• 한국재료학회지
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• 제28권12호
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• pp.758-762
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• 2018

The transfer characteristics of zinc tin oxide(ZTO) on silicon dioxide($SiO_2$) thin film transistor generally depend on the electrical properties of gate insulators. $SiO_2$ thin films are prepared with argon gas flow rates of 25 sccm and 30 sccm. The rate of ionization of $SiO_2$(25 sccm) decreases more than that of $SiO_2$(30 sccm), and then the generation of electrons decreases and the conductivity of $SiO_2$(25 sccm) is low. Relatively, the conductivity of $SiO_2$(30 sccm) increases because of the high rate of ionization of argon gases. Therefore, the insulating performance of $SiO_2$(25 sccm) is superior to that of $SiO_2$(30 sccm) because of the high potential barrier of $SiO_2$(25 sccm). The $ZTO/SiO_2$ transistors are prepared to research the $CO_2$ gas sensitivity. The stability of the transistor of $ZTO/SiO_2$(25 sccm) as a high insulator is superior owing to the high potential barrier. It is confirmed that the electrical properties of the insulator in transistor devices is an important factor to detect gases.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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• pp.409-412
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• 1998

BCl/sub 3/ 및 Cl/sub 2/ 반응가스를 사용하여 RIE 장치로 GaN의 건식식각을 연구하였다. RF 전력, 반응가스의 유량 및 반응가스의 혼합비 등의 변화에 따른 최적의 식각공정 조건 및 결합특성을 연구하였다. RF 전력에 따른 GaN의 식각율은 챔버압력 25mTorr, BCl/sub 3/ 유량 40 sccm의 조건에서 RF 전력이 100W일때 17nm/min을 얻었다. BCl/sub 3/의 유량에 따른 식각율은 RF 전력 100W 챔버압력 20mTorr, Cl/sub 2/ 유량 5sccm의 조건에서 BCl/sub 3/ 유량이 40 sccm일때 65nm/min을 얻었다. Cl/sub 2//BCl/sub 3/ 혼합가스 비율에 따른 식각율은 Cl/sub 2/ 유량을 5sccm으로 고정하고 BCl/sub 3/ 유량을 변화시켰을때 RF 전력 100W 및 챔버압력 20mTorr의 조건에서 혼합비가 0.25일때 50nm/min을 얻었다. RF 전력에 따른 PR의 식각율은 챔버압력 25mTorr, Cl/sub 2/ 유량 0 sccm 및 BCl/sub 3/ 유량 40 sccm의 조건에서 RF 전려이 100W일때 15nm/min을 얻었다. 또한, 챔버압력 20mTorr, Cl/sub 2/ 유량 5 sccm 및 BCl/sub 3/ 유량 20sccm의 조건에서 RF 전력이 100W 일때 82nm/min을 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.291-292
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• 2012

MOSFET 구조에서 metal oxide에 기반을 둔 게이트 유전체의 연구는 실리콘(Si)을 기반으로 한 반도체 발명이래로 가장 인상적인 발전을 이뤄 왔다. 이는 metal oxide의 높은 유전상수 특성이 $SiO_2$보다 우수하고, 유전체 박막의 두께 감소로 인한 전기적 특성 저하를 보완하기 때문이다. 특히 지난 10년 동안, Hafnium에 기반을 둔 $HfO_2$는 차세대 반도체용 유전 물질로 전기적 구조적 특성에 대한 연구가 활발히 진행되어왔다. 그러나 현재까지 $HfO_2$에 대한 nano-mechanical 특성 연구는 미미하여 이에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 Hf 및 $HfO_2$ 박막의 증착 및 열처리 조건을 다르게 하여 실험을 진행하였다. 시료는 rf magnetron sputter를 이용하여 Si 기판위에 Hafnium target으로 산소유량(4, 6 sccm)을 달리하여 증착하였고, 이후 furnace에서 400에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 20분간 열처리를 실시하였다. 실험결과 산소 유량을 6 sccm으로 증착한 시료의 current density 성능이 모든 열처리 과정에서 증가하였다. Nano-indenter로 측정하고 Weibull distribution으로 정량적 계산을 한 경도 (Hardness)는 as-deposited 시료를 기준으로 $400^{\circ}C$에서는 감소했으나 온도가 높아질수록 증가하였다. 특히, $400^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 산소농도에(4 sccm : 5.35 GPa, 6 sccm : 6.15 GPa)따른 두 시료간의 변화가 가장 두드러졌다. 반면에, 탄성계수 (Elastic modulus)는 산소농도 6 sccm을 넣고 증착된 시료들이 4 sccm을 넣고 증착한 시료보다 모두 높은 값을 나타냈다. 또한, $800^{\circ}C$ 열처리한 시료에서 산소농도에(4 sccm : 128.88 GPa, 6 sccm : 149.39 GPa)따라 표면의 탄성에 큰 차이가 있음을 확인하였다. 이는 증착된 $HfO_2$ 시료들이 비정질 상태에서 $HfO_2$로 결정화되는 과정에서 산소가 증가할수록 박막의 defect이 감소되기 때문으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.478-478
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• 2010

