• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-46
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• 2021

Cu 배선(interconnect) 적용을 위한 다층박막의 적층 구조에 따른 최적 계면접착에너지(interfacial adhesion energy, Gc) 평가방법을 도출하기 위해, Ta, Cu 및 tetraethyl orthosilicate(TEOS-SiO2) 박막 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam(DCB) 및 4-점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험법을 통해 비교 평가하였다. 평가결과, Ta확산방지층이 적용된 시편(Cu/Ta, Cu/Ta/TEOS-SiO2)에서는 두 가지 평가방법 모두 반도체 전/후 공정에서 박리가 발생하지 않는 산업체 통용 기준인 5 J/㎡ 보다 높게 측정되었다. Ta/Cu 시편의 경우 DCB 시험에서만 5 J/㎡ 보다 낮게 측정되었다. 또한, DCB시험 보다 4-PB시험으로 측정된 Gc가 더 높았다. 이는 계면파괴역학 이론에 따라 이종재료의 계면균열 선단에서 위상각의 증가로 인한 계면 거칠기 및 소성변형에 의한 에너지 손실이 증가 하는것에 기인한다. 4-PB시험결과, Ta/Cu 및 Cu/Ta계면은 5 J/㎡ 이상의 높은 계면접착에너지를 보이므로, 계면접착에너지 관점에서는 Ta는 Cu배선의 확산방지층(diffusion barrier layer) 및 피복층(capping layer)으로 적용 가능할 것으로 생각된다. 또한, 배선 집적공정 및 소자의 사용환경에서 열팽창 계수 차이에 의한 열응력 및 화학적-기계적 연마 (chemical mechanical polishing)에 의한 박리는 전단응력이 포함된 혼합모드의 영향이 크므로 4-PB 시험으로 측정된 Gc와 연관성이 더 클 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권8호
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• pp.908-913
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• 1997

Multilayer NbCxC1-x/Y2O3/Ti were sputter-coated on the alumina substrate, starting with a 0.7 ㎛ thick NbCxC1-x layer grown on substrate, followed by 0.7 ㎛ thick Y2O3 layer and 1 ㎛ thick Ti layer. To find out the optimum conditions for thickness uniformity and adhesion, sputtering works have been done with the variation of sputtering power and Ar pressure. After vacuum annealing at 950℃ and 1000℃, the thermal stability of the NbCxC1-x/Y2O3/Ti coated alumina substrates has been investigated by peel off test. The coating scheme didn't cause any debonded layer after an annealing at 950℃ for 3hrs. However, it was peeled off after annealing at 1000℃ for 3hr. It was found that the thermal stability of Al2O3/NbCxC1-x/Y2O3/Ti coating scheme changed with the NbCxC1-x composition.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권7호
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• pp.577-582
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• 2011

The newly developed ${\alpha}-case$ controlled mold material for Ti investment castings was suggested in this research. The $Al_2O_3$ mold containing interstitial $TiO_2$ and substitutional $Ti_3Al$ was manufactured by the reaction between $Al_2O_3$ and Ti. It is obvious that as the $TiO_2$ and $Ti_3Al$ content in the mold surface were increased, the depth of the interfacial reaction was significantly reduced. In addition, substitutional $Ti_5Si_3$ in the mold surface owing to the reaction between Ti and $SiO_2$ from the binder was effective for ${\alpha}-case$ reduction. Therefore, the ${\alpha}-case$ reduction was accomplished by the diffusion barrier effect of interstitial $TiO_2$, substitutional $Ti_3Al$ and $Ti_5Si_3$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.196.2-196.2
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• 2015

