• Title/Summary/Keyword: RF Plasma

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Reactive Ion Etching Process of Low-K Methylsisesquioxance Insulator Film (저유전율 물질인 Metylsilsesquioxance의 반응 이온 식각 공정)

  • 정도현;이용수;이길헌;김광훈;이희우;최종선
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.40-40
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    • 2000
  • 직접 회로의 소자크기가 더욱 미세화에 따라, 기존에 사용하는 금속 배선의 저항과 금속 배선과 층간 유전 물질에 의한 정전용량의 증가로 인한 시간 지연 (RC time delay) 문제가 크게 대두되고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 비유전율이 낮은 물질을 층간 유전체로 사용하여 정전용량을 낮추는 것이 필요하다. 기존의 실리콘 산호막 대신에 MSSQ(methylsilsequioxance)를 이용할 때 필요한 건식 식각 공정을 연구하였다. MSSQ 물질을 patterning 하기 위해 습식 공정의 부산물인 폐액 등의 문제점이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 소자의 손상이 적고 선택비가 높으며, 식각의 이방성을 향상시킬 수 있는 장점을 갖고 있는 반응 이온 식각기(reactive ion etchin)을 이용하였다. CF4/O2 plasma를 사용하였는데, 가스의 양의 flow rate와 조성비, RF pover(50, 100, 150 W)등의 변화에 따른 식각 특성을 알아보았다. atep, SEM, AFM등을 이용하여 측정·분석하였다.

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HBr 가스를 이용한 MgO 박막의 고밀도 반응성 이온 식각

  • Kim, Eun-Ho;So, U-Bin;Gong, Seon-Mi;Jeong, Ji-Won
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.212-212
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    • 2010
  • 최근 차세대 반도체 메모리 소자로 대두된 magnetic random access memory(MRAM)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 MRAM의 magnetic tunnel junction(MTJ) stack을 구성하는 자성 재료의 건식 식각에 대한 연구에서는 좋은 profile을 얻고, 재층착의 문제를 해결하기 위한 노력이 계속해서 진행되고 있다. 본 연구에서는 photoresist(PR)과 Ti 하드 마스크로 패턴 된 배리어(barrier) 층인 MgO 박막의 식각 특성을 유도결합 플라즈마를 이용한 고밀도 반응성 이온 식각(inductively coupled plasma reactive ion etching-ICPRIE)을 통해서 연구하였다. PR 및 Ti 마스크를 이용한 자성 박막들은 HBr/Ar, HBr/$O_2$/Ar 식각 가스의 농도를 변화시키면서 식각되었다. HBr/Ar 가스를 이용 식각함에 있어서 좋은 식각 조건을 얻기 위한 parameter로서 pressure, bias voltage, rf power를 변화시켰다. 각 조건에서 Ti 하드마스크에 대한 터널 배리어층인 MgO 박막에 selectivity를 조사하였고 식각 profile을 관찰하였다. 식각 속도를 구하기 위해 alpha step(Tencor P-1)이 사용되었고 또한 field emission scanning electron microscopy(FESEM)를 이용하여 식각 profile을 관찰함으로써 최적의 식각 가스와 식각 조건을 찾고자 하였다.

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다중 박막을 이용한 태양전지 제작 및 특성 평가

  • Yu, Jeong-Jae;Min, Gwan-Hong;Yeon, Je-Min;;Kim, Gwang-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.306-306
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    • 2013
  • p-type Si(100)기판위에 Al2O3 박막을 증착하고 Si/SiO2 박막을 연속 증착하여 태양전지를 제작하였다. Si/SiO2 박막을 연속으로 증착하면 양자 구속이 일어나고 이로 인한 유효밴드 갭이 증가하게 되고, tunnel effect와 계면에서의 passivation 효과를 기대할 수 있다. 이런 효과들을 이용하여 고효율 태양전지를 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 Remote Plasma Atomic Layer Deposition(RPALD)를 이용하여 Al2O3를 증착하였고 RF-Magnetron Sputter와 e-beam Evaporator 장비를 이용하여 Si/SiO2을 증착하였다. 전극으로는 Ti/Ag와 Al을 이용하였다. Solar simulator 장비를 이용하여 cell의 전기적 특성 평가를 평가하였고(Fig. 1) QE 측정장비를 통해 파장대의 따른 광학적 측정을 하였다(Fig. 2). ellipsometer 장비와 ${\alpha}$-step 장비로 박막과 전극의 두께를 측정하였고 4-point prove 장비를 이용하여 면저항, 저항율을 측정 평가하였다. 또한 I-V, C-V 측정 결과 터널링 현상이 일어나는 것을 확인 하였으며, Si/SiO2 다중 박막을 연속 증착 할수록 cell 효율이 더 좋게 나온다는 것을 확인하였다.