대기압 플라즈마 공정은 진공 플라즈마 공정에 비해 장치의 경제성 및 규모면에서 많은 장점을 갖고 있어 대기압 공정에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 대기압 DC Arc Plasmatron을 이용하여 기체의 유량, 전류, plasmatron과 Si wafer 간의 거리를 변화시켜 이에 대한 Si wafer에 식각률(etching rate)을 확인하고 최적화 하였다. Ar은 2000sccm, $CF_4$는 50, 100sccm, 그리고 $O_2$는 0~1000sccm의 유량에 변화를 주었고 전류는 50A, 70A에서 식각하였다. 분석을 위해 Si wafer를 SEM(scanning electron microscope) 측정을 하였고, 그 결과 전류는 70A에서 기체 유량은 $CF_4$는 100sccm, $O_2$는 500sccm 일 때 식각률이 높게 나타났다. 그리고 전류와 유량을 위와 같은 조건에서 Plasmatron과 Si wafer 간의 거리를 5mm~15mm 변화를 주었을 때 Si wafer에 식각률을 측정해 본 결과 거리가 5mm일 때 식각률이 가장 높음을 확인 할 수 있었다. 아울러 거리를 변화시켰을 때가 유량이나 전압을 변화시킨 것 보다 식각률의 변화가 큰 경향을 보임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.1067-1070
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• 2009

유통 물류 시스템에서 온도 제어를 비롯한 환경정보의 제어는 매우 중요하다. 제품의 온도정보관리뿐만 아니라 환경정보에 대한 실시간 관리를 위한 Smart Cold Chain Management(SCCM) 시스템에서는 유통/물류시스템에서 사용하는 태그 정보뿐만 아니라 다양한 센서 정보를 실시간으로 통합 관리하여야 한다. 그러나 다양한 종류의 태그 정보를 통합 관리할 뿐만 아니라 온도, 습도, 위치데이터등과 같은 다양한 환경 정보를 통합 관리하기 위해서는 표준화된 코드 체계가 필요하다. 이 논문에서는 SCCM시스템에서 적용될 수 있는 표준 코드 체계를 제시한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.34-38
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• 1999

유기금속 화학 증착법(MOCVD)을 이용하여 Si(100) 기판 위에 $TiO_2$와 PbO의 동시 증착으로 $Pb(TMHD)_2$(PT) 박막을 증착하였다. 원료물질로는 Titanium tetra-isopropoxide(TTIP)와 $Pb(TMHD)_2$를 사용하였다. 증착온도를 $520^{\circ}C$, Pbdbfid을 30 sccm으로 고정하고, 전체유량을 750 sccm으로 하여 TTIP의 증발온도와 유량에 따른 PT 박막의 XRD 변화를 관찰하였다. PT 박막 생성은 TTIP의 증발온도 및 유량이 각각 48~$50^{\circ}C$와 18~22sccm 영역에서 생성되었으며, 생성된 박막과 기판의 계면에서는 Pb, Si, O의 상호확산을 관찰할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.61-61
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• 1999

