• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• v.9 no.1
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• pp.1034-1037
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• 2005

The variation of shapes and related properties of ZnO nanostructures grown on the metal pattern and Si substrate have been investigated. Ni, Cr metal patterns were formed on Si (111) substrates by e-beam evaporation, and ZnO nanostructures were fabricated on it by using thermal evaporation of Zn powder in air. Growth temperature was controlled from 500 $^{\circ}$C to 700 $^{\circ}$C. When the growth temperature was relatively low, no considerable effect was found. However, UV emission intensity decreased, and Green-emission intensity, which is regarded as originated from the defect state in the ZnO nanostructure, increased as growth temperature increase. Also, the variation of nanostructure shape at high temperature (700 $^{\circ}$C) is understood in terms of the enhanced incorporation of metal vapor during the nanostructure formation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.250-250
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• 2013

단일벽 탄소나노튜브(Single-walled nanotubes, SWNTs)는 나노스케일의 크기와 우수한 물성으로 인하여, 전자, 에너지, 바이오 분야로의 응용이 기대되고 있다. 특히 SWNTs의 직경을 제어하게 되면 튜브의 전도성 제어가 훨씬 수월하게 되어, 차세대 나노전자소자의 실현을 앞당길 수 있으며 이러한 이유로 많은 연구들이 현재 행해지고 있다. SWNTs의 직경제어 합성을 위해서는 현재 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; TCVD)이 가장 일반적으로 이용되고 있으며, 합성 촉매와 합성되는 튜브의 직경과의 크기 연관성이 알려진 후로는, 촉매의 크기를 제어하여 SWNTs의 직경을 제어하고자 하는 연구들이 활발하게 보고되고 있다. 특히, 촉매 나노입자의 직경이 1~2 nm 이하로 감소될 경우, SWNTs의 직경 분포가 어떻게 변화할 것인지가 최근 가장 중요한 관심사로 남아 있으나, 이러한 크기의 금속입자는 나노입자의 융점저하 현상이 발현되는 영역이므로, SWNTs의 합성온도 영역에서 촉매 금속입자는 반액체(Semi-liquid) 상태로 존재할 것으로 추측하고 있다. 본 연구에서는 고온의 SWNTs 합성환경에서 금속나노촉매의 유동성을 제한하기 위하여 나노사이즈의 기공이 규칙적으로 정렬된 다공성 물질인 제올라이트를 촉매담지체로 이용하였고, 이 때 다양한 합성변수가 SWNTs의 직경에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. SWNTs의 합성을 위해 실리콘 산화막 기판 위에 제올라이트를 도포한 후, 합성 촉매로서 전자빔증발법을 통하여 수 ${\AA}$에서 수 nm 두께의 철 박막을 증착하였다. 합성은 메탄을 원료가스로 하여 TCVD법으로 실시하였다. 주요변수로는 제올라이트 종류, 증착하는 철 박막의 두께, 합성온도를 설정하였으며, 이에 따라 합성된 SWNTs의 합성수율 및 직경분포의 변화를 체계적으로 살펴보았다. SWNTs의 전체적인 합성수율의 변화는 SEM 관찰결과를 이용하였으며, SWNTs의 직경은 AFM 관찰 및 Raman 스펙트럼의 분석에서 도출하였다. 실험결과, 제올라이트 종류에 따라서는 명확한 튜브직경 분포의 변화 없이 비교적 좁은 직경분포를 갖는 SWNTs가 합성되었으며, 합성온도가 $850^{\circ}C$ 이하로 감소되면 합성수율이 현저히 감소되는 것을 알 수 있었다. 촉매박막의 두께가 1 nm 이상인 경우에서는 직경 5 nm 전후의 나노입자가 형성되었으며, 이때 SWNTs의 합성수율은 높았으나 다양한 직경의 튜브가 합성이 된 것을 확인할 수 있었다. 반면, 촉매입자의 크기가 2 nm 이하에서는 합성수율은 다소 저하되었으나, SWNTs의 직경분포의 폭이 상대적으로 훨씬 좁아지는 것을 알 수 있었다. 추후, 극미세 촉매와 저온합성 환경에서의 합성수율 향상을 위한 합성공정의 개량이 지속적으로 요구된다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.4
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• pp.8-16
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• 2023

The importance of next-generation packaging technologies is being emphasized as a solution as the miniaturization of devices reaches its limits. To address the bottleneck issue, there is an increasing need for 2.5D and 3D interconnect pitches. This aims to minimize signal delays while meeting requirements such as small size, low power consumption, and a high number of I/Os. Hybrid bonding technology is gaining attention as an alternative to conventional solder bumps due to their limitations such as miniaturization constraints and reliability issues in high-temperature processes. Recently, there has been active research conducted on SiCN to address and enhance the limitations of the Cu/SiO₂ structure. This paper introduces the advantages of Cu/SiCN over the Cu/SiO₂ structure, taking into account various deposition conditions including precursor, deposition temperature, and substrate temperature. Additionally, it provides insights into the core mechanisms of SiCN, such as the role of Dangling bonds and OH groups, and the effects of plasma surface treatment, which explain the differences from SiO₂. Through this discussion, we aim to ultimately present the achievable advantages of applying the Cu/SiCN hybrid bonding structure.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.274-274
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• 2014

