• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2000년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.22-22
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• 2000

DRAM의 고접적화에 따라 기존의 반도체 공정에서 사용중인 여러 가지 기술들이 대부분 그 한계를 보이고 었으며, 대표적인 것이 캐퍼시터 형성기술이다. 따라서 1G DRAM급 이상의 초고집적 회로를 실용화하기 위해서 유전율이 높은 BST ($BrSrTiO_3$) 박막을 이용하여 캐패시터를 제조하려는 기술도 반드시 해결되어야 현재 활발히 실용화 연구가 진행중에 있다. BST 박막을 제조하는 방법은 RF magnetron sputtering, Ion beam reactive co-evaporation, LSM (Liquid Source Misted) CVD, MOCVD 등의 법으로 제조되고 있다. 본 연구에서는 전기-수력 학적 분무(Electro-Hydrodynamic Spray)현상을 이용한 MOCVD에 BaO, SrO, $TiO_2$ 박막을 증착 하여 전기장세기, 기판온도, 시간 등에 따른 특성을 조사하였다. 전기수력학적 분무를 이용한 증착법은 원료를 함유하는 용액을 이용함으로써 이송관의 가열이 필요 없이 장치를 간단하게 할 수 있고, 용액의 유량과 전기장의 세기에 따라 초미세 입자제어도 가능하며, 박막의 조성을 출발 용액으로 부터 조절하는 등의 특징을 가지고 있다. 증착한 박막의 표면, 단면 형상 및 조성을 분석하였고 결정화 여부 및 우선 배향성을 조사하였다. 현재는 개별 박막의 표현 형상과 조성에 대한 연구 결과를 얻었으며, 계속해서 박 막의 여러 특성에 대하 연구할 계획이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.79-79
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• 1999

The varous techniques for fabrication of si or metal tip as a field emission electron source have been reported due to great potential capabilities of flat panel display application. In this report, 240nm thermal oxide was initially grown at the p-type (100) (5-25 ohm-cm) 4 inch Si wafer and 310nm Si3N4 thin layer was deposited using low pressure chemical vapor deposition technique(LPCVD). The 2 micron size dot array was photolithographically patterned. The KOH anisotropic etching of the silicon substrate was utilized to provide V-groove formation. After formation of the V-groove shape, dry oxidation at 100$0^{\circ}C$ for 600 minutes was followed. In this procedure, the orientation dependent oxide growth was performed to have a etch-mask for dry etching. The thicknesses of the grown oxides on the (111) surface and on the (100) etch stop surface were found to be ~330nm and ~90nm, respectively. The reactive ion etching by 100 watt, 9 mtorr, 40 sccm Cl2 feed gas using inductively coupled plasma (ICP) system was performed in order to etch ~90nm SiO layer on the bottom of the etch stop and to etch the Si layer on the bottom. The 300 watt RF power was connected to the substrate in order to supply ~(-500)eV. The negative ion energy would enhance the directional anisotropic etching of the Cl2 RIE. After etching, remaining thickness of the oxide on the (111) was measured to be ~130nm by scanning electron microscopy.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.238-239
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• 2011

최근 반도체 산업은 더 높은 성능의 회로 제작을 통해 초고집적화를 추구하고 있다. 이를 위해서 회로 설계의 최소 선폭과 소자 크기는 지속적으로 감소하고 있고 이를 위한 배선 기술들은 플라즈마 공정을 이용한 식각공정에 크게 의존하고 있다. 식각공정에 있어서 반응가스의 조성은 식각 속도와 선택도를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 CIS QMS (closed ion source quadrupole mass spectrometer)를 이용하여 CF4+Ar를 이용한 실리콘 산화막의 플라즈마 식각 공정 시 생성되는 라디칼과 이온 종들을 측정하였다. Ar 이온이 기판표면과 충돌하여 기판물질간의 결합을 깨놓으면, 반응성 기체 및 라디칼과의 반응성이 커져서 식각 속도를 향상 시키게 된다. 본 실험에서는 2 MHz의 RPS (remote plasma source)를 이용하여 플라즈마를 발생시키고 13.56 MHz의 rf 전력을 기판에 인가하여 식각할 웨이퍼에 바이어스 전압을 유도하였다. CF4/(CF4+Ar)의 가스 혼합비가 커질수록 식각 부산물인 SiF3의 양은 증가 하였으며, CF4 혼합비가 0일 때(Ar 100%) 비하여 1일 때(CF4 100%) SiF3의 QMS 이온 전류는 106배 증가하였다. 이때의 Si와 결합하여 SiF3를 형성하는 F라디칼의 소모는 0.5배로 감소하였다. 또한 RPS power가 800 W일 때 플라즈마에 의해서 CF4는 CF3, CF2, CF로 해리 되며 SiO2 식각 시 라디칼의 직접적인 식각과 Si_F2의 흡착에 관여되는 F라디칼의 양은 CF3 대비 7%로 검출되었고, 식각 부산물인 SiF3는 13%로 측정되었다. Ar의 혼합비를 0 %에서 100%까지 증가시켜 가면서 측정한 결과 F/CF3는 $1.0{\times}105$에서 $2.8{\times}102$로 변화하였다. SiF3/CF3는 1.8에서 6.3으로 증가하여 Ar을 25% 이상 혼합하는 것은 이온 충돌 효과에 의한 식각 속도의 증진 기대와는 반대로 작용하는 것으로 판단된다.

