• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.255-262
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• 1997

Ar과 $N_2$ 가스가 혼합된 분위기에서 반응성 스퍼터링 방법에 의하여 TiN 박막을 증 착하였다. $N_2$가스의 농도는 화학양론적으로 TiN이 형성되는 조건에 맞도록 조절하였으며, 기판의 온도는 실온에서부터 $700^{\circ}C$의 범위내로 유지하였다. (111)texture구조를 가지면서 화 학양론적으로 $Ti_{0.5}N){0.5}$인 박막은 기판의 온도가 $600^{\circ}C$이상에서 형성되었고, 기판의 온도가 $600^{\circ}C$에서는 형성된 박막은 N-과다형이었다. XRD, XPS 및 RBS 분석 결과 TiN 박막의 조 성비는 기판의 온도에 다소 의존하였으나 약 5% 이내에 불과하였다. TiN 박막의 면저항은 기판온도의 증가에 따라 감소하였고, 기판온도가 $600^{\circ}C$에서 증착된 TiN 박막의 면저항은 14.5$\Omega\Box$였고, Ar-가스 분위기에서 $700^{\circ}C$로 30초간 열처리한 후는 8.9$\Omega\Box$이었다. 따라서 반 응성 스퍼터링방법에 의하여 형성되는 양질의 TiN 박막은 기판온도가 $600^{\circ}C$이상이 최적조 건임을 알았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.115-121
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• 2012

사파이어 단결정은 GaN계 화합물 증착이 용이하여 고휘도의 청색을 구현하기 위한 LED(Light Emitting Diode)용 기판으로 크게 각광받고 있다. 공업용 사파이어의 제조 방법으로는 Kyropoulos법, Czochralski법 HEM(Heat Exchager Method)등 다양한 방법이 시도되고 있으며, 그 중 Kyropoulos법은 고품질의 대구경 사파이어 단결정 성장이 가능한 대표적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 Kyropoulos 공정의 특성상 결정성장로 내에서 용융 사파이어의 유동장이 단결정의 최종 품질을 결정하는데, 유동장의 변화와 이에 따르는 결정성장 거동을 관찰하기가 어렵다는 단점이 있다. 대구경화와 동시에 고품질의 사파이어 단결정을 생산하기 위해서는 성장로내의 유동장 해석을 통해 결정 성장조건을 최적화 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 기반으로 한 전산유동해석을 통해 Kyropoulos 성장로 내의 도가니 형상의 종횡비(h/d)에 따른 용융 사파이어의 대류거동을 관찰하여 도가니의 형상이 단결정 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 성장로의 설계시 도가니의 종횡비를 작게 고려하면 용융 사파이어의 대류속도를 늦추고 계면의 convexity를 줄여 사파이어 단결정의 품질향상에 도움이 된다는 결과를 얻었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권3호
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• pp.235-242
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• 2004

원재료로서 Si, NH$_4$Cl, NaN$_3$, NaCl을 사용하고 SHS법을 이용하여 $\alpha$-Si$_3$N$_4$ 분말을 제조하였다. NH$_4$Cl과 NaN$_3$는 첨가제로서, NaCl은 희석제로서 사용되었고 반응기내 최초 $N_2$ 압력은 60 atm이었다. $\alpha$-Si$_3$N$_4$분말을 제조함에 있어, 첨가제의 종류와 조성, 희석제의 첨가량에 따른 반응성 및 생성물의 특성을 조사하였는데, 우선 $\alpha$-Si$_3$N$_4$ 분말의 제조를 위한 최적의 반응계를 조사하였고, 최적의 반응계에서 최적의 조성을 확립하였다. 최적의 반응계는 Si-$N_2$-additive(NH$_4$C+NaN$_3$)-diluent(NaCl)이었고, 이때 최적의 조성은 38wt%Si+22.5wt%NH$_4$Cl+27.5wt%NaN$_3$+l2wt%NaCl이었다. 이 조건에서 생성된 최고 $\alpha$-Si$_3$N$_4$의 분율은 96.5wt%이었으며 생성된 분말의 입형은 길이가 약 10 $mu extrm{m}$이고 직경이 약 1 $\mu\textrm{m}$인 일방향으로 길게 성장한 부정형의 fiber 형태였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.162-162
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• 2010