There are various issues fabricating the successful and efficient solar cell structures. One of the most important issues is band alignment technique. The solar cells make the carrier in their active region over the p-n junction. Then, electrons and holes diffuse by minority carrier diffusion length. After they reach the edge of solar cells, there exist large energy barrier unless the good electrode are chosen. Many various conductor with different work functions can be selected to solve this energy barrier problem to efficiently extract carriers. Tungsten oxide has large band gap known as approximately 3.4 eV, and usually this material shows n-type property with reported work function of 6.65 eV. They are extremely high work function and trap level by oxygen vacancy cause them to become the hole extraction layer for optical devices like solar cells. In this study, we deposited tungsten oxide thin films by sputtering technique with various sputtering conditions. Their electrical contact properties were characterized with transmission line model pattern. The structure of tungsten oxide thin films were measured by x-ray diffraction. With x-ray photoelectron spectroscopy, the content of oxygen was investigated, and their defect states were examined by spectroscopic ellipsometry, UV-Vis spectrophotometer, and photoluminescence measurements.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권9호
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• pp.29-35
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• 1992

Dielectric thin film of N/O (Si$_{3}N_[4}/SIO_{2}$) for high density stacked dynamic-RAM cell was formed by LPCVD and oxidation(Dry & pyrogenic oxidation methods) of the top Si$_{3}N_[4}$ film. The thickness, structure and composition of this film were measured by ellipsometer, high frequency C-V meter, high resolution TEM, AES, and SIMS. The thickness limit of Si$_{3}N_[4}$ film in making thin N/O structure layer was 7nm. In this experiment, the film with thinner than 7nm was not thick enough as oxygen diffusion barrier, and oxygen punched through the film and interfacial oxidation occurred at the phase boundary between Si$_{3}N_[4}$ and polycrystalline silicon electrode.

• 한국진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.234-240
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• 2001

본 연구에서는 Mg을 첨가한 Cu-alloy에 의해 TiN의 확산방지능력을 향상시키고자 하였다. Cu(Mg) 박막은 대기노출시킨 TiN박막위에 증착되었으며 열처리시 Cu 박막내의 Mg은 TiN의 표면에 있는 산소와 반응하여 매우 얇은(~100 $\AA$) MgO를 형성하게되고 MgO에 의해 TiN의 확산방지능력은 Cu(4.5 at.%Mg)의 경우 $800^{\circ}C$까지 향상됨을 알 수 있었다. 그러나 Cu(Mg) a]toy는 TiN위에서 접착특성이 좋지 않기 때문에 TiN을 $O_2$plasma 처리하였으며 $O_2$ plasma 처리후 $300^{\circ}C$ 진공열처리를 통해 접착력이 크게 향상되는 것을 알 수 있었다. 이는 $O_2$ plasma 처리에 의해 TiN표면에 Mg과 반응할 수 있는 산소의 양이 증가하는 데 기인하며 이에 따라 Mg의 계면이동이 크게 증가되어 치밀한 MgO가 형성됨을 확인하였다. 그리고 $O_2$ plasma 처리시 RF power를 증가시키면 계면으로 이동하는 Mg의 양이 오히려 감소하였고 이것은 TiN의 표면이 $TiO_2$로 변하여 Mg과 결합할 수 있는 산소의 양이 상대적으로 감소하였기 때문인 것으로 생각된다. 또한 접착층으로서 Si을 50$\AA$ 증착하여 접착력을 크게 향상시켰으며 Si 증착에 의한 TiN의 확산방지능력은 감소되지 않는 것을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.52-59
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• 2023

팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지의 Cu 재배선층 적용을 위해 Ti 확산방지층과 폴리벤즈옥사졸(polybenzoxazole, PBO) 절연층 사이의 계면 신뢰성을 평가하였다. PBO 경화 온도 및 고온/고습 시간에 따라 4점 굽힘 시험으로 정량적인 계면접착에너지를 평가하였고, 박리계면을 분석하였다. 175, 200, 및 225℃의 세 가지 PBO 경화 온도에 따른 계면접착에너지는 각각 16.63, 25.95, 16.58 J/m² 로 200℃의 경화 온도에서 가장 높은 값을 보였다. 박리표면에 대한 X-선 광전자 분광분석 결과, 200℃에서 PBO 표면의 C-O 결합의 분율이 가장 높으므로, M-O-C 결합이 Ti/PBO 계면접착 기구와 연관성이 높은 것으로 판단된다. 200℃에서 경화된 시편을 85℃/85% 상대 습도에서 500시간 동안 고온/고습 처리 하는 동안 계면접착에너지는 3 .99 J/m²까지 크게 감소하였다. 이는 고온/고습 처리동안 Ti/PBO 계면으로의 지속적인 수분 침투로 인해 계면 근처 PBO의 화학결합이 약해져서 weak boundary layer를 형성하기 때문으로 판단된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제5권1호
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• pp.7-18
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• 1998