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DIAMOND-LIKE CARBON FILMS FOR ANTIREFLECTION COATINGS OF GERMANIUM INFRATED OPTICAL LENSES

  • Kim, Seong-Young;Lee, Sang-Hyun;Lee, Jai-Sung
    • Journal of Surface Science and Engineering
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    • v.32 no.3
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    • pp.461-466
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    • 1999
  • Diamond-like carbon(DLC) films were directly deposited onto germanium(Ge) witness pieces and lenses by a capacitively coupled 13.56 MHz RF glow discharge plasma with $CH_4$ gas. The characterizations of DLC films were measured using a Raman and FTIR spectrometer. The configuration of Raman and FTIR spectra had a traditional shape. The IR transmittance was measured using an IR spectrophotometer. The maximum values of the IR transmission of Ge with the DLC/Ge/DLC, DLC/Ge/BBAR (broad band antireflection), DLC/Ge, and BBAR/Ge structures are 98%, 93%, 64%, and 63.5%, respectively, which come up to the theoretical values. The uniform DLC films were obtained by a rotation of the cathode at certain conditions.

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DLC/Diamond 박막의 원자력분야 응용을 위한 기본연구

  • 박광준;전용범;서중석;박성원;진억용
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.05b
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    • pp.223-230
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    • 1997
  • 최근들어 그 활용도가 점점 증대되고 있는 DLU(Diamond-like Carbon) /Diamond 박막(thin film)의 합성기술을 개발하여 원자력분야에 응용하고자 시도하였다. 이를 위하여 13.56 MHz의 고주파(RF: radio-frequency)를 사용하는 플라즈마 화학증착(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치를 직접 제작하여 탄소함유(CH$_4$, $CO_2$...등) 기체로부터 기본적인 DLC 박막증착시험을 수행하였다. 실험은 진공증착기(vacuum chamber)내의 압력(pressure), 탄소함유 기체의 조성비, 그리고 바이어스전압(negative self-bias voltage)둥을 변화시키면서 수행하였다. 증착속도(deposition rate)는 증착층의 두께를 알파스템($\alpha$-step)으로 측정하여 결정하였으며, 이로부터 증착속도가 압력 및 바이어스 전압의 증가에 따라 증가함을 알 수 있었다. 또한 바이어스 전압 300V 이상에서 $CO_2$량 증가가 증착속도를 촉진시킨다는 사실도 확인하였다. 그리고 EPMA(electron probe micro-analyser) 및 Raman 스펙트럼분석을 통하여 증착층의 구조가 DLC 임을 확인하였다.

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Neural Network-based Time Series Modeling of Optical Emission Spectroscopy Data for Fault Prediction in Reactive Ion Etching

  • Sang Jeen Hong
    • Journal of the Semiconductor & Display Technology
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    • v.22 no.4
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    • pp.131-135
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    • 2023
  • Neural network-based time series models called time series neural networks (TSNNs) are trained by the error backpropagation algorithm and used to predict process shifts of parameters such as gas flow, RF power, and chamber pressure in reactive ion etching (RIE). The training data consists of process conditions, as well as principal components (PCs) of optical emission spectroscopy (OES) data collected in-situ. Data are generated during the etching of benzocyclobutene (BCB) in a SF6/O2 plasma. Combinations of baseline and faulty responses for each process parameter are simulated, and a moving average of TSNN predictions successfully identifies process shifts in the recipe parameters for various degrees of faults.

