• 한국재료학회지
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• 제6권5호
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• pp.524-531
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• 1996

차세대 소자고립구조로서 연구되고 있는 trench isolation 공정 등에는 실리콘 식각이 요구되며 실리콘 식각 공정중에는 반응성 이온에 의해 격자결함이 발생할 수 있다. 이와같이 생성된 결함은 소자의 전기적 성질을 열화시키므로 열처리를 통하여 제거하여야만 한다. 따라서 본 연구에서는 Ar,Ar/H2 플라즈마로 격자결함을 인위적으로 발생시켜 20$0^{\circ}C$-110$0^{\circ}C$ 질소분위기에서 30분간 열처리에 따른 생성된 격자결함의 소거거동을 관찰하였다. 실리콘 표면에 Schottky 다이오드를 제작하여 I-V, C-V 특성을 측정하므로써 잔류하는 전기적인 손상의 정도를 평가하였다. Ar으로 식각한 경우에는 110$0^{\circ}C$ 30분간 열처리한 결과 모든 격자결함이 제거되나 Ar/H2로 식각한 경우에는 격자결함이 완전히 제거되지 않고 (111)적층결함이 남아있었다.

• 한국재료학회지
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• 제6권11호
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• pp.1127-1135
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• 1996

반도체 소자가 고집적화 됨에 따라 단위공정의 수가 증가하게 되었고 동시에 실리콘 기판의 오염에 대한 문제가 증가하였다. 실리콘 기판의 주 오염물로는 유기물, 파티클, 금속분순물 등이 있으며 특히, Cu와 Fe과 같은 금속불순물은 이온주입 공정, reactive ion etching, photoresist ashing과 같은 실 공정 중에 1011-1013atoms/㎤정도로 오염이 되고 있다. 그러나 금속불순물 중 Cu와 같은 전기음성도가 실리콘 보다 큰 오염물질은 일반적인 습석세정방법으로는 제거하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 Cu와 Fe과 같은 금속불순물을 제거할 목적을 건식과 습식 세정방법을 혼합한 UV/ozone과 HF세정을 제안하여 실시하였다. CuCI2와 FeCI2 표준용액으로 실리콘 기판을 인위적 오염한 후 split 1(HF-only), split 2 (UV/ozone+HF), split 3 (UV/ozone + HF 2번 반복), split 4(UV/ozone-HF 3번 반복)를 실시하였고 TXRF(Total Reflection X-Ray Fluorescence)와 AFM(Atomic Force Microscope)으로 금속불순물 제거량과 표면거칠기를 각각 측정하였다. 또한 contact angle 측정으로 세정에 따른 표면상태도 측정하였다. TXRF 측정결과 split 4가 가장 적은 양의 금속불순물 잔류량을 보였으며 AFM 분석을 통한 표면거칠기도 가장 작은 RMS 값을 나타내었다. Contact angle 측정 결과 UV/ozone 처리는 친수성 표면을 형성하였고 HF처리는 소수성 표면을 형성하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.118-123
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• 2017

다양한 산업에 사용되고 있는 금속급 실리콘(MG-Si, Metallurgical grade silicon)을 제조하기 위해 실리콘 원료 내 가장 많이 함유하고 있는 불순물인 알루미늄(Al) 및 철(Fe)을 제거하고자 산(Acid) 침출 실험을 수행하였다. 5가지 종류의 산(HCl, HF, H2SO4, HNO3, H3PO4)을 1, 2, 4, 6M로 조제하여 실리콘 원료에 반응시킨 결과, 1M 농도의 HF가 가장 우수한 Al 및 Fe 제거율을 나타내었으며 각각 97.9%와 95.2로 나타났다. 그러나 HF는 실리콘 부식 특성으로 인해 18% 가량의 수율 감소가 발생하였으며 이러한 수율감소를 최소화하기 위해 두 번째로 제거율이 우수하게 나타난 2M HCl과 혼합하여 실리콘 원료에 적용하였다. 혼합용액의 최적조건을 선정하기 위해 실험을 수행하여 $80^{\circ}C$, 2시간의 침출 최적조건으로 결정되었으며 이 혼합용액의 적용 결과 Al 및 Fe 잔류농도가 각각 141 ppmw 및 93ppmw로 나타나 3N급의 순도를 갖는 금속급 실리콘을 제조하기에 매우 용이한 것으로 확인되었다.

