• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.49 no.4
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• pp.313-320
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• 2011

100 nm-thick hydrogenated amorphous silicon $({\alpha}-Si:H)$ films were deposited on a glass and glass/30 nm Ni substrates by inductively-coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD) at temperatures ranging from 100 to $550^{\circ}C$. The sheet resistance, microstructure, phase transformation and surface roughness of the films were characterized using a four-point probe, AFM (atomic force microscope), TEM (transmission electron microscope), AES (Auger electron spectroscopy), HR-XRD(high resolution X-ray diffraction), and micro-Raman spectroscopy. A nano-thick NiSi phase was formed at substrate temperatures >$400^{\circ}C$. AFM confirmed that the surface roughness did not change as the substrate temperature increased, but it increased abruptly to 6.6 nm above $400^{\circ}C$ on the glass/30 nm Ni substrates. HR-XRD and micro-Raman spectroscopy showed that all the Si samples were amorphous on the glass substrates, whereas crystalline silicon appeared at $550^{\circ}C$ on the glass/30 nm Ni substrates. These results show that crystalline NiSi and Si can be prepared simultaneously on Ni-inserted substrates.

• 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.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.226-229
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• 2001

현재 초소형 정밀기계(MEMS;Microelectromechanical System) 소자의 가장 큰 문제점으로 대두되고 있는 점착현상을 방지하기 위하여 불화유기박막을 증착하였다. Octafluorocyclobutane(C$_4$F$_{8}$)을 소스가스를 PECVD (Plasma Enhanced CVD)와 ICP (Inductively Coupled Plasma)를 이용하여 증착하였다. 여기에 Ar을 첨가하여 플라즈마의 반응성을 높여주었다. 형성된 불화유기박막의 나노트라이볼러지 특성을 살펴보기 위하여 AFM을 통하여 증착시킨 시편의 topography를 살펴보았다. 그리고 박막의 antiadhesion의 정도를 살펴보기 위하여 cantilever와 박막의 표면 사이에 존재하는 interaction force를 측정 하였고 AFM의 force curve mode를 이용하였다 PECVB를 이용하여 증착된 박막은 ICP를 이용한 박막보다 균일하지 못한 박막을 보였으며 attractive force가 강한 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.98-98
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• 2000

초고집적(ULSI) 반도체 소자의 multilevel metalization을 위한 중간 유저네로서 저 유전상수(k<)와 높은 열적안정성(>45$0^{\circ}C$)을 갖는 새로운 물질을 도입하는 것이 필요하다. 중합체 박막은 낮은 유전상수와 높은 열적 안정성으로 인하여 low-k 물질로 적당하다고 여겨진다. PECVD에 의한 plasma polymer 박막의 증착은 많이 보고되어 왔으마 고밀도 플라즈마 형성이 가능하고 기판으로 유입되는 ion의 energy 조절이 가능한 inductively coupled plasma(ICP) CVD에 의한 plasma polymer 박막에 대한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 Mtehyl-cyclohexane precusor를 사용하여 substrate에 bias를 주면서 inductively coupled plasma(ICP)를 이용하여 플라즈마 폴리머 박막(plasma polymerized methyl-cyclohexane : 이하^g , pp MCH라 칭함)을 증착하였으며 ICP power와 substrate bias(SB) power가 증착된 박막의 특성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 증착된 박막의 유전상 수 및 열적 안정성은 ICP power의 변화에 비해 SB power의 변화에 더 크게 영향을 받았다.^g , pp MCH 박막은 platinum(Pt) 기판과 silicon 기판위에서 같이 증착되었다. Methyl-cyclohexane precursor는 4$0^{\circ}C$로 유지된 bubbler에 담겨지고 carrier 가스 (H2:10%, He:90%)에 의해 reactor 내부로 유입된다.^g , pp MCH 박막은 증착압력 350 mTorr, 증착온도 6$0^{\circ}C$에서 \circled1SB power를 10W에 고정시키고 ICP power를 5W부터 70W까지, \circled2ICP power를 10W에 고정시키고 SB power를 5W부터 70W까지 변화하면서 증착하였다. 유전 상수 및 절연성은 Al/PPMCH//Pt 구조의 capacitor를 만들어서 측정하였으며, 열적 안정성은 Ar 분위기에서 30분간의 열처리 전후의 두께 변화를 측정함으로써 분석하였다. SB power 10W에서 ICP power가 5W에서 70w로 증가함에 따라 유전상수는 2.65에서 3.14로 증가하였다. 열적 안정성은 ICP power의 증가에 따라서는 크게 향상되지 않은 것으로 나타났다. ICP power 10W에서 SB power가 5W에서 70W로 증가함에 따라 유전상수는 2.63에서 3.46으로 증가하였다. 열적 안정성은 SB power의 증가에 따라 현저하게 향상되었으며 30W 이상에서 증착된 박막은 45$0^{\circ}C$까지 안정하였고, 70W에서 증착된 박막은 50$0^{\circ}C$까지 안정하였다. 열적 안정성은 ICP power의 증가에 따라서는 현저하게 향상되었다. 그 원인은 SB power의 인가에 의해 활성화된 precursor 분자들이 큰 에너지를 가지고 기판에 유입되어 치밀한 박막이 형성되었기 때문으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2002.02a
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• pp.97-97
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• 2002

