• 한국진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.188-192
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• 2013

반도체 소자의 소형화, 고집적화로 박막의 다층화 및 선폭 감소로 인한 실리콘 웨이퍼와 금속 박막 사이의 확산을 방지하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 tungsten (W)을 주 물질로 증착시 nitrogen (N)의 유량을 2.5~10 sccm으로 변화시키며 증착된 확산방지막의 nano-mechanics 특성에 대해 연구하였다. 증착률, 비저항 및 결정학적 특성을 ${\beta}$-ray backscattering spectroscopy, 4-point probe, X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 측정한 후 Nano-indenter를 사용하여 nano-mechanics 특성을 조사하였다. 그 결과 질소 가스 유량이 5 sccm 포함된 박막에서 표면 경도(surface hardness)는 10.07 에서 15.55 GPa로 급격하게 증가하였다. 이후 질소가스의 유량이 7.5 및 10 sccm에서는 표면 경도가 각각 12.65와 12.77 GPa로 질소 가스 유량이 5 sccm인 박막보다 표면경도가 상대적으로 감소하였다. 이는 박막 내 결정질과 비정질의 W과 N의 결합 비율의 차이에 의한 영향으로 생각되며, 또한 압축응력에 기인한 스트레스 증가가 원인으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.816-820
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• 2013

We investigated the characteristics of the silicon oxy-nitride and nitride films grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) at the low temperature with a varying $NH_3/N_2O$ mixing ratio and a fixed $SiH_4$ flow rate. The deposition temperature was held at $150^{\circ}C$ which was the temperature compatible with the plastic substrate. The composition and bonding structure of the nitride films were investigated using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Nitrogen richness was confirmed with increasing optical band gap and increasing dielectric constant with the higher $NH_3$ fraction. The leakage current density of the nitride films with a high NH3 fraction decreased from $8{\times}10^{-9}$ to $9{\times}10^{-11}(A/cm^2$ at 1.5 MV/cm). This results showed that the films had improved electrical properties and could be acceptable as a gate insulator for thin film transistors by deposited with variable $NH_3/N_2O$ mixing ratio.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.538-539
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• 2013

여러 장점으로 인해 OLED는 디스플레이 및 조명 등 적용분야가 넓어지고 있지만, 수분 및 산소에 취약하여 그 수명이 제한되는 단점이 있다. 이를 해결하고자 현재까지는 glass cap을 이용한 encapsulation 기술이 적용되고 있지만, flexible 기판에 적용하지 못하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하고자 여러 가지 thin film encapsulation 기술이 적용되고 있으나 보다 신뢰성이 높은 기술의 개발이 절실한 때이다. Encapsulation 무기 박막 물질로서 $Si_3N_4$ 박막은 PE-CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 박막 증착법을 사용한 많은 연구가 진행되어, 저온에서의 좋은 품질의 박막 증착이 가능하지만, 100도 이하의 thermal budget을 갖는 OLED Encapsulation에 사용하기에는 충분하지 않았다. CVD 박막의 특성을 더욱 개선하기 위해 최근 ALD (Atomic Layer Deposition) 방법을 통한 $Al_2O_3$ film 증착 방법이 연구되고 있지만, 낮은 증착 속도로 인해 양산에 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 또 다른 해결책으로서 Digital CVD 방법을 이용한 양질의 $Si_3N_4$ 박막의 증착을 연구하였다. 이것은 ALD 증착법과 유사하며, 1st step에서 PECVD 방법으로 4~5 ${\AA}$의 얇은 silicon 박막을 증착하고, 2nd step에서 nitrogen plasma를 이용하여 질화 반응을 진행하고, 이러한 cycle을 원하는 두께가 될 때까지 반복적으로 진행된다. 이 때 1 cycle 당 증착속도는 7 ${\AA}$/cycle 정도였다. 최적의 증착 방법과 조건으로 기존의 CVD $Si_3N_4$ 박막 대비 1/5 이하로 pinhole을 최소화 할 수는 있지만 완벽하게 제거하기는 힘든 문제가 있고, 이를 해결하기 위한 개선을 위한 접근 방법이 필요하다고 판단하였다. 본 연구에서는 무기물 박막인 carbon nitride를 이용한 SiN/C:N multilayer 증착 연구를 진행하였다. Fig. 1은 CVD 조건으로 증착된 두께 750 nm SiN film에서 여러 층의 C:N film layer를 삽입했을 때, 38 시간의 85%/$85^{\circ}C$ 가속실험에 따라 OLED의 발광 사진이다. 그림에서 볼 수 있듯이 C:N 층을 삽입하고 또한 그 박막의 수가 증가함에 따라서 OLED에 대한 encapsulation 특성이 크게 개선됨을 확인할 수 있다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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• pp.911-913
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• 2008

In this work, nonvolatile memory (NVM) devices for system on panel of flat panel display (FPD) were fabricated using low temperature polycrystalline silicon (LTPS) thin film transistor (TFT) technology with an oxide-nitride-oxynitride (ONOn) stack structure on glass. The results demonstrate that the NVM devices fabricated using the ONOn stack structure on glass have suitable switching characteristics for data storage with a low operating voltage, a threshold voltage window of more than 1.8 V between the programming and erasing (P/E) states after 10 years and its initial threshold voltage window (${\Delta}V_{TH}$) after $10^5$ P/E cycles.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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• pp.389-392
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• 2009