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Dietary sodium and potassium intake of Koreans estimated using 2 different sources of their contents in foods, Food & Nutrient Database and the Korean Total Diet Study : a comparative study (우리 국민의 나트륨 및 칼륨 섭취량 평가: 식품별 영양성분 함량 DB와 한국형 총 식이조사 기반 추정량 비교 연구)

  • Jee Yeon Lee;Sung Ok Kwon;Soo Hyun Lee;Min Jeong Seo;Gae Ho Lee;Cho-il Kim
    • Korean Journal of Community Nutrition
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    • v.28 no.3
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    • pp.235-244
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    • 2023
  • Objectives: Based on the results from the Korean Total Diet Study (KTDS), the sodium (Na) and potassium (K) intake of Koreans were estimated and compared with intake estimates from the Food & Nutrient Database (FNDB), as in the Korea National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES) to verify the validity of these estimates. Methods: One hundred and thirty-four representative foods (RFs) covering 92.5% of the total food intake of Koreans were selected, and 228 pairs of corresponding 'RF x representative cooking method' were derived by reflecting the methods used mainly in terms of frequency and quantity in their cooking. RF samples were collected from three cities with a larger population size in three regions (nine cities) nationwide, and six composite samples were made for each RF, considering its regional and/or seasonal characteristics. One thousand three hundred and sixty-eight 'RF x representative cooking method' pair samples were prepared, and the Na and K contents were assessed using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-MS). The Na and K intake of the Korean population was estimated by linking the content with the food intake data from the 7th KNHANES. Results: The mean Na and K intake of Koreans were 2,807.4 mg and 2,335.0 mg per person per day, respectively. A comparison with the Na and K intake from KNHANES, including only RFs of KTDS, showed comparable results with less than 5% variation. While the contribution and ranking of food items to Na intake were similar between KNHANES and KTDS, there were differences in K intake. This was attributed to the large discrepancies in the K content of rice and coffee between KTDS results and the values in the 9th Revision of the National Food Composition Table used in KNHANES. Conclusions: The Na and K intake of Koreans estimated based on the KTDS, which performed nutrient analysis on samples prepared to a 'table-ready' state using foods of the representative collection, was similar and comparable with that of KNHANES. This supports the validity and usefulness of FNDB-based nutrient intake estimation at the population level. The list of nutrients studied in KTDS is expected to be expanded, allowing for intake estimation of nutrients with currently insufficient or absent information in the FNDBs in use.

A Study on the etching mechanism of $CeO_2$ thin film by high density plasma (고밀도 플라즈마에 의한 $CeO_2$ 박막의 식각 메커니즘 연구)

  • Oh, Chang-Seok;Kim, Chang-Il
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.38 no.12
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    • pp.8-13
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    • 2001
  • Cerium oxide ($CeO_2$) thin film has been proposed as a buffer layer between the ferroelectric thin film and the Si substrate in Metal-Ferroelectric-Insulator-Silicon (MFIS) structures for ferroelectric random access memory (FRAM) applications. In this study, $CeO_2$ thin films were etched with $Cl_2$/Ar gas mixture in an inductively coupled plasma (ICP). Etch properties were measured for different gas mixing ratio of $Cl_2$($Cl_2$+Ar) while the other process conditions were fixed at RF power (600 W), dc bias voltage (-200 V), and chamber pressure (15 mTorr). The highest etch rate of $CeO_2$ thin film was 230 ${\AA}$/min and the selectivity of $CeO_2$ to $YMnO_3$ was 1.83 at $Cl_2$($Cl_2$+Ar gas mixing ratio of 0.2. The surface reaction of the etched $CeO_2$ thin films was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. There is a Ce-Cl bonding by chemical reaction between Ce and Cl. The results of secondary ion mass spectrometer (SIMS) analysis were compared with the results of XPS analysis and the Ce-Cl bonding was monitored at 176.15 (a.m.u). These results confirm that Ce atoms of $CeO_2$ thin films react with chlorine and a compound such as CeCl remains on the surface of etched $CeO_2$ thin films. These products can be removed by Ar ion bombardment.