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2003.08a
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• pp.196-196
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• 2003

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.135-136
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• 2008

이 실험에서는 비휘발성 메모리에서의 블로킹 층으로 $SiN_x$ 박막을 사용하였다. ELA (poly-Si) 기판위에 $SiO_xN_y$ 박막을 성장하기 전에 BHF를 이용해 자연 산화막을 제거하였다. 터널 층을 위해 2.7nm두께의 $SiO_xN_y$를 ICP-CVD 장비를 이용해 유리기판위에 증착하였다. 다음으로 $SiH_4/H_2$기체를 이용， ICP-CVD장비를 이용해 전하 저장을 위한 a-Si 박막을 증착하고, 마지막으로 a-Si층 위에 $SiN_x$ 층을 형성하였다. $SiN_x$ 박막을 형성하는데 최적의 조건을 찾기 위해 가스의 구성 비율 및 증착시간을 변화시키고 온도와 RF power도 바꿔주었다. 굴절률이 1.79 고 두께가 30 nm 인 $SiN_x$는 블로킹 층으로 사용하기 위한 것이다. 제작된 NSO-NVM 소자의 전기적 메모리 특성은 on current가 약 $10^{-5}$ A 이고 off current가 약 $5\times10^{-13}$ A로 전류 점멸비$(I_{ON}/I_{OFF})$는 약 $1\times10^7$ 이고 Swing 값은 0.53V/decade 이다. 1ms 동안의 programming/erasing 결과 약 3.5 V의 넓은 메모리 윈도우 크기를 가진다는 것을 확인할 수 있다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.9 no.1
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• pp.28-32
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• 2008

Hydrogenated microcrystalline silicon(${\mu}c$-Si:H) films were prepared using inductively coupled plasma chemical vapor deposition(ICP-CVD) method, electrical and optical properties of these films were studied as a function of silane concentration. And then, effect of $PH_3\;and\;B_2H_6$ addition on their electrical properties was also investigated for solar cell application. Characterization of these films from X-ray diffraction revealed that the conductive film exists in microcrystalline phase embedded in an amorphous network. At $PH_3/SiH_4$ gas ratio of $0.9{\times}10^{-3}$, dark conductivity has a maximum value of ${\sim}18.5S/cm$ and optical bandgap also a maximum value of ${\sim}2.39eV$. Boron-doped ${\mu}c$-Si:H films, satisfied with p-layer of solar cell, could be obtained at ${\sim}10^{-2}\;of\;B_2H_6/SiH_4$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.116-116
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• 2011

오늘날 표시장치는 경량, 고밀도, 고해상도 대면적화의 요구에 의해 TFT-LCD의 발전이 이루어졌다. TFT에는 반도체 재료로서, Poly-Si을 사용하는 Poly-Si TFT와 a-Si:H를 이용하는 a-Si;H TFT가 있는데 a-Si는 $350^{\circ}C$ 이하의 저온으로 제작이 가능하여 많이 사용되고 있다. 이러한 방향에 맞추어 bottom gate 구조의 a-Si TFT 실험을 진행하였다. P-type silicon substrate ($0.01{\sim}0.02{\Omega}-cm$)에 gate insulator 층인 SiNx (SiH4 : NH3 = 6:60)를 200nm 증착하였다. 그리고 그 위에 active layer 층인 a-Si (SiH4 : H2 : He =2.6 : 10 : 100)을 다른 RF power를 적용하여 100 nm 증착하였다. 그 위에 Source와 Drain 층은 Al 120 nm를 evaporator로 증착하였다. active layer, gate insulator 층은 ICP-CVD 장비를 이용하여 증착하였으며, 공정온도는 $300^{\circ}C$ 로 고정하였다. active layer층 증착시 RF power는 100W, 300W, 500W, 600W로 가변하였고, width/length는 100 um/8um로 고정하였다. 증착한 a-Si layer층을 Raman spectroscope, SEM 측정 하였으며, TFT 제작 후, VG-ID, VD-ID 측정을 통해 전기적 특성인 Threshold voltage, Subthreshold swing, Field effect mobility, ON/OFF current ratio를 비교해 보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.54-54
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• 2003

DLC films were deposited on Si(100) substrates by inductively coupled plasma (ICP) assisted chemical vapor deposition (CVD). A mixture of acetylene (C$_2$H$_2$) and argon (Ar) gases was used as the precursor and plasma source, respectively. The structure of the films was characterized by the Raman spectroscopy. Results from the Raman spectroscopy analysis indicated that the property change of the DLC films is due to the sp$^3$ and sp$^2$ ratio in the films under various conditions such as ICP power, working pressure and RF substrate bias. The hydrogen content in the DLC films was determined by an electron recoil detector (ERB). The roughness of the films was measured by atomic force microscope (Am). A microhardness tester was used for the hardness and elastic modulus measurement. The DLC film showed a maximum hardness of 37㎬. In this work, the relationship between deposition parameters and mechanical properties were discussed.