• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.220.1-220.1
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• 2014

본 연구에서는 PECVD 공법 중에 이온화 에너지가 높은 선형이온빔 소스를 이용하여 고온에서 전도성 카본박막을 코팅하였다. 카본 박막 코팅을 위한 Precursor는 $C_2H_2$ gas를 이용하였으며, 온도에 따른 카본 박막의 전기적 특성 및 두께에 따른 카본 박막 성장 구조를 분석하였다. 카본 박막의 전기적 특성은 Interfacial contact resistance (ICR) 방법으로 측정하였으며, 접촉 저항 측정을 위한 모재는 SUS316L stainless steel을 사용하였고 카본 박막 성장 구조 분석을 위해서는 폴리싱된 Si-wafer를 사용하였다. 선형이온빔 소스를 이용하여 상온에서 증착한 카본 코팅의 접촉저항 값은 50 nm 코팅 두께에서 $660m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$으로 비정질상의 특성을 나타냈으며, 고온에서는 $14.8m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$으로 온도가 증가함에 따라 비정질상의 카본 박막이 전도성을 가지는 카본박막으로의 성장을 확인할 수 있었다. 또한 전도성 카본 박막의 성장 구조 분석은 FE-SEM 및 Raman spectrum 분석을 통해 확인하였으며, 그 결과 코팅 두께가 증가할수록 카본 입자들은 수nm에서 약 150 nm의 카본 cluster를 형성하며 성장하였다. 이때 전도성 카본 박막의 두께에 따른 접촉저항의 값은 고온 조건에서 카본 박막의 두께가 약 100 nm일 때, $12.1m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$의 가장 낮은 값을 가졌다. 위의 결과를 경제성이 아주 우수한 대면적 전도성 나노 카본 박막의 상용화 가능성이 높아질 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.116.1-116.1
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• 2017

본 연구는 PVD와 CVD를 동시에 사용한 하이브리드 공정시스템을 이용하여 Ti를 도핑한 Diamond-like carbon(DLC) 코팅 전극의 특성 분석에 대한 내용을 다루고 있다. DLC는 높은 경도, 낮은 마찰 계수, 화학적 안정성 등의 좋은 기계적 물성을 가지고 있어 주로 내마모성이 요구되는 분야에 주로 적용되어 왔다. 또한 DLC는 넓은 전위창 및 낮은 백그라운드 전류 등의 전기화학적 특성을 가지고 있어 최근 전극용으로 전도유망한 소재로 주목받고 있지만, 높은 비저항과 낮은 접착력은 여전히 극복해야할 문제로 남아있다. 본 연구에서는 Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 법과 High power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) 기법을 동시에 사용하여 Ti/TiC 하지층과 그 위에 Ti-DLC 막을 증착하였고, Ti 함량에 따른 DLC 박막의 특성변화를 살펴보았다. PVD/CVD 하이브리드 증착법에 의한 하지층은 DLC막과 기판사이의 밀착력을 향상시켰고, 기존 PECVD법과 비교하였을 때 하이브리드 증착법은 DLC 박막의 증착률을 크게 증가시켰다. DLC 박막에 소량의 Ti가 들어가면 C-C $sp^2$ 구조가 증가하여 전기적, 전기화학적 특성이 향상되었고, Ti의 함량이 일정 이상 증가하면 TiC의 영향을 받아 전기적, 전기화학적 특성이 나빠지는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 DLC를 전극으로 활용하기 위해 전기적 및 전기화학적 특성을 향상시키는 연구에 집중하였지만, 산업에 활용하기 위해서 기계적 물성향상과 수명에 관한 추가적인 연구가 이루어 진다면 DLC 전극 분야 발전에 많은 기여를 할 수 있을 것이라 생각한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.123-124
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• 2011

플라즈마 화학적 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition)공정 중 NH3 gas flow rate, RF power, SiH4 gas flow rate을 고정시키고 N2O gas flow rate을 0 sccm부터 250 sccm까지 변화시키는 조건 하에 SiON박막을 증착한 후 그 투과율, 굴절률을 측정하고 분석하였다. N2O gas flow rate조건별 시편들은 증착율을 계산하여 350 nm 두께로 동일하게 SiON을 증착하였고, borofloat위에 SiON을 증착한 샘플은 투과율을, 실리콘기판 위에 SiON을 증착한 샘플로는 굴절률을 측정하였다. 투과율의 경우는 UV/Vis spectrometer를 이용해 633 nm, 1550 nm 두 가지 파장 대 모두에서 N2O gas flow rate이 가장 큰 250 sccm일 때 가장 높은 것을 알 수 있었고 N2O gas flow rate이 낮아질수록 투과율 또한 작아지는 경향을 보였다. 굴절률은 ellipsometer를 이용해 측정하였으며 633 nm 파장에서 N2O gas flow rate가 가장 낮은 0 sccm일 때 굴절률이 가장 큰 값을 가지고 N2O gas flow rate이 커질수록 굴절률은 지수함수적으로 감소되었다(n=1.837~1.494). 이는 N2O gas flow rate이 낮을수록 SiN계열에 커질수록 SiO2계열에 가까워지는 현상으로 이해된다. 이러한 실험분석 결과는 향후 실리카 도파로의 설계 및 최적화를 위해 사용될 수 있다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.2
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• pp.227-232
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• 1994

