• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.24 no.6
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• pp.268-273
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• 2014

$Y_2O_3$ ceramic specimens were fabricated from the granular powder, obtained by spray drying process from the slurry. The slurry was prepared by mixing PVA binder, NaOH for Ph control, PEG and $Y_2O_3$ powder. The $Y_2O_3$ specimen was shaped in size of ${\phi}14mm$ and then sintered at $1650^{\circ}C$. The characteristics, microstructure, densities and plasma resistance of the $Y_2O_3$ specimens were investigated with the function of forming pressure and sintering time. $Y_2O_3$ specimens were exposed under the $CHF_3/O_2/Ar$ plasma, the dry etching treatment of specimens was carried out by the physical reaction etching of $Ar^+$ ion beam and the chemical reaction etching of $F^-$ ion decomposed from $CHF_3$. With increasing sintering time, $Y_2O_3$ specimens showed relatively high density and strong resistance in plasma etching test.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.156-156
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• 2013

대기압 저온 플라즈마는 간단한 구조 및 제작, 쉬운 조작성, 낮은 온도 특성, 높은 화학적 반응성과 같은 많은 장점에도 불구하고, 플라즈마의 에너지가 낮아 다양한 산업적 응용에 제약을 받아왔다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 대기압에서 저온 플라즈마의 에너지를 높이는 여러 시도가 있었으며, 그 중 가까이 인접해 있는 둘 이상의 플라즈마 젯들의 결합 현상(plasma jet-to-jet coupling)을 이용하여 플라즈마 강도를 높이려는 시도가 보고되었다. 본 연구에서는 플라즈마를 발생시키는 유리관을 서로 모아 벌집모양의 배열을 갖는 플라즈마 젯 어레이 장치를 만들어 플라즈마 젯 사이에 상호결합을 유도하여 강한 플라즈마 발광을 발생시켰다. 플라즈마 젯 어레이 장치 중 가운데 위치한 플라즈마 젯은 대기압 플라즈마 젯의 형태를 구현하는 역할을 하고, 가운데를 둘러싼 주변의 여러 플라즈마 젯들은 중앙의 플라즈마 젯에 많은 하전입자를 제공하여 플라즈마 젯의 발광강도를 높이는 역할을 하는 것을 확인했다. 헬륨기체를 사용한 이 플라즈마 젯은 $100^{\circ}C$ 이하의 온도임에도 불구하고 ITO 유리의 유리면을 식각할 만큼 높은 에너지를 가졌다. 이러한 대기압 저온플라즈마 장치에서 플라즈마의 강도를 더 높이기 위해서는 플라즈마 젯 간 결합이 더 많이 일어나는 것이 중요하므로, 이를 위해 주변의 플라즈마 젯의 개수를 높이는 시도를 하였다. 플라즈마 젯 어레이 소자의 중심에 위치한 유리관의 크기를 크게 하고, 주변부의 유리관의 크기를 상대적으로 작게 하여 벌집형태의 배열보다 더 많은 유리관을 주변부에 위치시킨 후 플라즈마를 발생시키고 전기 광학적 특성을 측정하였다. 그 결과, 실험조건에 따라 가운데 플라즈마 젯에서 3배에서 5배 이상 높은 플라즈마의 발광강도를 얻었으며, 플라즈마 젯도 더 안정적으로 발생하였다. 주변부의 유리관의 개수가 증가하면 더 많은 양의 하전 입자들이 플라즈마 결합 과정에 참여하게 되고 결과적으로 더 큰 플라즈마의 발광강도를 나타내는 것이다. 본 실험은 하전입자의 상호작용에 의해 발생하는 서로 인접한 플라즈마 젯 간의 결합이 대기압 저온 플라즈마 젯의 플라즈마 발광강도를 높이는 좋은 방법임을 보였다. 이러한 플라즈마 젯 간의 결합은 대기압 저온 플라즈마의 에너지를 높일 수 있는 쉽고 간단한 방법이며, 이 방법을 이용하여 대기압 저온 플라즈마를 표면처리, 표면개질은 물론, 식각 및 증착, 나아가서는 의료/바이오 분석 기술 등 다양한 학문적, 산업적 응용에도 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.118-118
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• 1999

