보하고, $65^{\circ}C$ 1기압 하에서 -2.5 V 부터 -1.0 V까지 0.5 V 간격으로 나누어서 SnO2 나노구조를 성장하였다. X-선 회절 분석결과에서 SnO2의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석 결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 SnO2 나노구조의 피크가 (110) (101) (200) (211) (310)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (101)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (101) 방향으로 SnO2 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 50~100 nm 사이의 SnO2 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 저 전압 구간에서 커지는 것을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제38권7호
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• pp.473-479
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• 1994

저압 화학 기상 증착법을 사용하여 $WF_6$의 환원반응으로 텅스텐 박막을 p형 실리콘 (100)표면위에 증착하였다. Cold-wall조건에서는 실리콘 기판과 $SiH_4$를 각각 이용하여 $WF_6$를 환원시켜 텅스텐 박막을 증착하였으며 hot-wall 조건에서는 $WF_6$를 $SiH_4$로 환원시켜 증착하였다. 박막의 결정구조는 어느 조건에서나 체심입방구조를 이루었으며, 증착조건에 따른 박막의 물리적 및 전기적 특성을 조사하였다. 증착된 박막을 온도 $800^{\circ}C$에서 열처리한 결과 hot-wall 조건의 박막이 $WSi_2$로 변화하였다. Hot-wall과 cold-wall조건에서의 박막을 분석한 결과 박막의 특성은 cold-wall조건이 우수하나 hot-wall조건에서는 열처리 방법에 의하여 실리콘 기판과 적합성이 우수한 것으로 알려진 $WSi_2$ 박막의 제조가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.262.1-262.1
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• 2013

ZnO 나노구조는 전기적 성질과 화학적인 안정성 때문에 가스센서, 투명 전극 및 태양전지와 같은 전자소자와 광소자에 널리 사용되고 있다. ZnO 박막을 증착하는 방법은 Physical Vapor Deposition과 Chemical Vapor Deposition이 있으나 나노 구조를 가진 SnO2를 형성하기 어렵다. 전기 화학적 증착(Electrochemical Deposition: ECD)은 낮은 온도에서 진공 공정이 필요하지 않기 때문에 경제적이며 빠른 성장 속도를 가지고 있기 때문에 ZnO 나노 구조를 효과적으로 형성 할 수 있다. 본 연구에서는 Indium Tin Oxide (ITO) 기판 위에 ZnO 나노 구조를 형성시켜 전기적 및 구조적 특성을 관찰하였다. 0.1 M zinc nitrate와 0.1 M potassium chloride를 용매에 각각 용해하여 ZnO 나노구조를 성장하였다. ZnO 나노구조를 성장하기 위하여 인가전압을 -0.75 V부터 -2.5 V까지 0.5 V 간격으로 변화하였다. X-선 회절 분석결과에서 ZnO의 피크의 크기가 큰 전기화적적 성장 전압구간과, 주사전자현미경 분석결과에서 나노 구조가 가장 잘 나타난 성장 전압구간을 다시 0.1 V 간격으로 세분화하여 최적화 조건을 분석하였다. X-선 회절 실험으로 형성한 ZnO 나노구조의 피크가 (110) (002)로 나타났다. X-선 회절 분석의 intensity의 값이 (002)방향이 가장 크게 나타났으므로 우선적으로 (002) 방향으로 ZnO 나노구조가 성장됨을 알 수 있었다. 주사전자현미경상은 grain size가 200~300 nm 사이의 ZnO 나노구조가 형성되며, grain size가 전기화학적 증착 장치의 성장전압이 커짐에 따라 커지는 것을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제14권2호
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• pp.141-145
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• 2004

