• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.209-209
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• 1999

현재 magnetron sputter는 반도체, LCD 등을 포함하는 microelectronics 산업에서 박막형성을 위한 주요 장비로 널리 쓰이고 있으며, 소자의 고집적화 및 대형화 추세에 따라 그 이용가치는 더욱 증대되고 있다. 본 연구엣는 TFT-LCD용 Color Filter 제조시 ITO박막형성을 위해 사용하는 magnetron sputter 내부의 플라즈마 분포 및 ion kinetic energy에 대한 해석을 실시하였으며, ITO target의 erosion 형상의 원인을 실험결과와 비교하였다. Magnetron sputtering은 target에 가해지는 bias 전압(DC 혹은 RF)에 의해 target과 shield 혹은 target과 substrate 사이에서 생성될 수 잇는 플라즈마를 target 및 부분에 붙어있는 영구자석을 이용하여 target 근처에 집중시키고, target 표면과 플라즈마 사이의 전위차에 의해 가속된 이온들이 target 표면과 충돌하여 이차 전자방출을 일으킴과 동시에 target 표면에서 sputtering을 일으키고, 이들 sputtered 된 중성의 atom 들이 substrate로 날아가 박막을 형성하는 원리로 작동된다. 이때 target에서 방출되는 이차전자들은 영구자석에 의한 자기장 효과에 의해 target 근처에 갇히게 되어 중성 기체분자들과 이온화반응을 통해 플라즈마를 유지하고 그 밀도를 높혀주는 역할을 담당하게 된다. 즉 낮은 압력 및 bias 전압에서도 플라즈마 밀도를 높일수 있고 sputtering 공정이 가능한 장점을 가지고 있다. Magnetron sputtering 현상에 대한 시뮬레이션은 크게 magnetron discharge와 sputtering에 대한 해석 두가지로 나누어 볼 수 있는데, sputtering 현상 자체를 수치묘사할 수 있는 정량적인 모델은 아직까지 명확하게 정립되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 magnetron plasma 자체에 대한 수치해석에 주안점을 두고 아울러 bulk plasma 영역에서 target으로 입사하는 이온들의 입사에너지 및 입사각도 등을 Monte Carlo 방법으로 추적하여 sputtering 현상을 유추해보았다. Sputtering 현상을 살펴보기 위해 magnetron sputter 내 플라즈마 밀도, 전자온도, 특히 target 및 substrate를 충돌하는 이온의 입사에너지 및 입사각 분포등을 계산하는데 hybrid 방법으로 시뮬레이션을 하였다. 즉 ion과 bulk electron에 대해서는 fluid 방식으로 접근하고, 이차전자 운동과 그로 인한 반응관계 및 target으로 입사하는 이온의 에너지와 입사각 분포는 Monte-Carlo 방법으로 처리하였다. 정지기장해석의 경우 상용 S/W인 Vector Fields를 사용하였다. 이를 통해 sputter 내 플라즈마 특성, target으로 입사하는 이온에너지 및 각 분포, 이들이 target erosion 형상에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 이들 결과로부터 간단한 sputtering 모델을 사용하여 target으로부터 sputter된 입자들이 substrate에 부착되는 현상을 Monte-Carlo 방법으로 추적하여 성막특성도 살펴보았다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.33 no.4
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• pp.441-447
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• 1996

Sb doped SnO2(ATO:Antinomy doped Tin Oxide) thin films were prepared by a DC magnetron spttuering method using oxide target and the deposition characteristics were investigated. The experimental conditions are as follows :Ar flow rate : 100 sccm oxygen flow rates ; 0-100 sccm deposition temperature ; 250 -40$0^{\circ}C$ DC sputter powder ; 150~550 W and sputtering pressure ; ; 2~7 mTorr. Deposition rate greatly depends not on the deposition temperature but on the reaction pressure oxygen flow rate and sputter power,. when the sputter powder is low ATO thin films with (110) preferred orientation are deposited. And when the sputter power is high (110) prefered orientation appeares with decreasing of oxygen flow rate and increasing of suputte-ring pressure.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1996.05a
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• pp.33-33
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• 1996

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.107-107
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• 2017