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Characteristics of Diamond Like Carbon Film Fabricated by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Method with mixed Ar, N2 gas rate (혼합된 Ar, N2 가스 유량에 따른 PECVD 방법에 의하여 제작된 다이아몬드 상 탄소 박막의 특성)

  • Gang, Seong-Ho;Kim, Byeong-Jin;Bae, Gyeong-Tae;Ju, Seong-Hu
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.87-87
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    • 2018
  • 다이아몬드 상 탄소(diamond-like carbon, DLC)는 상당량의 $sp^3$ 결합을 가지는 비정질 탄소(a-C) 또는 수소화 비정질 탄소(a-C:H)로 이루어진 준안정 형태의 탄소이다. DLC는 전기 저항과 굴절률이 높고 화학적으로 다른 물질과 반응하지 않으며, 마찰계수가 낮고 경도가 높아 자기 디스크, 광학 소자 등의 다양한 분야에서 적용되고 있다[1,2]. 또한 다이아몬드에 비해 상온에서 성장이 가능할 정도로 합성온도가 낮아 적용 기판의 제한이 거의 없고, 증착 방법과 조건에 따라 탄소 결합의 다양성과 비정질성이 변화하기 때문에 넓은 범위의 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다. 지금까지 DLC 박막의 광학적 특성, 특히 굴절률, 광학적인 에너지 밴드 갭, 자외선과 적외선 투과성에 대해서는 많은 연구가 진행되었으나 가시광선의 투과성에 대한 연구는 제한적이며[4], 가시광선 투과도 개선에 대한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 ITO 기판 위에 DLC를 합성하고 기계적 특성과 가시광선 영역 투과도를 조사하였다. RF-PECVD(radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법에 의해서 $C_2H_2+Ar$ 혼합 가스 비율과 $C_2H_2+N_2$ 혼합 가스 비율을 변화시켜 ITO 기판 위에 DLC 박막을 합성하였다. 공정 압력과 rf-power, 증착시간, 기판온도는 0.2 torr, 40 W, 5 분, $50^{\circ}C$로 고정하고, 공정 가스는 $C_2H_2+Ar$$C_2H_2+N_2$가 200 sccm이 되도록 비율을 변화하였다. $C_2H_2:Ar$$C_2H_2:N_2$의 비율은 180 : 20, 160 : 40, 140 : 60, 120 : 80, 100 : 100이 되도록 가스의 유량을 조절하였다. 투과도는 가시광선(380 ~ 780 nm) 범위에서 측정하였고 두께와 표면조도는 AFM으로 측정하였다. 투과도는 $C_2H_2+Ar$의 Ar 가스 비율이 증가할수록 증가해 140 : 60일 때 최댓값을 나타낸 후 다시 감소하였다. $C_2H_2+N_2$ 투과도는 $N_2$ 가스 비율이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 표면 거칠기는 $C_2H_2+Ar$ 혼합 가스를 사용한 경우의 Ar의 가스 비율이 증가할수록 증가하였다. 그러나 $C_2H_2+N_2$ 혼합 가스를 사용한 경우에는 $N_2$ 가스의 혼합 비율이 증가할수록 감소하였다.

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Synthesis of YSZ Thin Films by PECVD (PECVD에 의한 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia)박막 제조)

  • Kim, Gi-Dong;Sin, Dong-Geun;Jo, Yeong-A;Jeon, Jin-Seok;Choe, Dong-Su;Park, Jong-Jin
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.3
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    • pp.234-239
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    • 1999
  • A Abstract Yttria-stabilized zirconia(YSZ) thin films were synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition process. $Zr[TMHD]_4$ $Y[TMHD]_3$ precursors and oxygen were used with the deposition temperature of $425^{\circ}C$ and rf power ranging 0-100 watt. Effects of the deposition parameters were studied by X-ray diffraction and thickness anal­ysis. YSZ thin films have cubic crystal structure with (200) orientation. From the results of EDX analysis, the converte ed content of TEX>$Y_2O_3$ was determined to be 0-36%, and the film thickness was increased with bubbling temperature which is considered to be due to increasing TEX>$Y_2O_3$ flux. The depth profiles of Zr, Y and 0 appeared relatively $\infty$nstant through film thickness. Columnar grains of $1000~2000\AA$ grew vertical to the substrate surface for the case of Ar carri­er gas. In case of He carrier gas, the grain size was observed to be about $1000~2000\AA$. X-ray diffraction data showed the increase of lattice constant with TEX>$Y_2O_3$ content. It was that the presence of the cracks formed during film deposition, partially released the stress generated by the increase of lattice constant.

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