• 한국재료학회지
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• 제2권1호
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• pp.35-42
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• 1992

실릴콘 산화막을 $CHF_3/C_2F_6$ 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상충의 열적 거동을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기 (SIMS)를 사용, 연구하였다. 저항가열을 통한 in-situ 분석에 의해 폴리머 잔류막은 $200^{\circ}C$부터 분해가 시작되고 $400^{\circ}C$ 이상의 가열에서는 graphite 형태의 탄소 결합체를 형성하며 분해됨을 알았다. 질소 분위기하의 급속 열처리를 통해 잔류막의 열분해는 $800^{\circ}C$ 이상에서 완료되고 손상층을 형성하는 침투 불순원소의 기판 외부로의 확산이 관찰되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권6호
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• pp.145-154
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• 2002

CMP (Chemical mechanical polishing) process was used to control the fine grinding process induced mechanical damage of Cz Silicon wafer. Characterization of mechanical damage was carried out using Nomarski microscope, magic mirror and also using angle lapping and lifetime scanner evaluation after heat treatment. Magic mirror and lifetime scanner were very useful for the residual damage pattern characterization and CMP process was effective on the reduction of fine grinding induced mechanical damage.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.77-77
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• 2003

디스플레이 소재나 자동차 글레이징 소재에 있어서 경량화나 충격성을 향상시키기 위하여 플라스틱소재를 기재로 응용하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 폴리카보네이트(PC) 고분자 필름의 내마모성, Haze 성, 내수증기 차단성 등을 향상시키기 위하여 유기실리콘 전구체인 HMDSO 모노머와 산소를 사용하여 플라즈마 도움화학증착(PECVD) 하였다. RF출력과 HMDSO 투입량, 산소투입량을 변화시키면서 각 증착조건에 따른 생성된 필름의 화학결합구조와 표면조도, 헤이즈 특성에 미치는 영향을 FTIR-ATR, AFM, Hazemeter를 이용하여 알아보았다. HMDSO와 산소를 사용한 박막의 증착은 100 nm/min이상의 높은 증착속도를 가졌고, 증착실험에서 얻은 증착필름의 원소조성을 XPS를 이용하여 구한 결과, 종전의 다른 유기실리콘계 모노머를 사용했을 때보다 효과적으로 박막에 존재하는 탄소잔류물을 감소시키는 것을 확인하였으며, FTIR-ATR결과로 부터 플라스틱 기재의 차이로 인한 생성박막의 결합구조가 다름을 알 수 있었다. 본 연구로부터 HMDSO/02 시스템이 탄소함량이 낮은 박막을 형성시키고 내마모도가 좋은 박막을 증착시키는데 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권11호
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• pp.43-49
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• 2013

실리콘 태양전지 제조에 기판으로 사용되는 156 mm 실리콘 웨이퍼의 제작 공정에 적용하기 위한 오존수 세정 메커니즘에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 생산 공정에 있어서 제품 불량 및 성능 저하를 유발하는 웨이퍼 표면 오염원을 분석하였으며, 이를 제거하기 위한 오존 세정공정에 대하여 실험하였다. 이 기술을 적용한 결과 미세입자는 94% 이상 제거 되었으며, 잔류 유기물도 45% 이상 더 제거되는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.825-830
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• 1998

