• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.52-59
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• 2023

팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지의 Cu 재배선층 적용을 위해 Ti 확산방지층과 폴리벤즈옥사졸(polybenzoxazole, PBO) 절연층 사이의 계면 신뢰성을 평가하였다. PBO 경화 온도 및 고온/고습 시간에 따라 4점 굽힘 시험으로 정량적인 계면접착에너지를 평가하였고, 박리계면을 분석하였다. 175, 200, 및 225℃의 세 가지 PBO 경화 온도에 따른 계면접착에너지는 각각 16.63, 25.95, 16.58 J/m² 로 200℃의 경화 온도에서 가장 높은 값을 보였다. 박리표면에 대한 X-선 광전자 분광분석 결과, 200℃에서 PBO 표면의 C-O 결합의 분율이 가장 높으므로, M-O-C 결합이 Ti/PBO 계면접착 기구와 연관성이 높은 것으로 판단된다. 200℃에서 경화된 시편을 85℃/85% 상대 습도에서 500시간 동안 고온/고습 처리 하는 동안 계면접착에너지는 3 .99 J/m²까지 크게 감소하였다. 이는 고온/고습 처리동안 Ti/PBO 계면으로의 지속적인 수분 침투로 인해 계면 근처 PBO의 화학결합이 약해져서 weak boundary layer를 형성하기 때문으로 판단된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권12호
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• pp.8-13
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• 2001

$CeO_2$ 박막은 강유전체 메모리 디바이스 응용을 위한 금속-강유전체-절연체-실리콘 전계효과 트랜지스터 구조에서의 강유전체 박막과 실리콘 기판 사이의 완충층으로서 제안되어지고 있다. 본 논문에서는 $CeO_2$ 박막을 유도 결합 플라즈마를 이용하여 $Cl_2$/Ar 가스 혼합비에 따라 식각하였다. 식각 특성을 알아보기 위한 실험조건으로는 RF 전력 600 W, dc 바이어스 전압 -200 V, 반응로 압력 15 mTorr로 고정하였고 $Cl_2$($Cl_2$+Ar) 가스 혼합비를 변화시키면서 실험하였다. $Cl_2$/($Cl_2$+Ar) 가스 혼합비가 0.2일때 $CeO_2$ 박막의 식각속도는 230 ${\AA}$/min으로 가장 높았으며 또한 $YMnO_3$에 대한 $CeO_2$의 선택비는 1.83이였다. 식각된 $CeO_2$ 박막의 표면반응은 XPS와 SIMS를 통해서 분석하였다. XPS 분석 결과 $CeO_2$ 박막의 표면에 Ce와 Cl의 화학적 반응에 의해 CeCl 결합이 존재함을 확인하였고, 또한 SIMS 분석 결과로 CeCl 결합을 확인하였다. $CeO_2$ 박막의 식각은 Cl 라디칼의 화학적 반응의 도움을 받으며 Ce 원자는 Cl과 반응을 하여 CeCl과 같은 혼합물로 $CeO_2$ 박막 표면에 존재하며 이들 CeCl 혼합물은 Ar 이온들의 충격에 의해 물리적으로 식각 되어진다.

• 대한화학회지
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• 제47권4호
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• pp.315-324
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• 2003

유기용매인 클로로포름 매질에서 소수성의 합금 나노 미립자를 만드는 새로운 방법에 대해 연구하였다. 소수성 합금 나노 미립자들은 계면활성제(sodium bis(2-ethyl hexyl)-sulfosuccinate, NaAOT)를 포함한 클로로포름 용액에 금속염 즉, $HAuCl_4,\AgNO_3,\Cu(NO_3)_2$을 사용하여 합금의 조성을 조절하여 혼합한 후 sodium borohydride $(NaBH_4)$로 환원시켜 합성하였다. Au/Ag, Au/Cu 합금 나노 미립자의 조성은 1:3, 1:1, 3:1의 몰비로 변화시키면서 합성하였다. UV/Visible, TEM, XPS를 사용하여 합금 나노 미립자의 특성을 측정하였다. Au/Cu 합금 나노 미립자의 표면 공명 흡수는 순수한 금인 경우의 최대흡수 파장인 520 nm에서 순수한 구리의 표면 공명 흡수인 570 nm까지 선형적으로 변하였고, Au/Ag 합금 나노 미립자는 순수한 은의 최대흡수 파장인 405 nm에서 순수한 금의 경우인 520 nm까지 선형적으로 변하였다. 합금 나노 미립자의 Au4f, Ag3d, Cu2p 전자의 구속 에너지는 합금의 조성 비율에 따라 달라지게 된다. 합성된 합금 나노 미립자들은 매우 균일하고 장시간 안정한 분산상태를 유지하였다. 이러한 결과로부터 본 연구에서 사용한 방법은 소수성의 합금 나노 미립자를 합성하는데 매우 효과적인 방법이라고 사료된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.73-73
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• 2009