CVD방법에 의한 TiN 박막 형성에 있어서 ICP-CVD 방법이 대두되고 있다. 이것은 precursor에 대한 radical 형성, 식각된 패턴에서 양 벽의 self-shadowing 효과, 낮은 tress등으로 dense 한 박막을 얻을 수 있기 때문이다. TiN 박막은 Si 기판의 온도를 상온에서 50$0^{\circ}C$까지 유지하면서 TEMAT의 유량을 5-20sccm으로 변화시키면서 증착하였다. 증착 후 TiN 박막의 결정화에 따른 열처리는 Ar과 N2-가스분위기에서 in-situ로 증착하였다. 증착 후 TiN 박막증착 조건수립에 따른 플라즈마 특성진단은 전자의 온도와 밀도, 평균 전자밀도, 이온 에너지 분포, radical 분포, negative 이온분포 등으로 측정하였다. 플라즈마 변수에 따른 TiN 박막의 결정성과 상 변화는 XRD로 분석하였고, 조성비 및 TiN 박막의 원소화학적 상태, 결합에너지, 각 상에 따른 결합 에너지 천이정도, 초기 형성과정 및 반응기구 등은 RBS와 XPS로 조사하였다. TiN 박막의 표면상태, morphology 거칠기, TiN/Si(100)구조에서 계면상태 등은 SEM, AFM, 그리고 HRTEM으로 분석하였다. TiN 구조 박막의 비저항, carrier concentration 그리고 mobility 측정은 박막의 표면이 균일하고 bls-홀이 없는 것으로 하여 4-point probe 방법으로 측정하였다. 이들 분석으로부터 ICP-CVD 방법에 의하여 형성된 TiN 박막이 초고집적 반도체 소자의 contact barrier layer로서의 적용 가능성을 평가하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.21 no.2
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• pp.89-94
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• 2011

In this work, fabrication and electrochemical analysis of an individual multi-walled carbon nanotube (MWNT) electrode are carried out to confirm the applicability of electrochemical sensing. The reactive ion etching (RIE) process is performed to obtain sensitive MWNT electrodes. In order to characterize the electrochemical properties, an individual MWNT is cut by RIE under oxygen atmosphere into two segments with a small gap: one segment is applied to the working electrode and the other is used as a counter electrode. Electrical contacts are provided by nanolithography to the two MWNT electrodes. Dopamine is specially selected as an analytical molecule for electrochemical detection using the MWNT electrode. Using a quasi-Ag/AgCl reference electrode, which was fabricated by us, the nanoelectrodes are subjected to cyclic voltammetry inside a $2{\mu}L$ droplet of dopamine solution. In the experiment, RIE power is found to be a more effective parameter to cut an individual MWNT and to generate "broken" open state, which shows good electrochemical performance, at the end of the MWNT segments. It is found that the pico-molar level concentration of analytical molecules can be determined by an MWNT electrode. We believe that the MWNT electrode fabricated and treated by RIE has the potential for use in high-sensitivity electrochemical measurement and that the proposed scheme can contribute to device miniaturization.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.2
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• pp.230-234
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• 2011

In this work, the primary material for a single layered hardmask which can afford a spin-on process was prepared by the minture of organic and inorganic sources. The preparation of hybrid polymer was attempted by esterification from silanol terminated siloxane compounds and acetonide-2,2-bis(methoxy)propionic acid. The optical, thermal and morphological properties of the test hardmask film was examined in terms of cross-linking agent and additives. In addition, the etch rate of hardmask film and photo resist layer were compared. The hybrid polymer prepared from organic and inorganic materials was found to be useful for hardmask film to form the nano-patterns.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.9 no.7
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• pp.990-997
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• 1998

In this work, the $SiO_2$ films on the silicon substrate with different orientations were first prepared by the low temperature process using the ECR plasma diffusion as a function of microwave power and oxidation time. Before and after thermal treatment, the surface morphology, Si/O ratio from physicochemical properties, and the electrical properties of the oxide films were also investigated. The oxidation rate increased with microwave power, while surface morphology showed the nonuniform due to etching. The film quality, therefore, was lowered with increasing the defect by etching and the content of positive oxide ions in the oxide films from bulk by higher self-DC bias. The content of positive oxide ions in the oxide films with different Si orientations showed Si(100) < Si(111) < poly Si. The defects in $Si/SiO_2$ interface of $SiO_2$ film could be decreased by annealing, while $Q_{it}$ and $Q_f$ were independent of thermal treatment and the dependent on concentration of reactive oxide ions and self-DC bias of substrate. At microwave power of 300, and 400 W, the high quality $SiO_2$ film that had lower surface roughness and defect in $Si/SiO_2$ interface was obtained. The value of interface trap density, then, was ${\sim}9{\times}10^{10}cm^{-2}eV^{-1}$.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.2
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• pp.114-120
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• 2010

Conventional surface texturing in crystalline silicon solar cell have been use wet texturing by Alkali or Acid solution. But conventional wet texturing has the serious issue of wafer breakage by large consumption of wafer in wet solution and can not obtain the reflectance below 10% in multi crystalline silicon. Therefore it is focusing on RIE texturing, one method of dry etching. We developed large scale plasma RIE (Reactive Ion Etching) equipment which can accommodate 144 wafers (125 mm) in tray in order to provide surface texturing on the silicon wafer surface. Reflectance was controllable from 3% to 20% in crystalline silicon depending on the texture shape and height. We have achieved excellent reflectance below 4% on the weighted average (300~1,100 nm) in multi crystalline silicon using plasma texturing with gas mixture ratio such as $SF_6$, $Cl_2$, and $O_2$. The texture shape and height on the silicon wafer surface have an effect on gas chemistry, etching time, RF frequency, and so on. Excellent conversion efficiency of 16.1% is obtained in multi crystalline silicon by RIE process. In order to know the influence of RF frequency with 2 MHz and 13.56 MHz, texturing shape and conversion efficiency are compared and discussed mutually using RIE technology.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.14 no.2 s.43
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• pp.17-21
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• 2007

