• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.29 no.6
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• pp.816-823
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• 1996

Chlorine containing high density plasmas are widely used to etch various materials in the microelectronic device fabrication. In this study, the characteristics of inductively coupled $Cl_2(O_2/N_2$) plasmas and their effects on the formation of silicon etching have been investigated using a Langmuir probe, quadrupole mass spectrometry(QMS), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), and Scanning Electron Microscopy(SEM). The addition of oxygen for chlorine plasmas reduced ion current densities and chlorine radical densities compared to the nitrogen addition by the recombination of oxygen with chlorine. Also, when silicon is etched in $Cl_2/O_2$ plasmas, etch products recombined with oxygen such as $SiCl_xO_y$ emerged. However, when nitrogen is added to chlorine, etch products recombined with nitrogen or Si-N bondings on the etched silicon surface were not found. All the silicon etch characteristics were dependent on the plasma conditions such as ion density, radical density, etc. As a result sub micron vertical silicon trench etch profiles could be effectively formed using optimized etch conditions for $Cl_2/O_2\; and \;Cl_2/N_2$ gas combinations.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.14 no.6
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• pp.413-419
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• 2004

Recently, Silicon On Insulator (SOI) devices emerged to achieve better device characteristics such as higher operation speed, lower power consumption and latch-up immunity. Nevertheless, there are many detrimental defects in SOI wafers such as hydrofluoric-acid (HF)-defects, pinhole, islands, threading dislocations (TD), pyramid stacking faults (PSF), and surface roughness originating from quality of buried oxide film layer. Although the number of defects in SOI wafers has been greatly reduced over the past decade, the turn over of high-speed microprocessors using SOI wafers has been delayed because of unknown defects in SOI wafers. A new characterization method is proposed to investigate the crystalline quality, the buried oxide integrity and some electrical parameters of bonded SOI wafers. In this study, major surface defects in bonded SOI are reviewed using HF dipping, Secco etching, Cu-decoration followed by focused ion beam (FIB) and transmission electron microscope (TEM).

• Korean Journal of Materials Research
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• v.16 no.1
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• pp.19-24
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• 2006

ZnO:Al(AZO) films prepared by rf magnetron sputtering on glass substrate and textured by post-deposition chemical etching were applied as front contact and back reflectors for ${\mu}c$-Si:H thin film solar cells. For the front transparent electrode contact, AZO films were prepared at various working pressures and substrate temperature and then were chemically etched in diluted HCl(1%). The front AZO films deposited at low working pressure(1 mTorr) and low temperature ($240^{\circ}C$) exhibited uniform and high transmittance ($\geq$80%) and excellent electrical properties. The solar cells were optimized in terms of optical and electrical properties to demonstrate a high short-circuit current.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.209-209
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• 2013

그래핀(graphene)의 가장자리(edge)는 결정구조의 배향성에 따라 지그재그(zigzag)와 안락의자(armchair) 형태로 구분되는데, 나노미터 크기의 그래핀의 전자적 성질은 이러한 가장자리의 배향성에 의해 크게 영향을 받는다고 알려져 있다. 단일층 그래핀 가장자리 사이에서 일어나는 산화실리콘($SiO_2$)의 carbothermal reduction은 선택적으로 지그재그 형태의 가장자리를 생성한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 라만 분광법과 원자 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 기계적 박리법으로 만들어진 이중층 그래핀에서 일어나는 carbothermal reaction을 연구하였다. 고온 산화 방법으로 이중층 그래핀에 원형 식각공(etch pit)을 만들고 Ar 기체 속에서 700도 열처리를 진행한 후, 원형 식각공이 육각형으로 확장된 것을 관찰하였다. 이것은 이중층 그래핀도 산화실리콘의 carbothermal reduction을 유발한다는 사실을 보여준다. 그러나 이중층 그래핀의 반응속도는 단일층보다 5배 정도 느린 것이 확인되었는데, 이는 이중층 그래핀의 탄소원자와 산화제로 작용하는 산화실리콘 간의 평균 거리가 단일층보다 더 크다는 사실로 설명할 수 있다. 또한 단일층과 이중층 그래핀 모두 1 기압 Ar 분위기에서보다 진공상태에서 반응속도가 현저히 작다는 사실이 관찰되었다. 진공도와 온도에 따른 반응속도로부터 반응 메커니즘 및 활성화 에너지에 대해 고찰하고자 한다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.16 no.1
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• pp.105-115
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• 1999

P-type의 단결정 실리콘 위에 $1000{\AA}$의 열산화막을 성장시킨후 $5500{\AA}$의 다결정 실리콘으로 증착된 시료를 가지고 $HBr/Cl_2/He-O_2$ 혼합기체로 식각할 때 시료의 식각 특성에 관한 $H_2-O_2$ 기체함량. RF 전력, 압력에 대한 영향을 XPS(X-ray photoelectron Spectroscopy)와 SEM(Scanning Electron Microscopy)으로 조사하였다. $HBr/Cl_2/He-O_2$ 혼합기체로 식각되는 동안 형성된 다결정 실리콘 식각속도는 $H_2-O_2$ 함량 증가에 따라 증가하였으며 식각잔유물은 RF 전력과 압력변화에 의해 영향은 받지 않는 것으로 나타났으며, 다결정 실리콘 측벽에서의 증착속도는 낮은 RF전력과 높은 압력에서 높게 나타났다. 다결정 실리콘 식각 잔유물의 결합에너지는 안정한 $SiO_2$인 열산화막의 경우보다 높으므로 식각 잔유물은 $SiO_{\chi}({\chi}>2)$의 화합결합을 가지는 산화물과 같은 잔유물로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.245-246
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• 2008

