• Title/Summary/Keyword: ICP Etching

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Diagnostics of Pulsating Plasma Etching Process Using Langmuir Probe Measurement and Optical Emission Spectroscopy

  • Lee, Seung-Hwan;Im, Yeong-Dae;Yu, Won-Jong;Jeong, O-Jin;Kim, Sang-Cheol;Lee, Han-Cheon
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.247-247
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    • 2009
  • 3차원 반도체 패키징에서 관통전극 Through Silicon Via (TSV)를 형성하기 위하여 이온과 래디컬의 활성도 조절이 가능한 pulsating inductively coupled plasma (ICP) 식각을 수행하였다. 본 식각공정에서는 펄스주파수 ($50{\sim}500Hz$)와 듀티 싸이클 ($20{\sim}99%$)을 조절하여, 플라즈마 내 이온과 래디컬들의 활성도 변화를 발생시켰다. 플라즈마 공정변수에 따라 식각형태가 달라짐을 S.E.M을 이용하여 확인했으며, 이온(SFx+, O+)과 래디컬 ($SF^*$, $F^*$, $O^*$)의 농도 및 활성도 변화를 측정하기 위하여 광학적 기술인 optical emissin spectroscopy와 전기적 특성 측정 기술인 Langmuir probe 시스템을 직접 제작 설치하여 펄스플라즈마를 진단하였다.

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High aspect ratio 10:1 Via formation and Seed layer sputtering (고종횡비 10:1 Via 가공 및 Seed layer 스퍼터링 공정 연구)

  • Song, Yeong-Sik;Han, Yun-Ho;Eom, Ho-Gyeong;Im, Tae-Hong;Kim, Jong-Ryeol
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2012.11a
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    • pp.141-141
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    • 2012
  • 고종횡비 10:1 비아를 Si wafer 상에 형성하기 위해 $7{\mu}m$ 직경의 마스크로 포토작업하여 Cr층을 100nm 스퍼터링하여 PR(photo resistor) 대신의 에칭 barrier 막으로 사용하였다. 얼라인, 노광, 현상을 거쳐 Cr에칭, PR 제거후 ICP(inductively coupled plasma) 공정으로 Si deep etching하여 via 직경 $10.16{\mu}m$, 깊이 $102.5{\mu}m$의 고종횡비 비아를 형성하였다. 구리필링도금을 위해서 필수적인 seed layer는 단층 또는 다층의 금속막을 스퍼터링 법으로 형성하였다. 형성된 seed layer 단면을 FE-SEM(Field emission scanning electron microscope)으로 관찰하여 내부에 seed 층의 형성 유무를 확인하였다.

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An Investigation on the Surface Reactions after the Etching of $CeO_2$ Thin Films using High Denstity Inductively Coupled $C1_2CF_4Ar$Ar Plasmas (고밀도 유도결합 $C1_2CF_4Ar$ 플라즈마를 이용한 $CeO_2$ 박막 식각후 표면반응에 관한 연구)

  • 장윤성;김남훈;김경섭;이병기;엄준철;김태형;장의구
    • Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.255-258
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    • 2002
  • In this study, $CeO_2$thin films were etched with an addition of $Cl_2$gas to $Ar/CF_4$gas mixing in an inductively coupled plasma(ICP) etcher. The surface reactions of the etched $_CeO2$thin films were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). It was analyzed that Ce peaks were mainly observed in Ce-O bonds formed $CeO_2$or $CeO_3$compounds. Cl peaks were detected by the peaks of Cl $2p_{3/2}$ and Cl $2p_{1/2}$. Almost all of Cl atoms were combined with Ce atoms like $CeCl_{x}$ compounds.