저항이 5$\Omega$-cm인 n-type Si(100) 웨이퍼를 실리콘 식각시 마스크로 사용하기 위하여 습식 열산화법을 이용하여 100$0^{\circ}C$에서 SiO2을 2400$\AA$ 성장시킨 후, OPCVD 공정을 통해 785$^{\circ}C$서 SiH2Cl2 가스 30sccm과 NH3가스 100sccm을 이용하여 Si3N4를 3000$\AA$ 증착시켰다. 이 웨이퍼를 포토-리쏘그라피 공정을 거쳐 지름 2$\mu\textrm{m}$의 포토레지스트 패턴을 제작한 후 600W의 RF power하에서 CF4 가스 10sccm, CHF3 가스 15sccm, O2가스 8sccm 및 Ar가스 10sccm을 이용하여 MERIE 방법으로 Si3N4를 식각한 다음, 7:1 BHF 용액내에서 30초간의 습식식각을 통해 40wt.%의 KOH 용액내에 8$0^{\circ}C$에서 30초간의 이방성 식각을 통해 피라미드 모양의 Si FEA(field emitter array)를 제작하였다. 본 실험은 다음과 같이 완성된 Si FEA를 샤프닝 산화 후 산화막 식각을 통해 마스크를 제거한 다음, tip의 열화학적 내구성을 증가시키고 장시간 구동시 안정성과 전계방출 전류밀도를 높이기 위해 tip의 표면에 Ti를 sputter 방법으로 약 300$\AA$ 증착시킨 후, RTA 장비를 이용하여 2단계 열처리 (first annealing:$600^{\circ}C$/30sec, second annealing : 85$0^{\circ}C$/15sec)를 통해 Si FEA의 경우보다 낮은 turn-on 전압과 높은 전계방출 특성을 나타낼 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.386-386
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• 2013

반도체 소자의 소형화, 고집적화로 박막의 다층화 및 선폭의 감소 등의 복잡한 제조 공정이 불가피하고, 따라서 공정 중 실리콘 웨이퍼와 금속 박막사이의 확산을 방지하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 하지만 현재까지의 연구는 확산방지막의 nano-mechanics 특성 분석에 대한 연구는 전무하다. 본 논문에서 tungsten (W)을 주 물질로, nitrogen (N)을 첨가한 확산방지막을 질소 유량을 2.5, 5, 7.5, 10 sccm으로 변화시켜가면서 rf magnetron sputter 방법으로 tungsten-nitride (W-N) 박막을 증착하였다. 박막의 기본 물성인 증착율, 비저항 및 결정학적 특성을 ${\beta}$-ray, 4-point probe, X-ray diffraction (XRD)를 이용하여 측정하였고, 측정결과 증착 중 질소 유량이 증가할수록 W-N 박막의 비저항은 증가하였고 반대로 증착율과 결정성은 감소하였다. 이는 기존의 연구 결과와 비교하여 일치한 결과로 증착된 박막이 신뢰성을 가짐을 확인하였다. 이후 가장 관심사인 nano-mechanics 특성은 nano-indenter를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 시료는 증착 중 질소 유량이 2.5 sccm인 시료를 기준으로 5 sccm 포함된 박막에서 load force-depth 그래프가 급격히 변화하는 경향을 나타내었고, 표면강도(surface hardness)는 10.07 GPa에서 15.55 GPa로 증가하였다. 이후 질소 유량이 7.5 sccm과 10 sccm에서는 12.65 GPa와 12.77 GPa로 질소 유량이 5 sccm 포함된 박막보다 상대적으로 감소하였다. 이는 박막내 결정상으로 존재하는 질소와 비정질 상태로 존재하는 질소의 비율에 의한 것이고, 압축력에 기인하는 스트레스 증가로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2010