Dense and periodic arrays of holes and Si nano dots were fabricated on silicon substrate. The nanopatterned holes were approximately $15{\sim}40nm$ wide, 40 nm deep and $40{\sim}80\;nm$ apart. To obtain nano-size patterns, self?assembling diblock copolymer were used to produce layer of hexagonaly ordered parallel cylinders of polymethylmethacrylate (PMMA) in polystyrene(PS) matrix. The PMMA cylinders were degraded and removed with acetic acid rinse to produce a PS. $100\;{\AA}-thick$ Au thin film was deposited by using e-beam evaporator. PS template was removed by lift-off process. Arrays of Au nano dots were transferred by using Fluorine-based reactive ion etching(RE). Au nano dots were removed by sulfuric acid. Si nano dots size and height were $30{\sim}70\;nm$ and $10{\sim}20\;nm$ respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.152-152
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• 1999

1Gb급 이상 기억소자의 캐패시터 재료로 주목받고 있는 (Ba,Sr)TiO3 [BST] 박막의 전극재료로는 Pt, Ru, Ir과 같은 금속전극과 RuO2, IrO2와 산화물 전도체가 유망한 것으로 알려져 있다. 그런데, DRAM의 집적도가 증가하게 되면, BST같은 고유전율 박막을 유전재료로 사용한다 하더라도, 3차원적인 구조가 불가피하게 때문에 기존의 sputtering 방법으로는 우수한 단차피복성을 얻기 힘들므로, MOCVD법이 필수적이다. 본 연구에서는 기존에 연구되었던 Pt에 비해 식각특성이 우수하고, 비교적 낮은 비저항을 갖는 Ru 박막증착에 대한 연구를 행하였다. 본 연구에서는 수직형의 반응기와 저항 가열 방식의 susceptor로 구성된 저압 유기금속 화학증착기를 사용하여 최대 6inch 직경을 갖는 기판 위에 Ru박막을 증착하였다. Precursor로는 기존에 연구된 적이 없는 bis-(ethyo-$\pi$-cyclopentadienyl)Ru (Ru(C5H4C2H5)2, [Ru(EtCp)2])를 사용하였으며, bubbler의 온도는 85$^{\circ}C$로 하였다. Si, SiO2/Si를 사용하였으며, 증착온도 25$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$, 증착압력 3Torr의 조건에서 Ru 박막을 증착하였다. Presursor를 운반하는 수송기체로는 Ar을 사용하였으며, carbon과 같은 불순물의 제거를 위해 O2를 첨가하였다. 증착된 박막은 XRD, SEM, 4-point probe등을 통해 구조적, 전기적 특성을 평가하였으며, 열역학 계산을 위해서는 SOLGASMIX-PV프로그램을 사용하였다. Ru 박막의 증착에 있어서 산소의 첨가는 필수적이었으며, Ru 박막의 증착속도는 30$0^{\circ}C$~40$0^{\circ}C$의 온도 영역에서 200$\AA$/min으로 일정하였으며, 첨가된 산소의 양이 적을수록 더 치밀하고 평탄한 표면형상을 보였으며, 또한 더 낮은 전기 전도도를 보였다. 그리고 증착된 박막은 12~15$\mu$$\Omega$cm 정도의 낮은 비저항 값을 나타냈으며 이것은 기존의 sputtering 법에 의해 증착된 Ru 박막의 비저항 값들과 비교될만하다. 한편, 높은 온도, 높은 산소분압 조건에서 RuO2의 형성을 관찰하였으며, 이것은 열역학적인 계산을 통해서 잘 설명할 수 있었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.3
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• pp.31-36
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• 2018

This research scrutinizes the reason of failure after pressure cooker test (PCT) for DRAM device. We use the physical inspecting tools, such as microscope, SEM and TEM, and finally find the discolor phenomenon, corrosion of Al and delamination of inter-metal dielectric (IMD) in the failed devices after PCT. Furthermore, we discover the abnormal $Al_XO_Y$ layer on Al through the careful additional measurements. To find the reason, we evaluate the effect of package ball size and pinhole in passivation layer. Unfortunately, those aren't related to the problems. We also estimate halide effect of Al. The halogens such like Cl are contained within EMC material. Those result in the slight improving of PCT characteristics but do not perfectly solve the problems. We make a hypothesis of Galvanic corrosion. We can find the residue of Ti at the edge of pad open area. We can see the improving the PCT characteristics by the time split of repair etch. The possible mechanism of the PCT failure can be deduced as such following sequence of reactions. The remained Ti reacts on the pad Al by Galvanic corrosion. The ionized Al is easily react with the $H_2O$ supplied under PCT environment, and finally transfers to the abnormal $Al_XO_Y$ layer.