• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.12-14
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• 2005

Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition(ICP-CVD)를 이용하여 공정온도 $150^{\circ}C$에서 Nanocrystalline silicon (nc-Si) 박막을 증착하였다. 실험에서 헬륨(He)가스, 수소($H_2$)가스 그리고 헬륨(He)과 수소($H_2$)의 혼합가스로 희석한 사일렌($SiH_4$)을 반응가스로 이용하였다. 이 혼합가스는 3sccm의 사일렌($SiH_4$)에 헬륨(He)과 수소($H_2$)의 주입율을 20sccm에서부터 60sccm까지 변화시켜 조건을 달리하여 사용했다. 증착한 Nc-Si 박막을 X-ray diffraction (XRD)으로 분석하여 각각의 조건에 대한 Nc-Si 박막의 속성을 연구하였다. 헬륨(He) 또는 수소($H_2$) 혼합가스의 주입율이 커지면서 <111>과 <222>의 최고점(peak)이 더 높아졌으며 결정화 되지 않고 비결정질로 남아 있는 성장층(incubation layer)이 얇아졌다. 이 결과는 nc-Si를 증착할 때 사용한 수소($H_2$) 플라즈마와 헬륨(He) 플라즈마의 효과로 설명할 수 있다. 실험을 통해 ICP-CVD로 증착한 nc-Si 박막을 박막 전계효과트랜지스터 (TFT)에서 우수한 특성의 전자수송층(active layer)으로 사용할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.296-296
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• 2010

ICRF 시스템을 이용한 방전세정인 ICWC(Ion Cyclotron Wall Cleaning)는 ITER와 DEMO 같은 초전도 자석을 이용하는 토카막에서 토카막 shot 중간에 자장을 낮추지 않고 바로 방전 세정을 할 수 있는 방법이다. 토카막에서 방전세정은 탄소나 산소 화합물과 같은 불순물을 제거하여 방사에 의한 플라즈마 냉각을 막고 토카막 초기 start-up시 진공 챔버 벽면으로부터 의도하지 않은 연료주입을 제거하는 역할을 한다. 본 연구에서는 ICWC 방전 세정 최적화를 위해 플라즈마의 불순물 제거 특성을 수소 유량의 크기와 ICRF 펄스의 duty ratio를 바꿔가면서 관찰하였다. ICRF 전력은 44.2 MHz에서 20-50 kW 가 입사되었으며 자장은 3 T에서 고정되었다. 운전압력은 $10^{-4}$ mbar 정도이다. 헬륨의 유량을 400 sccm으로 고정한 후 수소의 유량을 40 sccm에서 160 sccm까지 증가시켜가면서 제거율을 관측하였다. 그 결과 수소 유량의 증가에 따라 제거율이 증가하는 불순물과 오히려 감소하는 불순물이 있음이 관측되었다. 제거율이 증가되는 불순물 group은 charge-to-mass ratio가 26, 28, 40, 44이고 감소하는 불순물 group은 18, 20, 32 이다. 펄스의 duty ratio를 1/9(on/off) 초에서 5/5(on/off) 초로 증가시킴에 따라 제거율이 증가하는 불순물과 감소하는 불순물이 또한 나타났는데 수소 유량 실험과 그 group에 차이가 없었다. 이러한 실험결과는 수소 유량의 증가나 펄스 길이의 증가에 따라 가스의 종류에 관계없이 모두 증가하거나 감소할 것이라는 예측과는 다른 결과로서 이것에 대한 명료한 해석이 필요하다. 왜냐하면 위와 같은 운전조건에서 효율적인 불순물 제거를 위해서는 불순물 제거 운전 방법이 불순물의 종류에 따라 모두 달라져야 하기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 특성을 불순물의 dissociation 에너지 관점에서 해석을 시도하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제11권4호
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• pp.166-169
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• 2010