In the flip chip interconnection on organic substrates using eutectic Pb/Sn solder bumps highly reliable Under Bump Metallurgy (UBM) is required to maintain adhesion and solder wettability. Various UBM systems such as 1$\mu$m Al/0.2$\mu$m Pd/1$\mu$m Cu, laid under eutectic Pb/Sn solder were investigated with regard to their interfacial reactions and adhesion proper-ties. The effects of numbers of solder reflow and aging time on the growth of intermetallic compounds (IMCs) and on the solder ball shear strength were investigated. Good ball shear strength was obtained with 1$\mu$m Al/0.2$\mu$m Ti/5$\mu$m Cu and 1$\mu$m Al/0.2$\mu$m ni/1$\mu$m Cu even after 4 solder reflows or 7 day aging at 15$0^{\circ}C$. In contrast 1$\mu$m Al/0.2$\mu$m Ti/1$\mu$m Cu and 1$\mu$mAl/0.2$\mu$m Pd/1$\mu$m 쳐 show poor ball shear strength. The decrease of the shear strength was mainly due to the direct contact between solder and nonwettable metal such as Ti and Al resulting in a delamination. In this case thin 1$\mu$m Cu and 0.2$\mu$m Pd diffusion barrier layer were completely consumed by Cu-Sn and pd-Sn reaction.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권3호
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• pp.895-901
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• 2023

Oxide-dispersion- strengthened nickel alloys with Hf additions are expected to present high temperature mechanical properties and durable helium resistance based on first-principles density functional theory (DFT) calculations. Energetic and charge density evaluations of the helium behaviors were performed in Ni matrix, Y₂Hf₂O₇ oxide and the oxide/matrix interface. With the presence of coherent Y₂Hf₂O₇ in Ni matrix, chances of helium bubbles in Ni can be greatly diminished. The helium atoms shall occupy the interfacial site initially, then diffuse into in the octahedral sites of Y₂Hf₂O₇, and these oxide-captured He atoms prefer to separate individually. Much higher diffusion barrier of He in Y₂Hf₂O₇ than in nickel is related to the strong hybridization between interstitial He-1s and nearest-neighboring O-2p orbitals.

• 한국진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.162-166
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• 2000

플라즈마 화학증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)을 이용하여 양질의 $Si_3N_4$ 금속-유전막-금속(Metal-Insulator-Metal, MIM) 커패시터를 구현하였다. 유전체인 $Si_3N_4$와 전극인 Al의 계면반응을 억제시키기 위해 티타늄 나이트라이드(TiN)를 확산 장벽으로 사용한 결과 MIM 커패시터의 전극과 유전체 사이의 계면에서는 어떠한 hillock이나 석출물도 관찰되지 않았다. 커패시턴스와 전류전압 특성분석으로부터 양질의 MIM 커패시터 특성을 보이는 $Si_3N_4$의 최소 두께는 500 $\AA$이며, 그 두께 미만에서는 대부분의 커패시터가 전기적으로 단락되어 웨이퍼 수율이 낮아진다는 사실을 알 수 있었다. 투과전자현미경(transmission Electron Microscope, TEM)을 이용한 단면 미세구조 관찰을 통해 $Si_3N_4$층의 두께가 500 $\AA$ 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 $Si_3N_4$의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)01 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 열 유기 잔류 응력(thermally-induced residual stress) 계산에 기초하여 공동의 형성 기구를 규명하였다.