금속칼코게나이드 화합물중 하나인 $MoS_2$는 초저 마찰계수의 금속성 윤활제로 널리 사용되고 있으며 흑연과 비슷한 판상 구조를 지니고 있어 기계적 박리법을 통한 그래핀의 발견 이후 2차원 박막 합성법에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 최근 다양한 응용이 진행 중인 그래핀의 경우 높은 전자이동도, 기계적 강도, 유연성, 열전도도 등 뛰어난 물리적 특성을 지니고 있으나 zero-bandgap으로 인한 낮은 on/off ratio는 thin film transistor (TFT), 논리회로(logic circuit) 등 반도체 소자 응용에 한계가 있다. 하지만 $MoS_2$는 벌크상태에서 약 1.2 eV의 indirect band-gap을 지닌 반면 단일층의 경우 1.8 eV의 direct-bandgap을 나타내고 있다. 또한 단일층 $MoS_2$를 이용하여 $HfO_2/MoS_2/SiO_2$ 구조의 트랜지스터를 제작하였을 때 $200cm^2/v^{-1}s^{-1}$의 높은 mobility와 $10^8$ 이상의 on/off ratio 나타낸다는 연구가 보고되어 있어 박막형 트랜지스터 응용을 위한 신소재로 주목을 받고 있다. 한편 2차원 $MoS_2$ 박막을 합성하기 위한 대표적인 방법인 기계적 박리법의 경우 고품질의 단일층 $MoS_2$ 성장이 가능하지만 대면적 합성에 한계를 지니고 있으며 화학기상증착법(CVD)의 경우 공정 gas의 분해를 위한 높은 온도가 요구되므로 박막형 투명 트랜지스터 응용을 위한 플라스틱 기판으로의 in-situ 성장이 어렵기 때문에 이를 보완할 수 있는 $MoS_2$ 박막 합성 공정 개발이 필요하다. 특히 Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 방법은 공정 gas가 전기적 에너지로 분해되어 chamber 내부에서 cold-plasma 형태로 존 재하기 때문에 박막의 저온성장 및 대면적 합성이 가능하며 고진공을 바탕으로 합성 중 발생하는 오염 요소를 효과적으로 제어할 수 있다. 본 연구에서는PECVD를 이용하여 plasma power, 공정압력, 공정 gas의 유량 등 다양한 공정 변수를 조절함으로써 저온, 저압 조건하에서의 $MoS_2$ 박막 성장 가능성을 확인하였으며 전구체로는 Mo 금속과 $H_2S$ gas를 사용하였다. 또한 향후 flexible 소자 응용을 위한 플라스틱 기판의 녹는점을 고려하여 공정 온도는 $300^{\circ}C$ 이하로 설정하였으며 합성된 $MoS_2$ 박막의 두께 및 화학적 구성은 Raman spectroscopy를 이용하여 확인 하였다. 공정온도 $200^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$에서 성장한 $MoS_2$ 박막의 Raman peak의 경우 상대적으로 낮은 공정온도로 인하여 Mo와 H2S의 화학적 결합이 감소된 것을 관찰할 수 있었고 $300^{\circ}C$의 경우 약 $26{\sim}27cm^{-1}$의 Raman peak 간격을 통해 5~6층의 $MoS_2$ 박막이 형성 된 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.2
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• pp.303-310
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• 2008

We fabricated hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H) 140 nm thick film on a $180\;nm-SiO_2/Si$ substrate with an inductively-coupled plasma chemical vapor deposition(ICP-CVD) equipment at $250^{\circ}C$. Moreover, 30 nm-Ni film was deposited with a thermal-evaporator sequently. Then the film stack was annealed to induce silicides by a rapid thermal annealer(RTA) at $200{\sim}500^{\circ}C$ in every $50^{\circ}C$ for 30 minuets. We employed a four-point tester, high resolution X-ray diffraction(HRXRD), field emission scanning electron microscope(FE-SEM), transmission electron microscope(TEM), and scanning probe microscope(SPM) in order to examine the sheet resistance, phase transformation, in-plane microstructure, cross-sectional microstructure evolution, and surface roughness, respectively. We confirmed that nano-thick high resistive $Ni_3Si$, mid-resistive $Ni_2Si$, and low resistive NiSi phases were stable at the temperature of <300, $350{\sim}450^{\circ}C$, and >$450^{\circ}C$, respectively. Through SPM analysis, we confirmed the surface roughness of nickel silicide was below 12 nm, which implied that it was superior over employing the glass and polymer substrates.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.28 no.3
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• pp.9-15
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• 2021