In this study, we changed the etch parameters (gas mixing ratio, radio frequency [RF] power, direct current [DC]-bias voltage, and process pressure) and then monitored the effect on the $HfAlO_3$ thin film etch rate and the selectivity with $SiO_2$. A maximum etch rate of 108.7 nm/min was obtained in $Cl_2$ (3 sccm)/$BCl_3$ (4 sccm)/Ar (16 sccm) plasma. The etch selectivity of $HfAlO_3$ to $SiO_2$ reached 1.11. As the RF power and the DC-bias voltage increased, the etch rate of the $HfAlO_3$ thin film increased. As the process pressure increased, the etch rate of the $HfAlO_3$ thin films increased. The chemical state of the etched surfaces was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy. According to the results, the etching of $HfAlO_3$ thin film follows the ion-assisted chemical etching.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.271-271
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• 2011

본 논문에서는 W-N 확산 방지막을 각각 다른 질소 유입 조건 (0 sccm, 0.5 sccm, 1 sccm) 하에 Si (Silicon) (100) 기판 위에 rf (radio-frequency) magnetron sputter를 이용하여 증착하였다. 증착된 박막은 800$^{\circ}C$에서 열처리하였고, 이때 각각의 W-N 확산 방지 막의 열적 안정성을 분석하였다. 기존 W-N박막의 분석은 X-ray diffraction (XRD)와 같은 분광학적 방법을 사용하여 분석하였으나, 이는 점점 미세화 되어가는 반도체 산업의 최근 동향에는 적합하지 않다. 따라서 이번 실험에서는 박막 국부적인 영역에서 nano scale의 분석이 가능한 nano indentation을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서는 열적 안정성을 분석하기 위하여 각각 열처리 온도가 다른 박막의 stress 분포를 XRD와 AFM를 이용하여 구한 격자상수로 먼저 박막 전체적인 영역을 분석하였다. 박막의 국부적인 영역은 앞서 언급하였던 nano indentation을 이용하여 stress 분포를 분석하였다. 실험 결과, 표면의 RMS roughness는 3.6에서 1.4 nm으로 변하였으며, 박막은 미열처리에서 열처리 온도의 증가 시 보다 tensile stress를 많이 받는 것으로 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제17권2호
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• pp.61-67
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• 2007

The magnetron reactive sputtering was adopted to deposit CuO buffer layers on the polyimide surfaces for increasing the adhesion strength between Cu thin films and polyimide, varying $O_2$ gas flow rate from 1 to 5 sccm. The CuO oxide was formed through all the $O_2$ gas flow rates of 1 to 5 sccm, showing the highest value at the 3 sccm $O_2$ gas flow rate. The XPS analysis revealed that the $Cu_2O$ oxide was also formed with a significant ratio during the reactive sputtering. The adhesion strength is mainly dependent on the amount of CuO in the buffer layers, which can react with C-O-C or C-N bonds on the polyimide surfaces. The adhesion strength of the multi-layered Cu/buffer layer/polyimide specimen decreased linearly as the heating temperature increased to $300^{\circ}C$, even though there showd no significant change in the chemical state at the polyimide interface. This result is attributed to the decrease in surface roughness of deposited copper oxide on the polyimide, when it is heated.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1490-1492
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• 1994

Diamond thin films were deposited on Si substrate from $CH_4-H_2-O_2$ system by MWPECVD at the condition of power of 800W, pressure of 80torr, $H_2$ flow rate of $75{\sim}81sccm$, $O_2$ flow rate of $0{\sim}3.8sccm$, $CH_4$ flow rate of $4.8{\sim}9sccm$, substrate temp, of $950{\sim}1010^{\circ}C$ and deposition time of 5hr. The deposited films were characterized by SEM, XRD and Raman spectroscopy. The growth rates of thin films and particles was measured. Good quality were synthesized at 40% of oxygen concentration which 6% of fixed metane concentration, and at 50%. Its deposition rates were $2.4{\mu}m/h$ respectively. As oxygen concentration increased, it was known that the broad peak of $1350 cm^{-1}$ was shifted to $1332cm^{-1}$ due to etching of carbon component.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.41-46
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• 2009