Diamondlike carbon thin film has been fabricated with low discharging frequency, 450KHz by plasma enhanced chemical vapor deposition. Its physical properties such as optical band gap, microhardness and internal stress have been compared with 13.56MHz film. Optical band gap of 450KHz DLC thin film was less than 13.56MHz film and it was found that C-H bond concentration and total hydrogen contents in the film decreased greatly as the result of FT-IR and CHN analysis. Also, when DLC thin film was fabricated with low discharging frequency, it was expected that the adhesion of the film to the substrate was improved by the great decrease of internal stress without any considerable decrease of microhardness.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.11a
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• pp.387-390
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• 2002

SiC direct bonding technology is very attractive for both SiCOI(SiC-on-insulator) electric devices and SiC-MEMS(micro electro mechanical system) fields because of its application possibility in harsh environments. This paper presents pre-bonding techniques with variation of HF pre-treatment conditions for 2 inch SiC wafer direct bonding using PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) oxide. The PECVD oxide was characterized by XPS(X-ray photoelectron spectrometer) and AFM(atomic force microscopy). The characteristics of the bonded sample were measured under different bonding conditions of HF concentration and an applied pressure. The bonding strength was evaluated by the tensile strength method. The bonded interface was analyzed by using IR camera and SEM(scanning electron microscope). Components existed in the interlayer were analyzed by using FT-IR(fourier transform infrared spectroscopy). The bonding strength was varied with HF pre-treatment conditions before the pre-bonding in the range of $5.3 kgf/cm^2$ to $15.5 kgf/cm^2$

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.4
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• pp.354-361
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• 2008

The dielectric characteristics of low-k interlayer dielectric materials was fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). BTMSM precursor was evaporated and introduced with the flow rates from 16 sccm to 25 sccm by 1sccm step in the constant flow rate of 60 sccm $O_2$ in process chamber. Manufactured samples are analyzed components by measuring FT/IR absorption lines. Decomposition each Microscopic structures through two-dimensional correlation analysis about mechanisms for the formation of SiOCH in $SiOCH_3$, Si-O-Si and Si-$CH_3$ bonding group and analyzed correlation between the micro-structure of each group. It is a tendency that seems to be growing of Si-O-Ci(C) bonding group and narrowing of Si-O-$CH_3$ bonding group relative to the increasing flow-rate BTMSM. The order of changing sensitivity about changes of flow-rate in Si-O-Si(C) bonding group is cross link mode$(1050cm^{-1})$ $\rightarrow$ open link mode$(1100cm^{-1})\rightarrow$ cage link mode $(1140cm^{-1})$.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.47-52
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• 2009

We studied the electrical characteristics of low-k SiOCH interlayer dielectric(ILD) films fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). BTMSM precursor was evaporated and introduced with the flow rates from 16 sccm to 25 sccm by 1 sccm step with the constant flow rate of 60 sccm $O_2$ in process chamber. The vibrational groups of SiOCH thin films were analyzed by FT!IR absorption lines, and the dielectric constant of the low-k SiOCH thin films were obtained by measuring C-V characteristic curves. The heat treatment on SiOCH thin films reduced the FTIR absorption intensity of the Si-O-$CH_3$ bonding group and Si-$CH_3$ bonding group but increased the intensity of Si-O-Si(C) bonding group. The SiOCH ILD films could have low dielectric constant $k\;{\simeq}\;2$ and also be reduced further by decreasing the $CH_3$ group density and increasing Si-O-Si(C) group density through annealing process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.93-93
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• 2000