• 센서학회지
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• 제29권4호
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• pp.255-260
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• 2020

In this study, we developed a method of improving the surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) response characteristics by depositing a nanoporous Ag metal thin film through cluster source sputtering after forming a pyramidal texture structure on the Si substrate surface. A reactive ion etching (RIE) system with a metal mesh inside the system was used to form a pyramidal texture structure on the Si surface without following a complicated photolithography process, unlike in case of the conventional RIE system. The size of the texture structure increased with the RIE process time. However, after a process time of 60 min, the size of the structure did not increase but tended to saturate. When the RF power increased from 200 to 250 W, the size of the pyramidal texture structure increased from 0.45 to 0.8 ㎛. The SERS response characteristics were measured by depositing approximately 1.5 ㎛ of nanoporous Ag metal thin film through cluster sputtering on the formed texture structure by varying the RIE process conditions. The Raman signal strength of the nanoporous Ag metal thin film deposited on the Si substrate with the texture structure was higher than that deposited on the general silicon substrate by up to 19%. The Raman response characteristics were influenced by the pyramid size and the number of pyramids per unit area but appeared to be influenced more by the number of pyramids per unit area. Therefore, further studies are required in this regard.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.183-183
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• 2000

Aigrain에 의해 Helicon이라는 이름이 명명된 이후, helicon은 저온의 금속과 같은 높은 전도도(conductivity)를 갖는 매질이나 강한 자기장이 걸려있는 plasma를 전파해 나가는 저주파 전자기장을 지칭해왔다. 이온화된 개스에서 이러한 전자기장은 전자 공명 주파수(electron cyclotron frequency)와 이온 공명 주파수(ion cyclotron frequency) 사이의 주파수로 전파하며 전리층 (ionosphere)을 통과하며 발생하는 가청 주파수 영역대의 음조가 강하하는 현상에 의해 low-frequency whistler라고도 불린다. Helicon wave plasma는 Boswell에 의해 처음 발생된 후, 높은 이온화율(~100%)로 인해 많은 연구가 이루어져 왔다. 1985년에 Chen은 helicon plasma의 높은 이온화율을 설명하기 위해 Landaudamping을 제시하였다. 이러한 설명은 1997년에 Shamrai에 의해 TG mode가 도입되기 전까지 직접적인 실험결과 없이 helicon plasma 발생의 mechanism으로 받아들여졌다. shamrai의 이론에 의하면 정전기파(electrostatic wave)는 plasma의 표면(surface)에서 강하게 감쇄되어 energy를 전달하게 된다. Cho는 radial density 분포가 외각보다 중심이 높을 경우 TG wave의 power 전달이 중심에서 일어날 수 있음을 계산하였다. Helicon plasma의 특성은 높은 이온화율에 의한 높은 밀도($\geq$1012cm3), 1-2 kW의 rf power에서 상대적으로 낮은 전자 온도( 4eV), $\omega$ci $\omega$LH<$\omega$ $\omega$ce $\omega$pe 영역대의 주파수, 자기장 50-1200 Gauss, 압력 1-10 mTorr로 특정지을 수 있다. 이러한 외부분수들의 조건에 k라 helicon plasma는 여러 종류의 mode로 존재한다. Degeling은 이러한 mode의 변화를 capacitive mode, inductive mode, 그리고 helicon mode(wave mode)의 세가지 부분으로 구분하였다. Helicon plasma가 갖는 높은 이온화율은 여러 가지 응용으로의 가능성을 가지고 있다. 그 예로 plasma processing, plasma wave에 의한 입자 가속, 그리고 가스 레이저 활성 매질 발생 등이 있다. 특히 plasma processing의 경우 helicon plasma는 높은 밀도, 비교적 낮은 자기장, remote operation 등이 가능하다는 점에서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 상업용으로도 PMT와 Lucas Signatone Corp.에 서 helicon source가 제작되었다. 또한 높은 해리율을 이용하여 저유전 물질인 SiOF의 증착에서 적용되고 있다. 이 외에도 다수의 연구결과들이 발표되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.164-165
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• 2005