InSb has received great attentions as a promising candidate for the active layer of infrared photodetectors due to the well matched band gap for the detection of $3{\sim}5\;{\mu}m$ infrared (IR) wavelength and high electron mobility (106 cm2/Vs at 77 K). In the fabrication of InSb photodetectors, passivation step to suppress dark currents is the key process and intensive studies were conducted to deposit the high quality passivation layers on InSb. Silicon dioxide (SiO2), silicon nitride (Si3N4) and anodic oxide have been investigated as passivation layers and SiO2 is generally used in recent InSb detector fabrication technology due to its better interface properties than other candidates. However, even in SiO2, indium oxide and antimony oxide formation at SiO2/InSb interface has been a critical problem and these oxides prevent the further improvement of interface properties. Also, the mechanisms for the formation of interface phases are still not fully understood. In this study, we report the quantitative analysis of indium and antimony oxide formation at SiO2/InSb interface during plasma enhanced chemical vapor deposition at various growth temperatures and subsequent heat treatments. 30 nm-thick SiO2 layers were deposited on InSb at 120, 160, 200, 240 and $300^{\circ}C$, and analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). With increasing deposition temperature, contents of indium and antimony oxides were also increased due to the enhanced diffusion. In addition, the sample deposited at $120^{\circ}C$ was annealed at $300^{\circ}C$ for 10 and 30 min and the contents of interfacial oxides were analyzed. Compared to as-grown samples, annealed sample showed lower contents of antimony oxide. This result implies that reduction process of antimony oxide to elemental antimony occurred at the interface more actively than as-grown samples.

• 한국표면공학회지
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• 제42권1호
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• pp.26-33
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• 2009

Recently ultra-supercritical steam power plants operate at $1000^{\circ}F$ ($538^{\circ}C$) and 3500 psi (24.1 MPa). Thermal efficiency of power plant will be increased about 2% if steam temperature increases from $1000^{\circ}F$ to $1150^{\circ}F$ ($621^{\circ}C$). In this study valve materials Incoloy901 (IC901) and Inconel718 (IN718) were nitrided to improve the surface hardness and solid lubrication function of the valve materials. The hardness of both IC901 and IN718 increased about two times by ion nitriding. IC901, IN718 and their nitrided specimens were corroded under ultra super-critical condition (USC) of $621^{\circ}C$. and 3600 psi (24.8 MPa) for 2000 hours. Oxidations of both IC901 and IN718 were very small due to the formation of protective oxide layer on the surface. But the corrosion resistance of both nitrided specimens decreased because of the formation of non-protective nitride layer of $Fe_{4}N$, $Fe_{2}N$ and CrN on the surface layer. The hardness of both nitrided IC901 and IN718 at $20{\mu}m$ depth from the surface decreased about 30% and 20% respectively by USC 2000 hours.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제27권2호
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• pp.137-143
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• 2010

Oxide semiconductors Thin-film transistors are an exemplified one owing to its excellent ambient stability and optical transparency. In particular zinc oxide (ZnO) has been reported because It has stability in air, a high electron mobility, transparency and low light sensitivity, compared to any other materials. For this reasons, ZnO TFTs have been studied actively. Furthermore, we expected that would be satisfy the demands of flexible display in new generation. In order to do that, ZnO TFTs must be fabricated that flexible substrate can sustain operating temperature. So, In this paper we have studied low-temperature process of zinc oxide(ZnO) thin-film transistors (TFTs) based on silicon nitride ($SiN_x$)/cross-linked poly-vinylphenol (C-PVP) as gate dielectric. TFTs based on oxide fabricated by Low-temperature process were similar to electrical characteristics in comparison to conventional TFTs. These results were in comparison to device with $SiN_x$/low-temperature C-PVP or $SiN_x$/conventional C-PVP. The ZnO TFTs fabricated by low-temperature process exhibited a field-effect mobility of $0.205\;cm^2/Vs$, a thresholdvoltage of 13.56 V and an on/off ratio of $5.73{\times}10^6$. As a result, We applied experimental for flexible PET substrate and showed that can be used to ZnO TFTs for flexible application.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.384-384
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• 2009