트렌지스터의 채널 길이가 줄어듦에 따라 절연층으로 쓰이는 $SiO_2$의 두께는 얇아져야 한다. 이에 따라 얇아진 절연층에서 터널링이 발생하여 누설전류가 증가하게 되어 소자의 오동작을 유발한다. 절연층에서의 터널링을 줄여주기 위해서는 High-K와 같은 유전율이 높은 물질을 이용하여 절연층의 두께를 높여주어야 한다. 최근에 각광 받고 있는 High-K의 대표적인 물질은 $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$등이 있다. $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$는 $SiO_2$보다 유전상 수는 높지만 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도와 같은 특성 면에서 $SiO_2$를 완전히 대체하기는 어려운 실정이다. 최근 연구에 따르면 기존의 High-K물질에 금속을 첨가한 금속산화물의 경우 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도의 특성이 향상되었다는 결과가 있다. 이 금속 산화물 중 $HfAlO_3$가 대표적이다. $HfAlO_3$는 유전상수 18.2, 밴드캡 에너지 6.5 eV, 재결정 온도 $900\;^{\circ}C$이고 열역학적 안전성이 개선되었다. 게이트 절연층으로 사용될 수 있는 $HfAlO_3$는 전극과 기판사이에 적층구조를 이루고 있어, 이방성 식각인 건식 식각에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 $BCl_3$/Ar 유도결합 플라즈마를 이용하여 $HfAlO_3$ 박막의 식각 특성을 알아보았다. RF Power 700 W, DC-bias -150 V, 공정압력 15 mTorr, 기판온도 $40\;^{\circ}C$를 기본 조건으로 하여, $BCl_3$/Ar 가스비율, RF Power, DC-bias 전압, 공정압력에 의한 식각율 조건과 마스크물질과의 선택비를 알아보았다. 플라즈마 분석은 Optical 이용하여 진행하였고, 식각 후 표면의 화학적 구조는 X-ray Photoelectron Spectroscoopy(XPS) 분석을 통하여 알아보았다.

• 대한치과보철학회지
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• 제38권5호
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• pp.704-723
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• 2000

This study was undertaken to evaluate the tensile bond strength of In-Ceram alumina core treat-ed by ion assisted reaction(IAR). Ion assisted reaction is a prospective surface modification technique without damage by a keV low energy ion beam irradiation in reactive gas environments or reactive ion itself. 120 In-Ceram specimens were fabricated according to manufacturer's directions and divided into six groups by surface treatment methods of In-Ceram alumina core. SD group(control group): sandblasting SL group: sandblasting + silane treatment SC group: sandblasting + Siloc treatment IAR I group: sandblasting + Ion assisted reaction with argon ion and oxygen gas IAR II group: sandblasting + Ion assisted reaction with oxygen ion and oxygen gas IAR III group: sandblasting + Ion assisted reaction with oxygen ion only For measuring of tensile bond strength, pairs of specimens within a group were bonded with Panavia 21 resin cement using special device secured that the film thickness was $80{\mu}m$. The results of tensile strength were statistically analyzed with the SPSS release version 8.0 programs. Physical change like surface roughness of In-Ceram alumina core treated by ion assistad reaction was evaluated by Contact Angle Measurement, Scanning Electron Microscopy, Atomic Force Microscopy; chemical surface change was evaluated by X-ray Photoelectron Spectroscopy. The results as follows: 1. In tensile bond strength, there were no statistically significant differences with SC group, IAR groups and SL group except control group(P<0.05). 2. Contact angle measurement showed that wettability of In-Ceram alumina core was enhanced after IAR treatment. 3. SEM and AFM showed that surface roughness of In-Ceram alumina core was not changed after IAR treatment. 4. XPS showed that IAR treatment of In-Ceram alumina core was enabled to create a new functional layer. A keV IAR treatment of In-Ceram alumina core could enhanced tensile bond strength with resin cement. In the future, this ion assisted reaction may be used effectively in various dental materials as well as in In-Ceram to promote the bond strength to natural tooth structure.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권8호
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• pp.695-700
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• 2014