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Etching Properties of As-doped ZnO Thin Films in $Cl_2/BCl_3$/Ar Plasma ($Cl_2/BCl_3$/Ar 플라즈마에서의 As-doped ZnO 박막의 식각 특성)

  • Eom, Du-Seung;Gang, Chan-Min;Kim, Dong-Pyo;Kim, Chang-Il
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.41-42
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    • 2008
  • 본 논문에서는 As-doped ZnO 박막의 플라즈마 식각 특성 및 메커니즘에 관하여 실험을 수행 하였다. As-doped ZnO 박막 식각 실험은 유도 결합 플라즈마 식각 장비(inductively coupled plasma;ICP)와 $BCl_3$/Ar 플라즈마에 첨가된 $Cl_2$가스의 비, RF 전력, DC bias voltage, 공정 압력에 대한 식각 속도의 변화를 관찰 하였다. $BCl_3$/Ar 플라즈마에 $Cl_2$ 가스 첨가량 6 sccm 까지는 증가하지만 그 이후 $Cl_2$ 가스의 첨가량이 증가할 때 식각속도가 감소하였다. 이는 플라즈마 내에서 Cl 라디칼의 밀도가 증가함에 따라서 $Ar^+$의 에너지가 감소와 비휘발성 식각 부산물의 증가에 의하여 효과적인 물리적 식각이 이루어 지지 못한 것으로 판단된다. OES를 이용하여 플라즈마 내에서 라디칼들의 빛의 세기를 측정하였고, 식각 후 As-type ZnO 박막 표면에서의 화학적 결합을 보기위해 XPS 분석을 실행하였다.

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On The Etching Mechanism of $ZrO_2$ Thin Films in Inductively Coupled $BCl_3$/Ar Plasma

  • Kim, Man-Su;Jung, Hee-Sung;Min, Nam-Ki;Lee, Hyun-Woo;Kwon, Kwang-Ho
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.06a
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    • pp.83-84
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    • 2007
  • $BCl_3$/Ar ICP 플라즈마를 이용한 $ZrO_2$ 박막의 식각 메카니즘이 실험 결과와 모델링을 통해 연구되었다. Ar 가스의 증가에 따라, $ZrO_2$의 식각 속도는 선형 변화의 경향을 보이지 않았고, Ar의 약 30% - 35%에서 41.4nm/min의 최대의 속도를 나타내었다. Langmuir probe 측정과 plasma 모델링 결과로부터, $BCl_3$/Ar 가스 혼합비가 플라즈마 파라미터와 active species의 형성에 큰 영향을 미침을 확인하였다. 한편 surface kinetics 모델링 결과로부터, $ZrO_2$의 식각 속도는 ion-assisted chemical reaction mechanism 에 의해 결정됨을 확인하였다.

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Study of silicon deep via etching mechanism using in-situ temperature monitoring of silicon exposed to $SF_6/O_2$ plasma discharge

  • Im, Yeong-Dae;Lee, Seung-Hwan;Yu, Won-Jong;Jeong, Oh-Jin;Lee, Han-Chun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.10a
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    • pp.116-117
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    • 2009
  • 식각 공정변화 즉 상부 ICP 파워, 반응기 압력, 실리콘 기판 온도변화에 따른 실리콘 딥 비어 (deep via) 의 형상 변화 메커니즘을 연구하였다. 메커니즘을 연구하기 위해 $SF_6/O_2$ 플라즈마에 노출된 실리콘 기판의 공정변화에 따른 표면 온도변화를 실시간으로 측정하여 플라즈마 내 positive ions의 거동을 분석하였다. 실리콘 기판의 표면온도를 상승시키는 주된 요인은 positive ions임을 확인할 수 있었으며 이는 기판에 적용된 negative voltage로 인하여 나타난 이온포격이 그 원인임을 알 수 있었다. 상대적으로 radical은 실리콘 표면온도 상승에 큰 역할을 하지 못하였다. 기판 표면온도가 상승 할수록 실리콘 딥 비어 구조에 undercut, local bowing과 같은 측벽 식각이 활성화됨을 확인할 수 있었으며 이는 기판에 들어오는 positive ions가 측벽식각을 유도하는 것으로 해석할 수 있었다.