수소화된 비정질 탄소(a-C:H)는 그 증착 조건에 따라서 여러 가지 다른 구조와 특성을 갖게 되며, 특히 DLC(diamond-like carbon) 및 CNT(Carbon nanotube)는 FED (field emission display) 개발 면에서 중요하게 연구되고 있다. 우리는 a-C:H 박막을 PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) 방법으로 증착하고 CH4 가스를 사용하였고 기판 온도는 상온-32$0^{\circ}C$ 사이에서 변화되었다. 기판은 Corning 1737 glass, quartz, Si, Ni 등을 사용하였다. 증착 압력과 R.F. power는 각각 0.1-1 Torr 와 12-60w 사이에서 변화되었다. ESR 측정은 X-band(주파수 약 9 GHz)에서 그리고 상온에서 행해졌다. 상온에서의 스핀밀도는 약한-표준피치(weak-pitch standard) 스펙트럼과 비교하여 얻을 수 있었다. 그리고 a-C:H 박막의 구조는 He-Ne laser(파장 632.8 nm)를 이용하는 micro-Raman spectroscopy로 분석하였다. 증착조건에 따른 스핀밀도의 변화 및 Raman 스펙트럼에서의 D-peak, G-peak의 위치 및 반치록, I(D)/I(G) 등을 조사하였다. 증착된 a-C:H 박막은 R.F.power가 증가할수록 대체로 스핀밀도가 증가하였으며, Raman 스펙트럼에서의 I(D)/I(G) 비율은 대체로 감소하였다. 증착된 박막들은 polymer-like Carbon으로 추정되었으며, 스핀밀도가 증가할수록 대체적으로 흑연 구조 영역이 증가됨을 알 수 있었다. 또한 glass나 Si 기판에 비해 Ni 기판위에서 polymer-like Carbon 구조는 향상되는 경향을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.91-91
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• 2000

a-C:H 혹은 a-SiC:H 박막은 광전소자 및 태양전지 등의 개발에 있어서 중요한 물질이다. 우리는 a-C:H 및 a-SiC:H 박막을 PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) 방법으로 증착시키고, 박막의 가열에 따른 스핀밀도의 변화를 ESR (electron spin resonance) 측정을 통하여 조사하였다. PECVD 증착가스는 Ch4, SiH4 가스를 사용하였고, 기판은 Corning 1737glass를 사용하였으며, 기판 온도는 300-40$0^{\circ}C$, 증착 압력은 0.1-0.3 Torr, r.f. 전력은 3-36W 사이에서 변화되었다. ESR 측정은 상온 X-band 영역에서 수행되었고, modulation amplitude는 2.5G, modulation frequency는 100kHz 이었다. a-C:H 혹은 a-SiC:H 박막은 진공상태의 reactor, 혹은 공기중의 furnace 안에서 300-50$0^{\circ}C$ 영역에서 3-8시간 정도 가열되거나, 혹은 상온에서 약 50$0^{\circ}C$ 정도까지 단계적으로 가열되었다. 증착된 a-C:H 박막의 초기 구조는 Raman 측정으로부터 polymer-like Carbon으로 추정되었으며, 300-35$0^{\circ}C$ 가열시 초기 1시간 정도 사이에는 스핀밀도가 증가되었으나, 그 후 8시간 정도까지의 가열의 경우에도 대체로 동일하게 나타났다. 또한 상온으로부터 약 50$0^{\circ}C$까지 단계적으로 온도를 높여주며, 각 단계마다 1시간씩 가열했을 때도 30$0^{\circ}C$ 정도까지는 스핀밀도가 증가하다가 더 높은 온도로 가면서 다시 스핀밀도가 감소함을 볼 수 있었다. 이러한 스핀밀도의 초기 증가 및 감소를 일으키는 메카니즘에 대해서 논의해 볼 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.338-338
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• 2010

공정 중 발생하는 입자는 반도체 생산 수율에 가장 큰 영향을 끼치는 원인으로 파악되며, 생산 수율을 저하시키는 원인 중 70% 가량이 이와 관련된 것으로 알려져 있다. 현재 반도체 공정에서 입자를 계측하는데 사용하는 PWP (Particle per Wafer Pass) 방법은 표준 측정방법으로 널리 쓰이고 있으나, 실시간으로 입자의 양을 측정할 수 없고, Test wafer 사용에 따른 비용증가의 단점이 있어 공정 중에 입자를 실시간으로 측정할 수 있는 대안기술이 필요한 실정이다. ISPM (In-Situ Particle Monitoring)은 레이저 산란방식을 이용한 실시간 입자측정 장비로서 오염원 발생에 대한 즉각적인 대처와 조치가 가능하고 부가적인 추가 비용이 발생하지 않기 때문에 실시간 모니터링 장비가 없는 현재의 반도체 공정에 충분히 적용될 가능성이 있다. 특히 CVD 공정은 반도체 공정의 약 30%를 차지할 만큼 중요한 단계로 생성되는 오염입자 모니터링을 통해 공정 불량 유무를 판단할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 Silane 가스를 이용한 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정 중 발생되는 오염입자를 ISPM을 이용하여 실시간으로 측정하였다. 챔버 배기구에 두 가지 타입의 ISPM을 설치하고 공정압력, 유량, 플라즈마 파워를 공정변수로 하여 각각의 조건에서 발생되는 오염입자의 분포 변화를 실시간으로 측정하였으며 결과를 비교 분석하였다.