Silicon nitride thin films were deposited by atomic layer deposition (ALD) technique in a batch-type reactor by alternating exposures of precursors. XJAKO200414714156408$_4$ or$ SiH_2$$Cl_2$ was used as the Si precursor, $NH_3$ was used as the N precursor, and the deposited films were characterized comparatively. The thickness of the film linearly increased with the number of deposition cycles, so that the thickness of the film can be precisely controlled by adjusting the number of cycles. As compared with the deposition using$ SiCl_4$, the deposition using $SiH_2$$Cl_2$ exhibited larger deposition rate at lower precursor exposures, and the deposited films using $SiH_2$$Cl_2$ had lower wet etch rate in a diluted HF solution. Silicon nitride films with the Si:N ratio of approximately 1:1 were obtained using either Si precursors at $500^{\circ}C$, however, the films deposited using $SiH_2$$Cl_2$ exhibited higher concentration of H as compared with those of the $SiC_4$ case. Silicon nitride thin films deposited by ALD showed similar physical properties, such as composition or integrity, with the silicon nitride films deposited by low-pressure chemical vapor deposition, lowering deposition temperature by more than $200^{\circ}C$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.178-178
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• 2010

With the scaling down of ULSI(Ultra Large Scale Integration) circuit of CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)based electronic devices, the electronic devices become more faster and smaller size that are promising field of semiconductor market. However, very narrow line width has some disadvantages. For example, because of narrow line width, deposition of conformal and thin barrier is difficult. Besides, proportion of barrier width is large, thus resistance is high. Conventional PVD(Physical Vapor Deposition) thin films are not able to gain a good quality and conformal layer. Hence, in order to get over these side effects, deposition of thin layer used of ALD(Atomic Layer Deposition) is important factor. Furthermore, it is essential that copper atomic diffusion into dielectric layer such as silicon oxide and hafnium oxide. If copper line is not surrounded by diffusion barrier, it cause the leakage current and devices degradation. There are some possible methods for improving the these secondary effects. In this study, TaNx, is used of Tertiarybutylimido tris (ethylamethlamino) tantalum (TBITEMAT), was deposited on the 24nm sized trench silicon oxide/silicon bi-layer substrate with good step coverage and high quality film using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). And then copper was deposited on TaNx barrier using same deposition method. The thickness of TaNx was 4~5 nm. TaNx film was deposited the condition of under $300^{\circ}C$ and copper deposition temperature was under $120^{\circ}C$, and feeding time of TaNx and copper were 5 seconds and 5 seconds, relatively. Purge time of TaNx and copper films were 10 seconds and 6 seconds, relatively. XRD, TEM, AFM, I-V measurement(for testing leakage current and stability) were used to analyze this work. With this work, thin barrier layer(4~5nm) with deposited PEALD has good step coverage and good thermal stability. So the barrier properties of PEALD TaNx film are desirable for copper interconnection.

• 한국표면공학회지
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• 제49권3호
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• pp.307-315
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• 2016

The properties of AlTiN films by a cathodic arc deposition process have been studied. Oblique angle deposition has been applied to deposit AlTiN films. AlTiN films have been deposited on stainless steel (SUS304) and cemented carbide (WC) at a substrate temperature of $500^{\circ}C$. AlTiN films were analyzed by scanning electron microscopy, glow-discharge light spectroscopy, micro-vickers hardness, and nanoindenter. When applying a current of 50 A to the cathodic arc source, it showed that the density of macroparticle of AlTiN films was 5 lower than other deposition conditions. With the increase of the bias voltage applied to the substrate up to -150 V, the density of macroparticle was decreased. The change of the $N_2$ flow rate during coating process made no influence on the film properties. For the multi-layered films, the film prepared at oblique angle of $60^{\circ}$ showed the highest hardness of 28 GPa and $H^3/E^2$ index of 0.18. AlTiN films have been shown a good oxidation resistance up to $800^{\circ}C$.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권5호
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• pp.16-22
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• 2013

A two-dimensional photonic crystal structure was investigated using a roll-to-roll nanoreplication and physical vapor deposition processes for the inexpensive enhanced fluorescence substrate which is not sensitive to the polarization directions of excitation light source. An 8 inch silicon master having nano dot array with a diameter of 200 nm, a height of 100 nm and a pitch of 400 nm was prepared by KrF laser scanning lithography and reactive ion etching processes. A flexible polymer mold was fabricated by flat type UV replication process and a deposition of 10 nm nickel layer as an anti-adhesion layer. A roll mold was prepared by warping the flexible polymer mold on an aluminum roll base and a roll-to-roll UV replication process was carried out using the roll mold. After the deposition of ~ 100 nm $TiO_2$ layer on the replicated nano dot array, a 2 dimensional photonic crystal structure was realized with a resonance wavelength of 635 nm for both p- and s-polarized light sources.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.207-207
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• 2010