The dry etch characteristics of GaAs over both AlGaAs and InGaP in planar inductively coupled $BCl_3$-based plasmas(ICP) with additions of $SF_6$ or $CF_4$ were studied. The additions of flourine gases provided enhanced etch selectivities of GaAs/AlGaAs and GaAs/InGaP. The etch stop reaction involving formation of involatile $AlF_3$ and $InF_3$ (boiling points of etch products: $AlF_3\sim1300^{\circ}C$, $InF_3$ > $1200^{\circ}C$ at atmosphere) were found to be effective under high density inductively coupled plasma condition. Decrease of etch rates of all materials was probably due to strong increase of flourine atoms in the discharge, which blocked the surface of the material against chlorine neutral adsorption. The process parameters were ICP source power (0 - 500 W), RF chuck power (0 - 30 W) and variable gas composition. The process results were characterized in terms of etch rate, selectivities of GaAs over AlGaAs and InGaP, surface morphology, surface roughness and residues after etching.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권10호
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• pp.14-22
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• 2010

기존의 n-type metal-oxide-semiconductor field effect transistor(NMOSFET)은 $n^+/p^{(+)}/n^+$ type의 이온 주입을 통하여 소스/채널/드레인 영역을 형성하게 된다. 30 nm 이하의 채널 길이를 갖는 초미세 소자를 제작함에 있어서 설계한 유효 채널 길이를 정확하게 얻기 위해서는 주입된 이온들을 완전히 activation하여 전류 수준을 향상시키면서도 diffusion을 최소화하기 위해 낮은 thermal budget을 갖도록 공정을 설계해야 한다. 실제 공정에서의 process margin을 완화할 수 있도록 오히려 p-type 채널을 형성하져 않으면서도 기존의 NMOSFET의 동작을 온전히 구현할 수 있는 junctionless(JL) MOSFET이 연구중이다. 본 논문에서는 3차원 소자 시뮬레이션을 통하여 silicon nanowire(SNW) 구조에 접목시킨 JL MOSFET을 최적 설계하고 그러한 조건의 소자에 대하여 conductance, maximum oscillation frequency($f_{max}$), current gain cut-off frequency($f_T$) 등의 기본적인 고주파 특성을 분석한다. 채널 길이는 30 nm이며 설계 변수는 채널 도핑 농도와 채널 SNW의 반지름이다. 최적 설계된 JL SNW NMOSFET에 대하여 동작 조건($V_{GS}$ = $V_{DS}$ = 1.0 V)에서 각각 367.5 GHz, 602.5 GHz의 $f_T$, $f_{max}$를 얻을 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.776-781
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• 2006

제초제, 로켓 추진제 등에 주로 사용되는 과염소산(perchlorate, $ClO_4^-$)은 갑상선의 요오드 섭취를 방해하여 갑상선 암을 유발할 수 있으며 임산부가 섭취 시 태아의 뇌 발달을 저해하는 등 인체 독성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 최근 미국을 중심으로 perchlorate 관련 연구가 활발하게 진행되고 있으며 2006년 US. EPA에서 먹는물에서의 perchlorate 가이드라인을 설정하였다. 그러나 아직 국내에서는 perchlorate에 관한 독성 및 환경 내 오염 정도 등에 관해 구체적으로 조사된 바가 없다. 따라서 본 연구에서 국내 수 환경에서의 Perchlorate 오염 정도 파악을 위해 영남권 지역 주민들의 주 상수원수로 사용되고 있는 낙동강 수계와 낙동강 권역에 위치한 도시들의 수돗물을 대상으로 perchlorate를 분석하였다. 분석 결과 낙동강 수계 중에서는 $ND{\sim}278.4$ ${\mu}g/L$의 범위로 perchlorate가 검출되었으며 구미공단천(2차)에서 가장 높게 나타났으며 하류로 내려올수록 perchlorate 농도가 감소하였다. 수돗물의 경우 대상 도시에 따라 다소 편차를 나타냈으며 농도 범위는 $ND{\sim}34.1$ ${\mu}g/L$이었다. 조사 대상 지역 중 대구 달서 감삼동에서 가장 높게 검출되었고 부산에서는 비슷한 농도($9{\sim}11$ ${\mu}g/L$)로 대부분의 구에서 검출되었다. 본 조사결과는 낙동강 수계에 perchlorate 오염원이 있으며 낙동강을 상수원수로 사용하는 지역은 수돗물에서 perchlorate 관리대책이 필요함을 의미한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.157-157
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• 2015