본 논문은 펄스 직류전원 (Pulse DC) 플라즈마 소스와 반응성 가스인 $CF_4$와 불활성 가스인 Ar를 혼합하여 산업에서 널리 사용되는 유기고분자인 Polymethylmethacrylate (PMMA), Polyethylene terephthalate (PET), 그리고 Polycarbonate (PC) 샘플을 건식 식각한 결과에 대한 것이다. 각각의 샘플은 감광제 도포 후에 자외선을 조사하는 포토레지스트 방법으로 마스크를 만들었다. 펄스 직류전원 플라즈마 시스템을 사용하면 다양한 변수를 줄 수 있다는 장점이 있다. 공정 변수는 Pulse DC Voltage는 300 - 500 V, Pulse DC reverse time $0.5{\sim}2.0\;{\mu}s$, Pulse DC Frequency 100~250 kHz 이었다. 변수 각각의 값이 높아질수록 고분자의 식각률이 높아졌다. 특히, PMMA의 식각률이 가장 높았으며 PET, PC 순이었다. 샘플 중 PC의 식각률이 가장 낮은 이유는 고분자 결합 중에 이중결합의 벤젠 고리 모양을 포함하고 있어 분자 결합력이 비교적 높기 때문으로 사료된다. 기계적 펌프만을 사용한 공정 전 압력은 30 mTorr이었다. 쓰로틀 밸브를 완전 개방한 상태에서 식각 공정 중 진공 압력은 $CF_4$ 가스유량이 늘어날수록 증가하였다. 식각률 역시 $CF_4$ 가스유량(총 가스 유량은 10 sccm)이 많을수록 증가함을 보여주었다 (PMMA: 10 sccm $CF_4$에서 330 nm/min, 3.5 sccm $CF_4$/6.5 sccm Ar에서 260 nm/min., PET: 10 sccm $CF_4$에서 260 nm/min, 3.5 sccm $CF_4$/6.5 sccm Ar에서 210 nm., PC: 10 sccm $CF_4$에서 230 nm, 3.5 sccm $CF_4c$/6.5 sccm Ar에서 160 nm). 이는 펄스 직류전원 플라즈마 식각에서 $CF_4$와 Ar의 가스 혼합비를 조절함으로서 고분자 소재의 식각률을 적절히 변화시킬 수 있다는 것을 의미한다. 표면 거칠기는 실험 후 표면단차 측정기와 전자 현미경 등을 이용하여 식각한 샘플의 표면을 측정하여 알 수 있었다. 실험전 기준 샘플 표면 거칠기는 PMMA는 1.53nm, PET는 3.1nm, PC는 1.54nm 이었다. 식각된 샘플들의 표면 거칠기는 PMMA는 3.59~10.59 nm, PET은 5.13~11.32 nm, PC는 1.52~3.14 nm 범위였다. 광학 발광 분석기 (Optical emission spectroscopy)를 이용하여 식각 공정 중 플라즈마 발광특성을 분석한 결과, 탄소 원자 픽 (424.662 nm)과 아르곤 원자 픽 (751.465 nm, 763.510 nm)의 픽의 존재를 확인하였다. 이 때 탄소 픽은 $CF_4$ 가스에서 발생하였을 것으로 추측한다. 본 발표를 통해 펄스 직류전원 $CF_4$/Ar의 고분자 식각 결과에 대해 보고할 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.298-304
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• 2007

rf 플라즈마 소스가 장착된 분자선 에피택시 장비를 이용하여 Si(111) 기판위에 GaN 나노로드를 성장할 때, N2의 흐름양을 조절하여 나노로드의 구조 및 광학적인 특성을 조사하였다. $N_2$의 양이 1.1sccm에서 2.0sccm으로 변할 때 육각형 모양의 나노로드가 성장되었으며, 평균 직경이 80nm에서 190nm 까지 변화 하였다. 그러나 나노로드와 compact한 영역의 길이 (두께)비는 $N_2$의 양이 1.7sccm 까지는 증가하지만 그 이상에서는 변화지 않았다. PL 측정으로부터, $N_2$의 양이 적은 나노로드에서 자유 엑시톤의 피이크가 더욱 뚜렷하게 관측되었고, 모든 PL 피이크의 위치는 직경이 적을수록 나노로드의 크기 효과에 의해서 고에너지 쪽으로 이동하였다. $N_2$의 양이 1.7sccm 인 시료에서는 온도에 따른 PL의 피이크의 위치가 온도가 증가함에 따라서 "S-형"의 거동을 나타내었다.