• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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• pp.724-726
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• 2007

We have developed the synthesis method to reduce the surface oxide layer in Cu nanoparticle, which is based on controlling the molecular weight of capping polymer. In addition, we demonstrated how the variation of oxide layer thickness influences the resistivity of conductive Cu film.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제1권3호
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• pp.23-28
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• 2000

A block-oxide layer was formed on the surface of Cu-based leadframe by chamical oxidation method in order to enhance the adhesion strength between Cu-based leadframe and epoxy molding compound (EMC) Using sandwiched double cantilever beam (SDCB) specimens, the adesion strength was measured in terms of interfacial fracture toughness, G$\sub$IC//Results showed that the black-oxide layer was composed of two kinds of layers: pebble-like Cu$_2$O layer and acicular CuO layer, At the initial stage of oxidation the Cu$_2$O layer was preferentially formed and thickened up to around 200 nm whithin 1 minute of the oxidation time. Then the CuO layer started to from atop of the Cu$_2$O layer and thickened up to around 1300 nm until 20 minutes. As soon as the CuO layer formed, the thickness of Cu$_2$O layer began to reduce and finally reached to around 150 nm. The pre-cleaned and the Cu$_2$O coated leadframes showed almost no adhesion of EMC, however, as the CuO precipitates appeared and became continuous, G$\sub$IC/ increased up to around 80 J/㎡. Further oxidation raised G$\sub$IC/ up. to around 100 J/㎡.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.256-256
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• 2012

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance delay와 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 $SiO_2$와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 $SiO_2$ 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 $SiO_2$와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장했다. 이는 V의 oxide formation energy가 Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, $V^{+5}$이온 반경이 $Mn^{+2}$이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2001년도 연료전지심포지움 2001논문집
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• pp.161-166
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• 2001

• 한국세라믹학회지
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• 제41권3호
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• pp.183-189
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• 2004

음극전착법을 이용하여 전도성유리(ITO-glass)위에 Cu$_2$O 막을 제조하였다. Cu$_2$O 막의 특성을 향상시키기 위하여 전착방법, 시간, 전압, 전착 후 열처리 조건을 변화시켰다. 전착 후 열처리를 통해 얻어진 전극에 100mW/$ extrm{cm}^2$의 백색광을 조사하여 광전류밀도를 측정하고 XRD, SEM, UV-visible spectrophotometer를 통해 제조 조건변화에 따른 특성변화를 관찰하였다. 그리고 100mW/$\textrm{cm}^2$의 백색광하에서 bias 전압이 0V인 조건에서 전극의 안정성을 측정하였다 인가전압 -0.7V, 인가시간 300초 전착 조건에서 얻어진 막을 30$0^{\circ}C$에서 1시간 열처리하여 순수한 Cu$_2$O 막을 제조하였으며, 이 전극을 이용 광전류밀도를 측정한 결과 1048 $\mu$A/$\textrm{cm}^2$가 측정되었다. 또한 chemical deposition을 이용 TiO$_2$ 박막을 Cu$_2$O 막 위에 코팅하여 전극의 안정성을 향상시켰다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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• pp.137-140
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• 2003

Cu+ ions drift diffusion in different dielectric materials is evaluated. The diffusion is investigated by measuring shift in the flatband voltage of capacitance/voltage measurements on Cu gate capacitors after bias temperature stressing. At a field of 1.lMV/cm and temperature $200^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$ for 1H, 2H, 5H. The Cu+ ions drift rate of polyimide$(2.8{\leq}k{\leq}3.2)$ is considerably lower than thermal oxide. Also Cu+ drift rate of polyimide is similar to PECVD oxide. But, polyimide film is even more resistant to Cu drift diffusion and thermal effect than Thermal oxide, PECVD oxide: This results got a comparative reference. The important conclusion is that polyimide film is strongly dielectric material by thermal effect and Cu drift diffusion.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.201-207
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• 2004

Redox characteristics of metal oxide for hydrogen production by thermochemical water-splitting were investigated. $CuFe_2O_4$ as a redox pair that had a different molar ratio of Cu and Fe were prepared by co-precipitation method. Hydrogen production consisted of water-splitting step and thermal reduction step was performed below 1200K. Redox characteristics of Cu-ferrites were studied using the thermal gravimetric analysis technique. Also, structure change of Cu-ferrite during thermal reduction was investigated using the high temperature controlled XRD. In results, oxygen release of Cu-ferrite during the thermal reduction was initiated at oxygen site combined with Cu. Consequently, oxygen release amount of Cu-ferrite was increased with increase of Cu molar ratio of Cu-ferrite. It was found that thermal reduction of Cu-ferrite was begun at $875^\circ{C}$. It was confirmed that structure of Cu-ferrite was changed to metal and cation excess metal oxide during the thermal reduction step.

• 한국재료학회지
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• 제12권8호
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• pp.656-660
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• 2002

It was investigated that $Al_2$$O_3$/Cu nanocomposite powder could be optimally prepared by dispersion and reduction of Cu oxide, and suitably consolidated by employing pulse electric current sintering (PECS) process. $\alpha$-$Al_2$$O_3$ and CuO powders were used as elemental powders. In order to obtain $Al_2$O$_3$ embedded by finely and homogeneously dispersed CuO particles, the elemental powders were high energy ball milled at the rotating speed of 900 rpm, with the milling time varying up to 10 h. The milled powders were heat treated at $350^{\circ}C$ in H$_2$ atmosphere for 30 min to reduce CuO into Cu. The reduced powders were subsequently sintered by employing PECS process. The composites sintered at $1250^{\circ}C$ for 5 min showed the relative density of above 98%. The fracture toughness of the $Al_2$$O_3$/Cu nanocomposite was as high as 4.9MPa.$m^{1}$2//, being 1.3 times the value of pure $Al_2$$O_3$ sintered under the same condition.

• 전기화학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2017

본 연구에서는 구리 배선 공정에서 구리 씨앗층 표면에 형성되는 구리 자연산화물을 제거하는 표면 전처리가 후속 구리 전착에 미치는 영향을 살펴보았다. 구리 배선 공정의 화학적 기계적 연마 공정에서 사용하는 citric acid 기반의 용액을 구리 표면 전처리 과정에 적용하여 표면에 존재하는 구리 자연 산화물을 제거하였고, 용액 조성 변화를 통해 산화물 제거의 선택성을 높여 구리 씨앗층의 손실을 최소화하였다. 또한 표면 전처리 후 구리 전해 전착과 무전해 전착을 시도하여 전착한 박막의 비저항, 표면 거칠기 등의 성질을 비교하고, 이를 통해 선택적으로 구리 산화물을 제거한 이후에 전착된 박막의 비저항과 표면 거칠기가 가장 낮게 나타남을 확인하였다.

• 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.