본 논문에서는 수정된 증발법을 이용하여 제작된 주석(Sn) 나노입자의 녹는점 강하 특성에 대한 연구를 진행하였다. 이를 위해 대량생산이 가능한 수정된 증발법을 이용하여 10nm 급 주석 나노입자를 제조하였다. 주석 나노입자 표면의 산화 방지를 위하여 Benzyl Alcohol 을 기본유체로 사용하였으며, 제작된 주석 나노입자의 형상과 입자크기를 알아보기 위하여 투과전자현미경(TEM)을 사용하였다. 제작된 나노입자의 녹는점은 시차주사열량계(DSC)를 통해 측정하였으며, 광전자분광분석기(XPS)를 사용하여 제작된 주석 나노입자의 성분 분석을 진행 하였다. 주석 나노입자의 녹는점은 주석의 녹는점인 $232^{\circ}C$보다 44% 감소한 $129^{\circ}C$로 측정되었다. 녹는점 측정 결과는 Gibbs-Thomson 식 및 Lai 의 식과 비교하였으며, 그 결과 Lai의 식이 실험결과를 잘 예측함을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.89-96
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• 2006

최근 미세전자 소자에서 초고집적, 적층구조 추세는 선폭이 $0.25{\mu}m$ 이하까지 소형화되고 있는 실정이다. 이러한 미세화는 박막배선에서 높은 전류밀도를 초래하게 된다. 높은 전류밀도 하에서는 엘렉트로마이그레이션에 의한 결함발생이 미세전자 소자에서의 치명적인 문제점의 하나로 대두되고 있다. 본 연구는 Ag, Cu, Au, 그리고 Al 박막 등에서 엘렉트로마이그레이션 특성을 조사함으로써 박막배선 재료를 개선하기 위한 것이다. 고전기전도도를 갖고 있는 Ag, Cu, Au, 그리고 Al 박막배선에서 엘렉트로마이그레이션에 대한 저항 특성을 결함발생 시간 분석으로부터 활성화 에너지를 측정함으로써 조사하였다. 광학현미경 그리고 XPS 분석이 박막에서의 결함분석에 사용되었다. Cu 박막이 엘렉트로마이그레이션에 대해 상대적으로 높은 활성화 에너지를 보였다. 따라서 Cu 박막이 높은 전류빌도 하에서 엘렉트로마이그레이션에 대한 높은 저항성이 요구되는 차세대 미세전자 소자에서 적합한 박막배선 재료로서의 가능성을 갖는 것으로 판단된다. 보호막 처리된 Al 박막은 평균수명 증가, 엘렉트로마이그레이션에 대한 저항 특성 향상을 나타내며 이는 보호막 층과 박막배선 재료 계면에서의 유전 보호막 효과에 기인하는 것으로 사료된다.

• 한국진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.242-247
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• 1998