자화된 유도결합형 C4F8 플라즈마로 SiO2를 건식식각시 실리콘 표면에 발생하는 손상과 오염에 대하여 연구하였다. 오염의 분석을 위해서 XPS, SIMS, TEM을 사용하였으며, 손상정도를 측정하기 위해서 HRTEM과 Schottky-diode 구성을 통한 I-V특성 측정을 사용하였다. 유도 결합형 C4F8 플라스마에 0에서 18Gauss까지의 자장이 가해짐에 따라서 실리콘 표면에 생기는 잔류막의 두께가 SiO2식각속도와 선택비의 증가와 함께 증가하였으며, XPS를 통하여 그 조성이 fluorine-rich에서 carbon-rich 한 상태로 변화함을 알 수 있었다. 자장을 가하지 않는 상태에서는 표면에서 $40\AA$부근까지 고밀도의 손상층이 관찰되었으나, 자장을 가함에 따라서 노출된 손상층의 깊이는 깊어지나 그 밀도는 줄어들음을 HRTEM을 통하여 관찰 할 수 있었다. Schottky-diode를 통한 I-V특성곡선의 분석으로 자장이 증가함에 따라서 전기적인 손상이 감소함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.286-286
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• 2011

현재의 NEDO (New Energy and industrial technology Development Organization) style Si 정련은 두 단계로 구분되어 있다. 고출력 집속 전자빔을 이용한 금속 실리콘의 1차 용융과 대기압 근처의 플라즈마 아크 용해를 이용해서 B, P를 약간의 반응성 가스를 첨가 하여 제거하는 방법이다. 그러나 저가형 실리콘을 생산하려는 취지와 달리 두 가지의 고가 장비가 필요하다. E-beam melting 장치에서도 반응성이 높은 라디칼을 생성할 수 있다면 하나의 장비에서 두 가지의 정련 작업을 진행시킬 수 있다. 본 연구에서는 고진공에서(< 10-4 Torr) 동작하는 E-beam의 성능에 전혀 영향을 주지 않으면서 플라즈마를 용이하게 생성 시킬 수 있는 방법을 개발하고 이를 적용하여 실제 금속 순도 실리콘 내에 존재하는 B, P가 제거되는지 확인하는 것을 연구 내용으로 한다. 본 연구는 MG (Metal Grade) - Si 을 플라즈마 보조 전자빔 정련을 이용하여 정련한 Si 의 불순물 함량의 개선 효과를 조사하는 것이다. MG-Si 의 정련 방법 중에서 고출력 집속 전자빔을 이용하여 휘발성 오염물질을 제거 후, 플라즈마 아크 용해를 이용해서 B 를 제거하는 방법을 접목시켰다. MG-Si 에 DC power 와 전자빔을 집속시켜서 정련을 하면 챔버 내의 잔류 수증기가 플라즈마에 의해 분해되어 O를 생성하고, B와 반응을 하여 BO 형태로 제거가 된다. 방전 전압 700 V 와 전자빔 가속 전압이 4.5 kV, 방출 전류는 11 A, 진공 챔버 내의 압력은 $7.2{\times}10^{-4}$ Torr에서 정련을 진행하여 B를 제거했다.

• 센서학회지
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• 제7권1호
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• pp.73-82
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• 1998

실리콘 표면 미세가공에 있어서, 새로 개발된 HF 기상식각 공정은 미소구조체들을 띄우는데 매우 효과적임을 입증하였다. 무수 불화수소와 메탄올을 이용한 기상식각 시스템에 대한 기능 및 특성을 기술하였고, 실리콘 미세구조체룰 띄우기 위한 회생층 산화막들의 선택적 식각특성이 고찰되었다. 구조체층으로는 인이 주입된 다결정실리콘이나 SOI 기판의 단결정실리콘을 사용하였다. 회생층으로는 TEOS 산화막, 열산화막, 저온산화막을 사용하였다. 기존 습식식각과 비교해 볼 때, 공정에 기인된 고착현강이나 잔류물질이 없는 미세구조체를 성공적으로 제작하였다.