최근 태양전지 개발이 본격화 되면서 태양전지 웨이퍼 표면에서의 재결합에 의한 손실을 줄이고 반사도를 감소시키기 위한 ARC 개발이 활발히 진행되고 있다. 이를 위해 널리 사용하는 ARC 물질로 수소화된 실리콘 질화막이 있다. 수소화된 실리콘 질화막은 PECVD 법으로 저온에서 실리콘 기판 위에 증착 가능한 장점이 있다. 또한 실리콘 질화막의 광학적, 전기적인 특성은 화학적 조성비에 의해 결정되며 증착온도 가변에 따라 균일도 및 굴절률 조절을 가능케 하여 태양전지의 효율을 향상 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수소화된 실리콘 질화막을 태양전지에 적용하기 위해 질소 가스 분위기에서 PECVD를 이용하여 증착하고 그 특성을 분석하였다. 박막은 0.8 Torr의 압력에서 $150^{\circ}C{\sim}450^{\circ}C$의 기판 온도로 증착되었으며 이때의 RF power은 100W ~ 300W로 가변 하였다. 증착된 박막은 1.94 에서 2.23의 폭넓은 굴절률 값을 가지고 있었다. $SiH_4/NH_3$ 가스 비의 증가에 따라 박막 두께와 굴절률이 감소함을 확인 할 수 있었다. 이는 $NH_3$ 가스의 상대적인 증가에 따라 Si 생성을 선행하는 $SiH_4$ 가스의 부분압이 제한되기 때문이고, 이러한 결과로 박막내에 질소 원자가 증가함에 따라 N-H 결합이 증가하여 n-rich인 박막 상태가 되기 때문으로 분석된다. 증착된 실리콘 질화막의 소수반송자 수명 측정 결과 굴절률 2.23인 박막의 경우 약 87 us의 수명을 나타냈으며, 굴절률이 1.94로 줄어듦에 따라 소수반송자 수명 역시 79 us로 감소하였다. 수소화된 실리콘 질화막은 n-rich 보다 Si-rich 인 경우 effective 반송자 수명을 증가시켜 표면 재결합 속도를 줄이는데 유용함을 확인하였다. 또한 증착온도가 증가할수록, RF power가 증가 할수록 소수반송자 수명 역시 증가하였다. 반사도의 경우 $SiH_4$의 비율이 증가할수록 반사도가 감소함을 확인 하였으며, 증착온도 증가에 따라, RF power 증가에 따라 반사도가 감소하였다. 결과적으로 $450^{\circ}C$의 기판온도와 300W의 RF power에서 증착된 실리콘 질화막의 경우 가장 우수한 전기적, 광학적 특성을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.377-377
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• 2012

Microprocessor technology now relies on copper for most of its electrical interconnections. Because of the high diffusivity of copper, Atomic layer deposition (ALD) $TaN_x$ is used as a diffusion barrier to prevent copper diffusion into the Si or $SiO_2$. Another problem with copper is that it has weak adhesion to most materials. Strong adhesion to copper is an essential characteristic for the new barrier layer because copper films prepared by electroplating peel off easily in the damascene process. Thus adhesion-enhancing layer of cobalt is placed between the $TaN_x$ and the copper. Because, cobalt has strong adhesion to the copper layer and possible seedless electro-plating of copper. Until now, metal film has generally been deposited by physical vapor deposition. However, one draw-back of this method is poor step coverage in applications of ultralarge-scale integration metallization technology. Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) is a good approach to address this problem. In addition, the MOCVD method has several advantages, such as conformal coverage, uniform deposition over large substrate areas and less substrate damage. For this reasons, cobalt films have been studied using MOCVD and various metal-organic precursors. In this study, we used $C_{12}H_{10}O_6(Co)_2$ (dicobalt hexacarbonyl tert-butylacetylene, CCTBA) as a cobalt precursor because of its high vapor pressure and volatility, a liquid state and its excellent thermal stability under normal conditions. Furthermore, the cobalt film was also deposited at various $H_2/NH_3$ gas ratio(1, 1:1,2,6,8) producing pure cobalt thin films with excellent conformality. Compared to MOCVD cobalt using $H_2$ gas as a reactant, the cobalt thin film deposited by MOCVD using $H_2$ with $NH_3$ showed a low roughness, a low resistivity, and a low carbon impurity. It was found that Co/$TaN_x$ film can achieve a low resistivity of $90{\mu}{\Omega}-cm$, a low root-mean-square roughness of 0.97 nm at a growth temperature of $150^{\circ}C$ and a low carbon impurity of 4~6% carbon concentration.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.433-433
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• 2012