Metal oxides have been proposed as an alternative channel material to hydrogenated amorphous silicon in thin film transistors (TFTs) because their higher mobility and stability make them suitable for transistor active layers. Thin films of indium zinc oxide (IZO) were deposited using a High Target Utilization Sputtering (HiTUS) system on various dielectrics, some of which were also deposited with the HiTUS. Investigations into bottom-gated IZO TFTs have found mobilities of 8 $cm^2V\;^1s^{-1}$ and switching ratios of $10^6$. There is a variation in the threshold voltage dependent on both oxygen concentration, and dielectric choice. Silica, alumina and silicon nitride produced stable TFTs, whilst hafnia was found to break down as a result of the IZO.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.176-176
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• 2010

OLED(Organic Light Emitting Device)는 LCD(Liquid Crystal Display)의 뒤를 잇는 차세대 디스플레이의 선두주자로서 자체발광형이기 때문에 백라이트 등의 보조광원이 불필요하며, 구동전압이 낮고 넓은 시야각과 빠른 응답속도 등의 특징을 가지고 있다. 또한 플렉서블 기판을 사용할 수 있어 차세대 디스플레이인 플렉서블 디스플레이에 적합하다. 플렉서블한 디스플레이를 만들기 위해서 플라스틱 기판에 OLED 물질을 사용하여 기존에 무겁고, 깨지기 쉬우며, 변형이 불가능한 유리로 만든 소자 보다 더 가볍고 깨지지 않고 변형이 가능한 플렉서블 디스플레이를 제작 할 수 있다. 그러나 플라스틱 기판은 매우 큰 투습율을 가지고 있어 OLED소자에 적용시키면 공기 중의 수분이나 산소와 접촉이 많아져 쉽게 산화되어 소자의 효율 및 수명이 짧아진다. 또한 OLED에 사용되는 유기물도 산소나 수분에 의해 특성이 급격히 저하되기 때문에 산소 및 수분의 차단은 필수적이다. 이러한 단점을 최소화하기 위해서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)로 만든 SiON(Silicon Oxynitride), $SiO_2$(Sillicon dioxide), $Si_3N_4$(Sillicon nitride) 박막을 차단막(Passivation layer)으로 사용하였다. PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)로 만든 SiON(Silicon Oxynitride), $SiO_2$(Sillicon dioxide), $Si_3N_4$(Sillicon nitride) 각각의 박막의 Crack의 특성을 85%-$85^{\circ}C$조건에서 24hr 측정하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제43권3호
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• pp.159-164
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• 2010

Surface roughness of deposited or etched film strongly depends on ion bombardment. Relationships between ion bombardment variables and surface roughness are too complicated to model analytically. To overcome this, an empirical neural network model was constructed and applied to a deposition process of silicon nitride (SiN) films. The films were deposited by using a pulsed plasma enhanced chemical vapor deposition system in $SiH_4$-$NH_4$ plasma. Radio frequency source power and duty ratio were varied in the range of 200-800 W and 40-100%. A total of 20 experiments were conducted. A non-invasive ion energy analyzer was used to collect ion energy distribution. The diagnostic variables examined include high (or) low ion energy and high (or low) ion energy flux. Mean surface roughness was measured by using atomic force microscopy. A neural network model relating the diagnostic variables to the surface roughness was constructed and its prediction performance was optimized by using a genetic algorithm. The optimized model yielded an improved performance of about 58% over statistical regression model. The model revealed very interesting features useful for optimization of surface roughness. This includes a reduction in surface roughness either by an increase in ion energy flux at lower ion energy or by an increase in higher ion energy at lower ion energy flux.

• 한국진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.255-260
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• 1993

$Si_3N_4$와 $SiO_2$ 박막을 고순도로 생장시키기 위하여 UHV-LCVD 장치를 제작하였다. 이 장치는 CVD 반응실, 시료주입 장치, 가스주입 장치, 광여기를 위한 레이저 창, 질량분석 장치로 구성되어 있다. UHV-LCVD는 low pressure, low vacuum CVD에 비해 제작상의 어려움이 따르나 초고진공 분위깅에서 반응 가스의 양을 정확히 조절하여 고순도의 박막을 제잘할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.354-354
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• 2007

Titanium nitride (TiN) thin films are widely used for hard coatings due to their superior hardness. In this paper, we wanted see how the films properties are changed according to DC power. TiN thin films were deposited by direct current (DC) magnetron sputtering method using TiN compound target on silicon substrates. The films structural properties are examined by X-ray Diffractions (XRD) and tribological properties are measured by nano-indentation, nano-scratch tester, nano-stress tester. Especially in DC power of 150 W, the maximum hardness and the minimum residual stress of TiN film exhibited about 25 GPa and 1 GPa, respectively. And also, the critical load of TiN film prepared by magnetron sputtering method were measured over 30 N.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1436-1440
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• 2018

SiN and SiCN film production using plasma-enhanced atomic layer deposition (PE-ALD) is investigated in this study. A developed high-power and high-density multiple inductively coupled plasma (multi-ICP) source is used for a low temperature PE-ALD process. High plasma density and good uniformity are obtained by high power $N_2$ plasma discharge. Silicon nitride films are deposited on a 300-mm wafer using the PE-ALD method at low temperature. To analyze the quality of the SiN and SiCN films, the wet etch rate, refractive index, and growth rate of the thin films are measured. Experiments are performed by changing the applied power and the process temperature ($300-500^{\circ}C$).