Recently, the growing interest in organic microelectronic devices including OLEDs has led to an increasing amount of research into their many potential applications in the area of flexible electronic devices based on plastic substrates. However, these organic devices require a gas barrier coating to prevent the permeation of water and oxygen because organic materials are highly susceptible to water and oxygen. In particular, high efficiency OLEDs require an extremely low water vapor transition rate (WVTR) of $1{\times}10^{-6}g/m^2day$. The Key factor in high quality inorganic gas barrier formation for achieving the very low WVTR required ($1{\times}10^{-6}g/m^2day$) is the suppression of defect sites and gas diffusion pathways between grain boundaries. In this study NBAS process was introduced to deposit enhanced film density single gas barrier layer with a low WVTR. Fig. 1. shows a schematic illustration of the NBAS apparatus. The NBAS process was used for the $Al_2O_3$ nano-crystal structure films deposition, as shown in Fig. 1. The NBAS system is based on the conventional RF magnetron sputtering and it has the electron cyclotron resonance (ECR) plasma source and metal reflector. $Ar^+$ ion in the ECR plasma can be accelerated into the plasma sheath between the plasma and metal reflector, which are then neutralized mainly by Auger neutralization. The neutral beam energy is controlled by the metal reflector bias. The controllable neutral beam energy can continuously change crystalline structures from an amorphous phase to nanocrystal phase of various grain sizes. The $Al_2O_3$ films can be high film density by controllable Auger neutral beam energy. we developed $Al_2O_3$ high dense barrier layer using NBAS process. We can verified that NBAS process effect can lead to formation of high density nano-crystal structure barrier layer. As a result, Fig. 2. shows that the NBAS processed $Al_2O_3$ high dense barrier layer shows excellent WVTR property as a under $2{\times}10^{-5}g/m^2day$ in the single barrier layer of 100nm thickness. Therefore, the NBAS processed $Al_2O_3$ high dense barrier layer is very suitable in the high efficiency OLED application.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.478-478
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• 2012

Recently, there are many researches in order to increase the deposition rate (D/R) and improve film uniformity and quality in the deposition of microcrystalline silicon thin film. These two factors are the most important issues in the fabrication of the thin film solar cell, and for the purpose of that, several process conditions, including the large area electrode (more than 1.1 X 1.3 (m2)), higher pressure (1 ~ 10 (Torr)), and very high frequency regime (VHF, 40 ~ 100 (MHz)), have been needed. But, in the case of large-area capacitively coupled discharges (CCP) driven at frequencies higher than the usual RF (13.56 (MHz)) frequency, the standing wave and skin effects should be the critical problems for obtaining the good plasma uniformity, and the ion damage on the thin film layer due to the high voltage between the substrate and the bulk plasma might cause the defects which degrade the film quality. In this study, we will propose the new concept of the large-area multi-electrode (a new multi-electrode concept for the large-area plasma source), which consists of a series of electrodes and grounds arranged by turns. The experimental results with this new electrode showed the processing performances of high D/R (1 ~ 2 (nm/sec)), controllable crystallinity (~70% and controllable), and good uniformity (less than 10%) at the conditions of the relatively high frequency of 40 MHz in the large-area electrode of 280 X 540 mm2. And, we also observed the SEM images of the deposited thin film at the conditions of peeling, normal microcrystalline, and powder formation, and discussed the mechanisms of the crystal formation and voids generation in the film in order to try the enhancement of the film quality compared to the cases of normal VHF capacitive discharges. Also, we will discuss the relation between the processing parameters (including gap length between electrode and substrate, operating pressure) and the processing results (D/R and crystallinity) with the process condition map for ${\mu}c$-Si:H formation at a fixed input power and gas flow rate. Finally, we will discuss the potential of the multi-electrode of the 3.5G-class large-area plasma processing (650 X 550 (mm2) to the possibility of the expansion of the new electrode concept to 8G class large-area plasma processing and the additional issues in order to improve the process efficiency.