Both ZnO and GaN have excellent physical properties in optoelectronic devices such as blue light emitting diode (LED), blue laser diode (LD), and ultra-violet (UV) detector. The ZnO/GaN heterostructure, which has a potential to achieve the cost efficient LED technology, has been fabricated by using radio frequency (RF) sputtering, pyrolysis, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), direct current (DC) arc plasmatron, and pulsed laser deposition (PLD) methods. Among them, the PLD system has a benefit to control the composition ratio of the grown film from the mixture target. A 500-nm-thick ZnO film was grown by PLD technique on c-plane GaN/sapphire substrates. The post annealing process was executed at some varied temperature between from $300^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$. The morphology and crystal structural properties obtained by using atomic force microscope (AFM) and x-ray diffraction (XRD) showed that the crystal quality of ZnO thin films can be improved as increasing the annealing temperature. We will discuss the post-treatment effect on film quality (uniformity and reliability) of ZnO/GaN heterostructures.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.179-179
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• 2010

다양한 분야에서 확산 방지막은 소자의 신뢰성 향상에 중요한 역할을 하고 있다. 최근 반도체에 적용되기 시작한 구리 배선 형성 공정에서도 실리콘이나 실리콘 산화막으로 구리가 확산하는 것을 방지하는 기술이 중요한 부분을 차지하고 있다. 기존 physical vapor deposition (PVD)법을 이용한 $TaN_x$ 확산 방지막 형성 기술이 성공적으로 적용되고 있으나 반도체의 최소선폭이 지속적으로 감소함에 따라 한계에 다다르고 있다. 20 nm 급과 그 이하의 구리 배선을 위해서는 5 nm 이하의 매우 얇고 높은 피복 단차율을 가진 확산 방지막 형성 기술이 요구된다. 또한, 요구 두께의 감소에 따라 더 우수한 확산 방지 특성이 요구된다. Atomic layer deposition (ALD)은 박막의 정교한 두께 조절이 가능하며 높은 종횡비를 가지는 구조에서도 균일한 박막 형성이 가능하다. 이번 연구에서는 다른 질소 함량을 가진 $TaN_x$ 박막을 Tertiarybutylimido tris (ethylamethlamino) tantalum (TBITEMAT) 전구체와 $H_2+N_2$ 반응성 플라즈마를 사용하여 plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) 법으로 형성하였다. 박막 내질소 함량에 따라 $TaN_x$의 상 (phase)과 미세구조 변화가 관찰되었고, 이러한 물성의 변화는 확산 방지 특성에 영향을 주었다. TEM (Transmission electron microscopy)과 SEM (scanning electron microscope), XPS (x-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 $TaN_x$의 물성을 분석하였고, 300 도에서 700 도까지 열처리 후 XRD (x-ray deffraction)와 I-V test를 통해 확산 방지막의 열적 안정성이 평가되었다. PEALD를 통해 24 nm 크기의 trench 기판 위에 약 4 nm의 $TaN_x$ 확산 방지막이 매우 균일하게 형성할 수 있었으며 향후 구리 배선에 효과적으로 적용될 것으로 예상된다.

• 한국표면공학회지
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• 제53권2호
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• pp.67-71
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• 2020

For deposition technology using plasma, it plays an important role in improving film deposited with high ionization rate through high density plasma. Various deposition methods such as high-power impulse magnetron sputtering and ion-beam sputtering have been developed for physical vapor deposition technology and are still being studied. In this study, it is intended to control plasma using inductive coupled plasma (ICP) antennas and use properties to improve the properties of Hafnium nitride (HfN) films using ICP assisted magnetron sputtering (ICPMS). HfN film deposited using ICPMS showed a finer grain sizes, denser microstructure and better mechanical properties as ICP power increases. The best mechanical properties such as nanoindentation hardness of 47 GPa and Young's modulus of 401 GPa was obtained from HfN film deposited using ICPMS at ICP power of 200 W.