Miniaturization of semiconductor devices has recently faced a physical limitation. To overcome this, 3D packaging in which semiconductor devices are vertically stacked has been actively developed. 3D packaging requires three unit processes of TSV, wafer grinding, and bonding, and among these, copper bonding is becoming very important for high performance and fine-pitch in 3D packaging. In this study, the effects of Ti nanolayer on the antioxidation of copper surface and low-temperature Cu bonding was investigated. The diffusion rate of Ti into Cu is faster than Cu into Ti in the temperature ranging from room temperature to 200℃, which shows that the titanium nanolayer can be effective for low-temperature copper bonding. The 12nm-thick titanium layer was uniformly deposited on the copper surface, and the surface roughness (R_q) was lowered from 4.1 nm to 3.2 nm. Cu bonding using Ti nanolayer was carried out at 200℃ for 1 hour, and then annealing at the same temperature and time. The average shear strength measured after bonding was 13.2 MPa.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.41 no.5
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• pp.214-219
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• 2008

Indium tin oxide (ITO) films were deposited on PET substrate by RF superimposed DC magnetron sputtering using ITO (doped with 10 wt% $SnO_2$) target. Substrate temperature was maintained below $750^{\circ}C$ without intentionally substrate heating during the deposition. The discharge voltage of DC power supply was decreased from 280 V to 100 V when superimposed RF power was increased from 0 W to 150 W. The electrical properties of the ITO films were improved with increasing of superimposed RF power. In the result of cyclic bending test, relatively high mechanical property was obtained for the ITO film deposited with RF power of 75 W under DC current of 0.75 A which could be attributed to the decrease of internal stress caused by decrease in both deposition rate and plasma impedance.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1691-1693
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• 2004

전해질 용액 중에서 내부 이온화산에 의한 드리프트 특성이 거의 없는 장기안정성과 pH 농도 감지 특성이 우수하지만 알칼리 금속 양이온 감지특성이 열악한 silicon nitride 박막의 이온 감지특성을 변화시키기위하여, 저온화학기상증착법(LPCVD)으로 제작된 silicon nitride 박막에 B 및 Cs를 이중이온주입시켰다. 이온수입이 되지 않은 silicon nitride 박막과 B 및 Cs가 이중이온주입된 박막의 전해질 용액 중 pH, pNa, pK, pRb 및 pCs 농도 감지특성을 조사하여 비교하였다. 이중이온주입된 샘플은 이온주입이 되지 않은 샘플에 비해 그 전해질 용액 중 pH 농도 감지도가 현저히 감소한 반면, 전해질 용액 중 알카리 금속이온농도 감지도는 이온주입되지 않은 샘풀에 비해 현저히 증가하는 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.315-315
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• 2016

The hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin film solar cells using n/Al or n/Ag/Al back reflector have low short circuit current (Jsc) due to high absorption coefficients of Al or work function difference between n-layer and the metal. In this article, we utilized aluminum doped zinc oxide (AZO) to raise the internal reflectance for the improvement of short current density (Jsc) in a-Si:H thin film solar cells. It was found that there was a slight increase in the reflectance in the long wavelength range at the process temperature of 125oC due to improved crystalline quality of the AZO back reflector. The optical band gap (Eg) and work function were affected by the temperature and so did the internal reflectance. The increased internal reflectance within the solar cell resulted in Jsc of 14.94 mA/cm2 and the efficiency of 8.84%. Jsc for the cell without back reflector was 12.29 mA/cm2.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.207.1-207.1
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• 2015

차세대 디스플레이 소자로서 TAOS TFT (transparent amorphous oxide semiconductor Thin Film Transistor)가 주목 받고 있다. 또한, 최근에는 값 비싼 전자 제품을 저렴하고 간단히 처분 할 수 있는 시스템으로 대신 하는 연구가 진행되고 있다. 그중, cellulose-fiber에 전기적 시스템을 포함시키는 e-paper에 대한 관심이 활발하다. cellulose fiber는 가볍고 깨지지 않으며 휘는 성질을 가지고 있다. 가격도 저렴하고 가공이 용이하여 차세대 기판의 재료로서 주목받고 있다. 하지만, cellulose-fiber 위에는 고온의 열처리공정과 고품질 박막 성장이 어려워서 TFT 제작에 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 산화물 반도체를 이용하여 TFT를 제작한 사례가 보고되고 있다. 또한, 채널 물질 뿐만 아니라 cellulose fiber에도 다른 물질을 첨가하거나 증착하여 전기적 화학적 특성을 개선시킨 사례도 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 가장 저품질의 용지로 알려진 신문지와 A4용지를 gate dielectric을 이용하여서 a-IGZO TFT를 제작하였다. 하지만, cellulose fiber로 만들어진 TFT의 경우에는 고온의 열처리가 불가능 하다. 따라서 저온에서 높을 효율은 보이는 microwave energy를 이용하여 열처리를 진행하였다. 추가적으로 저품질의 종이의 특성을 개선시키기 위해서 high-k metal-oxide solution precursor를 첨가 하여 TFT의 특성을 개선시켰다. 결과적으로 cellulose fiber에 metal-oxide solution precursor을 첨가하는 공정과 micro wave를 조사하는 방법을 사용하여 100도 이하에서 cellulose fiber를 저렴하고 우수한 성능의 TFT를 제작에 성공하였다.