The low dielectric SiOCH films were deposited on p-type Si(100) substrates through the dissociation of BTMSM $(((CH_3)_3Si)_2CH_2)$ precursors with oxygen gas by using PECVD method. BTMSM precursor was introduced with the flow rates from 42 to 60 sccm by 2 sccm step into reaction chamber but with the constant flow rate of 60 sccm $O_2$. SiOCH thin films were annealed at $450^{\circ}C$ for 30 minutes. The electrical property of SiOCH thin films was studied by MIS, Al/SiOCH/p-Si(100), structure. Annealed samples showed large reduction of the maximum capacitance yielding low dielectric constant owing to reductions of surface charge density. After exposure at room temperature and atmospheric pressure, dielectric constant of SiOCH films was totally increased. However, annealed SiOCH thin films were more stable than as-deposited SiOCH thin films for natural oxidation.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제9권3호
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• pp.101-104
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• 2008

The electrical properties and microstructure of nitrogen-doped poly 3C-SiC films were studied according to different thickness. Poly 3C-SiC films were deposited by LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) at $900^{\circ}C$ and 4 Torr using $SiH_2Cl_2$ (100 %, 35 sccm) and $C_2H_2$ (5 % in $H_2$, 180 sccm) as the Si and C precursors, and $NH_3$ (5 % in $H_2$, 64 sccm) as the dopant source gas. The resistivity of the 3C-SiC films with $1,530{\AA}$ of thickness was $32.7{\Omega}-cm$ and decreased to $0.0129{\Omega}-cm$ at $16,963{\AA}$. In XRD spectra, 3C-SiC is so highly oriented along the (1 1 1) plane at $2{\theta}=35.7^{\circ}$ that other peaks corresponding to SiC orientations are not presented. The measurement of resistance variations according to different thickness were carried out in the $25^{\circ}C$ to $350^{\circ}C$ temperature range. While the size of resistance variation decreases with increasing the films thickness, the linearity of resistance variation improved.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.43-44
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• 2008

PECVD 방식에 의거 low-k 유전상수를 갖는 층간 절연막 (ILD)를 제작하였다. 전구체 BTMSM 액체를 기화하여 16sccm 에서부터 1 sccm씩 증가하면서 25sccm 까지 p-Si[100] 기판위에 유량비를 조절하였으며 60 sccm으로 일정산소 $O_2$ 가스를 반응 챔버에 도달하도록 하였다. 제작된 시편의 구성성분은 FTIR의 흡수선으로 확인하였고, 알루미늄 전극을 구현한 MIS (Al/SiOCH/p-si(100)) 구조의 커패시터를 가지고 정전용량-전압 (C-V) 특성을 측정하여 유전상수를 계산하였다. BTMSM/$O_2$에 의한 층간절연막의 k ~ 2 근방의 저유전상수는 유량비에 민감하게 의존되고 열처리에 의하여 $CH_3$의 소멸 및 Si-O-Si(C) 성장하는 효과에 의하여 더 낮아짐을 확인할 수 있었다. 또한 상온 및 대기압에서 공기 중에 노출시켜 자연 산화과정을 겪은 시편들의 유전상수는 전체적으로 증가하였지만, 열처리한 박막이 상대적으로 안정화된 것을 확인하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제18권3호
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• pp.7-11
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• 2019

We have investigated the effect of the hydrogen flow rate on the characteristics of IZO thin films for the TCO (transparent conducting oxide). For this purpose, IZO thin films are deposited by RF magnetron sputtering at 300℃ with various H₂ flow rate. To investigate the influences of the ambient gases, the flow rate of hydrogen in argon was varied from 0.1 sccm to 1 sccm. The IZO thin films deposited at 300℃ show crystalline structure having an (222) preferential orientation. The electrical resistivity of the crystalline-IZO films deposited at 300℃ and hydrogen gas of 0.8sccm was 3.192×10^-4Ω cm, the lowest value. As the hydrogen gas flow rate increased, the resistivity tended to decrease. The XPS profiles showed that the number of oxygen vacancy decreased as the hydrogen flow rate increased. The transmittance of the IZO films deposited at 300℃ were showed more than 80%.