DC saddle-field-plasma-enhanced chemical-vapor deposition(PECVD) 장치를 이용 하여 상온에서 p-type Si(100)기판위에 hydrogenated amorphous carbon nitride [a-C:H(N)] 박막을 증착하였다. 원료가스인 $CH_4$과 $N_2$의 전체압력은 90mTorr로 고정하고 $N_2/CH_4$비를 0 에서 4까지 변화하면서 제작한 a-C:H(N)박막의 미세구조의 변화를 연구하였다. 진공조의 도달 진공도는 $1\times10^{-6}$Torr이고, 본 실험시 $N_2+CH_4$가스의 유량은 5sccm으로 고정하고 배 기량을 조절하여 진공조의 가스 압력을 90mTorr로 고정하였으며 기판에 200V의 직류 bias 전압을 인가하였다. $\alpha$-step과 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 이용한 분석결과 $N_2/CH_4$비가 0에서 0.5로 증가함에 따라 박막 두께는 4840$\AA$에서 2600$\AA$으로 급격히 감소하 였으며, 박막내의 탄소에 대한 질소함유량(N/C비)는 N2/CH4비가 4일 때 최대 0.25로 증가하 는 것을 확인하였다. 또한 XPS 스펙트럼의 fitting 결과 $N_2/CH_4$비가 증가할수록 CN결합이 증가하였다. Fourier Transformation Infrared(FT-IR) 분석결과 $N_2/CH_4$비가 증가함에 따라 박막내의 C-H결합은 감소하고, N-H, C≡N결합은 증가하였다. Optical bandgap 측정 결과 $N_2/CH_4$비가 0에서 4로 증가함에 따라 a-C:H(N)박막의 bandgap 에너지는 2.53eV에서 2.3eV 로 감소하는 것을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제8권1호
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• pp.15-27
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• 2007

폴리이미드 필름과 구리의 접착력을 향상시키기 위하여 이온빔과 실란-이미다졸 커플링제를 사용하여 폴리이미드 표면개질을 실시하였다. 실란-이미다졸 커플링제는 구리와의 배위결합을 형성하는 이미다졸 그룹과 실록산 폴리머를 형성하는 메톡시 실란 그룹을 함유한다. 폴리이미드 필름표면은 아르곤/산소 이온빔으로 일차로 처리하여 친수성을 높인 폴리이미드 필름에 커플링제 수용액에 침지하여 폴리이미드 필름 표면에 커플링제를 그라프트시켜 표면개질을 실시하였다. XPS 스펙트럼 분석결과 아르곤/산소 플라즈마 처리는 폴리이미드 표면에 하이드록시 및 카르보닐 그룹과 같은 산소 기능성기를 형성함을 알 수 있었고 폴리이미드 필름 표면에 실란-이미다졸과의 커플링반응에 의하여 표면이 개질되었음을 확인하였다. 이온빔을 사용하여 그라프트된 폴리이미드 필름과 구리와의 접착력은 처리되지 않은 폴리이미드 필름과의 접착력 보다 높은 접착력을 나타내었다. 또한 커플링제로 그라프트된 폴리이미드 필름의 접착력 보다 아르곤/산소의 양자화 이온을 이용하여 개질한 그라프트된 폴리이미드 필름의 시편이 더 높은 접착력을 나타내었다. 구리-폴리이미드 필름의 계면으로부터 박리된 층은 분석결과 완전히 서로 다른 화학적 조성을 나타내었는데 이것으로부터 박리가 접합면의 커플링제 내에서 일어나는 것보다는 폴리이미드와 커플링제의 사이에서 일어남을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.78-85
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• 2012

Poly-Monochloro-Para-Xylylene (Parylene-C)과 알루미늄 박막과의 접착력을 향상시키기 위하여 Duoplasmatron 이온원을 이용하여 발생시킨 아르곤 이온과 산소 이온을 Parylene-C 표면에 각각 조사하였다. 이온조사 시 이온에너지는 1 kV로 고정하였고 이온조사량은 $5{\times}10^{14}$에서 $1{\times}10^{17}/cm^2$까지 변화시켰다. 아르곤 이온과 산소 이온을 조사한 Parylene-C 박막의 물과의 접촉각은 초기 $78^{\circ}$에서 각각 $17^{\circ}$와 $9^{\circ}$까지 감소하였다. X선 광전자 스펙트럼을 이용하여 Parylene-C 표면에 이온빔 조사에 의하여 친수성 그룹이 형성되었음을 알 수 있었으며, 이 친수성 그룹들은 C-O 결합, C=O 결합 그리고 (C=O)-O 결합에 의한 것임을 알 수 있었다. Al 박막과 ${O_2}^+$ 이온에 의해 표면 개질된 Parylene-C 박막과의 접착력을 평가하기 위하여 cross cut tape test를 실시한 결과 접착력은 이온조사량이 증가할수록 향상됨을 알 수 있었다.