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Double-Side Notched Long-Period Fiber Gratings fabricated by Using an Inductively Coupled Plasma for Force Sensing

  • Fang, Yu-Lin;Huang, Tzu-Hsuan;Chiang, Chia-Chin;Wu, Chao-Wei
    • Journal of the Korean Physical Society
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    • v.73 no.9
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    • pp.1399-1404
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    • 2018
  • This study used an inductively coupled plasma (ICP) dry etching process with a metal amplitude mask to fabricate a double-side notched long-period fiber grating (DNLPFG) for loading sensing. The DNLPFG exhibited increasing resonance attenuation loss for a particular wavelength when subjected to loading. When the DNLPFG was subjected to force loading, the transmission spectra were changed, showing a with wavelength shift and resonance attenuation loss. The experimental results showed that the resonant dip of the DNLPFG increased with increasing loading. The maximum resonant dip of the $40-{\mu}m$ DNLPFG sensor was -26.522 dB under 0.049-N loading, and the largest force sensitivity was -436.664 dB/N. The results demonstrate that the proposed DNLPFG has potential for force sensing applications.

A study on the optical properties of $LiNbO_3$ single crystal grown by Floating zone method (Floating zone 법에 의한 $LiNbO_3$ 단결정의 광학적 특성에 관한 연구)

  • Ko, J.M.;Cho, H.;Kim, S.H.;Choi, J.K.;Auh, K.H.
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.5 no.4
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    • pp.318-331
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    • 1995
  • The c - axis oriented single crystal of $LiNbO_3$ and $LiNbO_3$ : 5mol%MgO was success-fully grown by Floating zone method using halogen lamp as a heat source. The effects of the sintering condition of the feed rod and the atmosphere gas during the crystal growth on the be havior of the feed rod/melt interface were studied for growing crystal with the high quality, and then, the optimum growth conditions were determined by studying the experimental param eters, such as gas flow rate, pulling rate, rotation speeds of the feed rod and the seed. The grown crystals were analyzed using the chemical etching to observe the tch pattern and the ICP (Inductively Coupled Plasma) to determine the composition uniformity and the impurity content of Fe. The effects of additive (5 mol % MgO) on the transmittance and refractive index was, also, analyzed. In order to compare the nonlinear optical oharacteristics of $LiNbO_3$ with those of the other optical materials, the nonlinear optical refractive index ($n_2$) was calcu l lated using the measured refractive index.

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Properties of Pt/${Al_0.33}{Ga_0.67}N$ Schottky Type UV Photo-detector (Pt 전극을 이용한 ${Al_0.33}{Ga_0.67}N$ 쇼트키형 자외선 수광소자의 동작특성)

  • 신상훈;정영로;이재훈;이용현;이명복;이정희;이인환;한윤봉;함성호
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.40 no.7
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    • pp.486-493
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    • 2003
  • Schottky type A $l_{0.33}$G $a_{0.67}$N ultraviolet photodetectors were fabricated on the MOCVD grown AlGaN/ $n^{+}$-GaN and AlGaN/AlGaN interlayer/ $n^{+}$-GaN structures. The grown layers have the carrier concentrations of -$10^{18}$, and the mobilities were 236 and 269 $\textrm{cm}^2$/V.s, respectively. After mesa etching by ICP etching system, the Si3N4 layer was deposited for passivation between the contacts and Ti/AL/Ni/Au and Pt were deposited for ohmic and Schottky contact, respectively. The fabricated Pt/A $l_{0.33}$G $a_{0.67}$N Schottky diode revealed a leakage current of 1 nA for samples with interlayer and 0.1$\mu\textrm{A}$ for samples without interlayer at a reverse bias of -5 V. In optical measurement, the Pt/A $l_{0.33}$G $a_{0.67}$N diode with interlayer showed a cut-off wavelength of 300 nm, a prominent responsivity of 0.15 A/W at 280 nm and a UV-visible extinction ratio of 1.5x$10^4./TEX>.