전자제품의 성능이 향상됨에 따라서 전자제품에 사용되는 부품의 고집적화가 필연적으로 요구되고 있으며, 고집적화 된 전자제품의 방열(heat dissipation)에 관한 문제점이 대두되고 있다. 방열은 전자기기의 성능과 수명을 유지하는데 있어서 중요한 문제 중 하나로서 방열 효과를 높이기 위해 다양한 연구 개발이 진행 중이다. 방열에 사용되는 소재로는 Cu가 있으며, 저렴한 가격과 상대적으로 높은 방열 효율을 가지는 장점이 있다. Cu는 전기 도금 증착 방법을 사용하여왔으나, 전기도금 방식으로 증착된 Cu 방열판은 제품에 열이 축적될 경우 Cu와 substrate 사이의 residual stress로 인해 박리나 뒤틀림 현상 등이 발생하여 high power를 사용하는 device의 방열 소재로 사용하기에는 개선해야 할 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 magnetron sputter 증착 방법이 있으며, magnetron sputter은 대면적화가 용이하고, 다양한 물질의 증착이 가능한 장점으로 인해 hard coating 또는 thin film 증착과 같은 공정에 사용되고 있다. 특히 증착된 film의 특성을 조절하기 위해서 magnetron sputter에 pulse 또는 ICP (inductively coupled plasma) assisted 등을 적용하여 plasma 특성을 조절하는 방법 등에 관한 연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 pulsed magnetron sputtering 방식을 이용하여 증착된 Cu film 특성 변화를 확인하였다. 다양한 pulsing frequency와 pulsing duty ratio 조건에서, Si substrate 위에 증착된 Cu film과의 residual stress 변화를 측정하였다. Pulse duty ratio가 90% 에서 60%로 감소함에 따라서 Cu film의 residual stress가 감소하였고, pulsing frequency가 증가함에 따라 Cu film의 residual stress가 감소하는 것을 확인하였다. 증착 조건에 따른 plasma의 특성 분석을 위하여 oscilloscope를 이용하여 voltage와 current를 측정하였고, Plasma Sampling Mass spectrometer 를 이용하여 ion energy의 변화를 측정하였다. 이를 통해 plasma 특성 변화가 증착된 Cu film에 미치는 영향과 residual stress의 변화에 대한 연관성에 대하여 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.34 no.12
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• pp.1227-1234
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• 1997

ZnO thin films were prepared by rf-magnetron sputter at various conditions. Crystallinity, microstructure, chemical composition, and optical composition, and optical properties of the films were investigated as functions of substrate temperature (R. T.-50$0^{\circ}C$) an sputter gas (O2/Ar=0-50%). ZnO thin films grown at 50$0^{\circ}C$ with sputter gas of pure argon as well as at R. T. with sputter gas of a mixture of argon & oxygen(O2/Ar=2%) exhibit a strong tendency of (002) preferred orientation, compared with a considerable random orientation at the other conditions. The thin films with (002) preferred orientation has a chemical stoichiometry of Zn/O-1.01, a band gap of 3.3eV, and a packing density of 98% respectively.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2006.05a
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• pp.23.2-23.2
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• 2006

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.22 no.3
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• pp.277-283
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• 2009

In this paper, aluminum doped zinc oxide (ZnO:Al) thin films on plastic substrate such as poly carbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET) were prepared by RF magnetron sputtering method for flexible solar cell applications. Effects of the sputter pressure on the structural, electrical and optical properties were investigated. The crystallinity and the degree of the (002) orientation were deteriorated with increasing the sputter pressure. When the sputter pressure was higher, the conductivity of ZnO:Al films was improved because of the high carrier concentration and the Hall mobility. High quality ZnO:Al films with resistivity as low as $1.9{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$ and the optical transmittance over 80 % in the visible region have been obtained on PC substrate at 2 mTorr.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.33 no.2
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• pp.115-125
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• 2000

TiN films were deposited onto Stellite 6B alloy (Co base) by the reactive magnetron sputter ion plating. As the bias increases, TiN film changes from columnar structure to dense structure with great hardness and smooth surface due to densification and resputtering by ion bombardment. The content of oxygen and carbon impurities in the TiN film decreases greatly when the substrate bias is applied. The preferred orientation of the TiN films changes from (200) to (111) with decreasing $N_2$/Ar ratio, and from (200) to (111) and then (220) with increasing the substrate bias. The change of the preferred orientation is discussed in terms of surface energy and strain energy which are related to the impurity contents and the ion bombardment damage. The hardness of the TiN film increases with increasing compressive stress generated in the film by virtue of ion bombardment. It becomes as high as up to 3500kgf/mm$^2$ when an appropriate substrate bias is applied.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.56 no.5
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• pp.905-909
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• 2007

Crystalline and micro-structural characteristics of ZnO thin films which were deposited on p-Si(100) with cooling naturally down of pre-heated substrate during RF magnetron sputter deposition, were investigated by XRD and SEM in this paper. The film which was prepared on the substrate which was pre-heated to $400^{\circ}C$ before deposition and then cooled naturally down during deposition, showed the most outstanding c-axis preferred orientation. The ZnO thin film having the best crystalline result were applied to SMR type FBAR device and resonance properties of the device were investigated by network analyzer. It showed that resonance frequency was 2.05 GHz, return loss was -30.64 dB, quality factor was 3169 and electromechanical coupling factor was 0.4 %. This deposition method would be very useful for application of surface acoustic wave filter or film bulk acoustic wave resonator.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.329-329
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• 2011

We measured thin films thickness sputtered from Cu target in the magnetron sputter system. Thin films thickness is thin as integration power in target is large. Cu thin films thickness in 100 kWh integration watt was decreased by 20% when that of beginning was compared. But the shape of thin films thickness distribution was same. For the calculation of thin films thickness distribution in the 100 kWh, the angular distribution data sputtered of Cu particles is necessary when Ar ions enter to inclined erosion surface of Cu target. We used the relation results of sputter yield and main angular distribution of sputtering particles emitted from Cu target published by G. Betz.