고밀도 트렌치 공정을 위해 HBr 가스를 주로하고 $CF_4$, $SiF_4$, $NF_3$, He-$O_2$ 등을 첨가 가스로 이용하여 트렌치 공정을 하였다. 트렌치 공정시 첨가가스 비에 따라 트렌치 형상이 다양하게 되었다. 이러한 형상은 트렌치 소자 제조시 트렌치 내부를 채울 경우 여러 가지 어려움이 발생되는데, 특히 트렌치 내부가 잘 채워지지 않고 void가 생길 경우 소자의 신뢰성에 많은 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 고밀도 트렌치를 병렬로 형성한 후 형성된 트렌치 내부를 잘 채울수 있는 고밀도 트렌치 공정을 연구하였다. 트렌치 형성시 HBr을 주가스로 하고, $NF_3$, $CF_4$, $SiF_4$ 를 비율을 각각 59:27:7:7로 했을 때 수십만 트렌치 형성 각도가 약 $89^{\circ}$로 매우 좋은 형상을 얻었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.20.2-20.2
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• 2009

최근 무전해 식각법을 이용한 실리콘 나노와이어 합성이 다양한 각도에서 이루어지고 있다. 무전해 식각법을 통한 나노와이어 합성은, 단결정 실리콘 기판에 촉매를 올려 기판을 식각할 수 있는데, 이 방법을 이용하여 넓은 면적의 수직방향으로 배열된 10 ~ 300nm 지름의 단결정 실리콘 나노와이어를 합성할 수 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법으로 boron이 도핑된 p-type실리콘 기판을 식각하여 실리콘 나노와이어를 합성하였고, 단일 나노와이어의 field-effect transistor(FET) 소자가 가지는 전기적 특성에 대하여 분석하였다. 특히 무전해 식각법을 이용하여 나노와이어를 합성할 때, 촉매로 사용되는 Ag particle이 나노와이어에 미치는 영향에 대해서 분석해 보았다. FET 소자의 게이트 절연막은 가장 일반적으로 사용되는 SiO2 (300nm)와 고유전체로 잘 알려진HfO2(80nm)를 사용하여 전기적 특성을 비교하여 보았다. 한편, HfO2 박막은 atomiclayer deposition(ALD)장비를 이용하여 증착하였다. 합성된 실리콘 나노와이어의 경우 X-ray diffraction(XRD)로 결정성을 확인하였으며, high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM)으로 결정성 및 나노와이어의 표면 형태를 확인하였다. 전기적 특성은 I-V 측정을 통하여 Ion/Ioff ratio, 이동도, subthreshold swing, subthreshold voltage값을 평가하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.40 no.3
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• pp.233-238
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• 2008

This study investigates the surface modification of a Hastelloy X plate and diffusion bonding in the assembly of surface modified plates. These types of plates are involved in the key processes in the fabrication of a process heat exchanger (PHE) for a $SO_3$ decomposer. Strong adhesion of a SiC film deposited onto Hastelloy X can be achieved by a thin SiC film deposition and a subsequent N ion beam bombardment followed by an additional deposition of a thicker film that prevents the Hastelloy X surface from becoming exposed to a corrosive environment through the pores. This process not only produces higher corrosion resistance as proved by electrolytic etching but also exhibits higher endurance against thermal stress above 9$900^{\circ}C$. A process for a good bonding between Hastelloy X sheets, which is essential for a good heat exchanger, was developed by diffusion bonding. The diffusion bonding was done by mechanically clamping the sheets under a heat treatment at $900^{\circ}C$. When the clamping jig consisted of materials with a thermal expansion coefficient that was equal to or less than that of the Hastelloy X, sound bonding was achieved.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.13 no.3
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• pp.139-143
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• 2012

Optical emission spectroscopy (OES) is often used for real-time analysis of the plasma processes. OES has been suggested as a primary plasma process monitoring tool. It has the advantage of non-invasive in-situ monitoring capability but selecting the proper wavelengths for the analysis of OES data generally relies on empirically established methods. In this paper, we propose a practical method for the selection of OES wavelength peaks for the analysis of plasma etch process and this is done by investigating reactants and by-product gas species that reside in the plasma etch chamber. Wavelength selection criteria are based on the standard deviation and correlation coefficients. Moreover, chemical actinometry is employed for the normalization of the selected wavelengths. We also present the importance of chemical actinometry of OES data for quantitative analysis of plasma. Then, the suggested OES peak selection method is employed.. This method is used to find out the reason behind abnormal etching of PR erosion during a series of $SiO_2$ etch processes using the same recipe. From the experimental verification, we convinced that OES is not only capable for real-time detection of abnormal plasma process but it is also useful for the analysis of suspicious plasma behavior.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.11a
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• pp.152-153
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• 2007

This paper describes a resonant driving piezoelectric micro cantilever practicable to ultrasound thrombolysis device for the treatment of ischemic stroke. The proposed piezoelectric cantilever was designed to be a unimorph structure of Si/$SiO_2$/Ti/Pt/PZT/Pt, and fabricated by top-down sequence etching process. The red blood cell (RBC) lysis experiment was carried out to confirm the usability of the proposed cantilever. Total 87.76 % of RBCs were ruptured using the ultrasound generated by up-down actuations of the fabricated cantilever with AC voltage having the frequency of 19.36 Hz and the magnitude of $30V_{p-p}$.