As the requirement in patterning geometry continuously shrinks down, the termination of etch process at the exact time became crucial for the success in nano patterning technology. By virtue of real-time optical emission spectroscopy (OES), etch end point detection (EPD) technique continuously develops; however, it also faced with difficulty in low open ratio etching, typically in self aligned contact (SAC) and one cylinder contact (OCS), because of very small amount of optical emission from by-product gas species in the bulk plasma glow discharge. In developing etching process, one may observe that coupon test is being performed. It consumes costs and time for preparing the patterned sample wafers every test in priority, so the coupon wafer test instead of the whole patterned wafer is beneficial for testing and developing etch process condition. We also can observe that etch open area is varied with the number of coupons on a dummy wafer. However, this can be a misleading in OES study. If the coupon wafer test are monitored using OES, we can conjecture the endpoint by experienced method, but considering by data, the materials for residual area by being etched open area are needed to consider. In this research, we compare and analysis the OES data for coupon wafer test results for monitoring about the conditions that the areas except the patterns on the coupon wafers for real-time process monitoring. In this research, we compared two cases, first one is etching the coupon wafers attached on the carrier wafer that is covered by the photoresist, and other case is etching the coupon wafers on the chuck. For comparing the emission intensity, we chose the four chemical species (SiF2, N2, CO, CN), and for comparing the etched profile, measured by scanning electron microscope (SEM). In addition, we adopted the Dynamic Time Warping (DTW) algorithm for analyzing the chose OES data patterns, and analysis the covariance and coefficient for statistical method. After the result, coupon wafers are over-etched for without carrier wafer groups, while with carrier wafer groups are under-etched. And the CN emission intensity has significant difference compare with OES raw data. Based on these results, it necessary to reasonable analysis of the OES data to adopt the pre-data processing and algorithms, and the result will influence the reliability for relation of coupon wafer test and whole wafer test.

• 한국재료학회지
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• 제1권4호
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• pp.229-235
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• 1991

$Ta_2O_5$ 박막은 실리콘산화막, 실리콘질화막 박막에 비해 유전율은 높으나 누설전류밀도가 높고, 절연파괴강도가 낮아 DRAM의 커패시터용 재료로서 실용화가 되지 못하고 있다. 본 연구에서는 LPCVD법으로 형성시킨 $300{\AA}$ 두께의 $Ta_2O_5$ 유전체박막에 대해 후속열처리 또는 전극재료를 변화시켜 열악한 전기적 특성의 원인을 규명하고자 하였다. 그 결과 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 박막은 전극에 의한 환원반응에 의해 전기적 특성이 열화됨을 알 수 있었고, 이를 TiN 전극의 사용으로 억제시킬 수 있었다. 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 유전체는 누설정류밀도가 $10^{-1}A/cm^2$, 절연파괴강도가 1.5MV/cm 정도였으며, $800^{\circ}C$에서 $O_2$열처리를 하면 전기적 특성은 개선되나, 유전율이 낮아진다 TiN 전극을 채용할 경우 누설전류밀도 $10^{-6}~10^{-7}A/cm^2$, 절연파괴강도 7~12MV/cm 로 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 박막과 비슷한 $Ta_2O_5$ 고유전막을 얻을 수 있었다.