Sputtering chamber (1)
MRAM Device์ Thin film์ ์ฆ์ฐฉํ๊ธฐ ์ํ Sputtering chamber๋ก CoFeB/MgO ํน์ Co/Pt์ ๊ฐ์ PMA ๋ฌผ์ง์ ์ฆ์ฐฉ ๊ฐ๋ฅํ๊ณ Base pressure๋ -8 torr๊น์ง ์ง๊ณต์ ์ก์ ์ ์๋ ๊ณ ์ง๊ณต ์ฑ๋ฒ์ด๋ค. ์์ชฝ ์ฑ๋ฒ๋ฅผ ํต๊ณผํ ์ ์๋ ์ค์ gate๊ฐ ์์ด ์ด 10๊ฐ์ ๋ฌผ์ง์ in-situ๋ก ์ฆ์ฐฉ ํ ์ ์๋ค.
Sputtering chamber (2)
ReRAM device๋ฅผ ์ ์ํ๊ธฐ ์ํ Sputtering chamber.
Carbon, Tantalum, Aluminium ์ฐํ๋ฌผ ๋ฑ์ ์ฆ์ฐฉํ๋ค.
์ฐ์ธก ์ฑ๋ฒ๋ 3๊ฐ์ sputter gun์ด ์ฅ์ฐฉ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ ๋ฒคํ ์ ํตํ ์๋ฃ ๋ก๋ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
์ข์ธก ์ฑ๋ฒ๋ 5๊ฐ์ sputter gun์ด ์ฅ์ฐฉ๋์ด ์๋ค. ๋ ์ฑ๋ฒ๋ ๋ก๋๋ฝ์ ํตํด ์ํ์ in-situ ์ด๋์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. Turbo molecular pump๋ฅผ ํตํด 10^-7 Torr์ ์๋ ฅ์ ์ ์งํ๋ค.
Sputtering chamber (3)
์ฐํ๋ฌผ ๋ฐ ์นผ์ฝ๊ฒํํฉ๋ฌผ์ ์ด์ฉํด ์ ํ์์ sputtering chamber (1).
์๋จ์ 3๊ฐ์ sputter gun์ด stage๋ฅผ ํฅํด ์ฅ์ฐฉ๋์ด์๋ค. chamber ํ๋จ์ ์์นํ stage๋ ํ์ ๋ฐ ๊ฐ์ด์ด ๊ฐ๋ฅํ์ฌ ๋ฐ๋ง์ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ์ฆ์ฐฉ๋๋๋ก ํ๋ค. ์ฐ์, ์ง์ ๋ฑ์ reactive sputtering์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Sputtering chamber (4)
์ฐํ๋ฌผ ๋ฐ ์นผ์ฝ๊ฒํํฉ๋ฌผ์ ์ด์ฉํด ์ ํ์์ sputtering chamber (2).
ํ๋จ์ 3๊ฐ์ sputter gun์ด stage๋ฅผ ํฅํด ์ฅ์ฐฉ๋์ด์๋ค. chamber ํ๋จ์ ์์นํ stage๋ ํ์ ๋ฐ ๊ฐ์ด์ด ๊ฐ๋ฅํ์ฌ ๋ฐ๋ง์ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ์ฆ์ฐฉ๋๋๋ก ํ๋ค.
์ฐ์, ์ง์ ๋ฑ์ reactive sputtering์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Sputtering chamber (5)
์ฐํ๋ฌผ ๋ฐ ์นผ์ฝ๊ฒํํฉ๋ฌผ์ ์ด์ฉํด ์ ํ์์ ์ฆ์ฐฉ ์ํ sputtering chamber (3).
ํ๋จ์ 4๊ฐ์ sputter gun์ด stage๋ฅผ ํฅํด ์ฅ์ฐฉ๋์ด์๋ค. chamber ํ๋จ์ ์์นํ stage๋ ํ์ ๋ฐ ๊ฐ์ด์ด ๊ฐ๋ฅํ์ฌ ๋ฐ๋ง์ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ์ฆ์ฐฉ๋๋๋ก ํ๋ค. ์ฐ์, ์ง์ ๋ฑ์ reactive sputtering์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Sputtering chamber (6)
๊ธ์ ๋ฐ ์นผ์ฝ๊ฒํํฉ๋ฌผ ์ฆ์ฐฉ ์ํ sputtering chamber.
5๊ฐ์ sputter gun์ด ์ฅ์ฐฉ๋์ด ๊ธ์๊ณผ ์นผ์ฝ๊ฒํํฉ๋ฌผ ํ๊ฒ์ด ์ฆ์ฐฉ๋์ด์๋ค.
์ฐ์ธก์ ์ํ ๋ก๋ฉ์ ์ํ pre-chamber๊ฐ ์์ด ๋น ๋ฅธ ๊ฐ์์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Vacuum heater
ํ ๋ก๊ฒ ๋จํ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ณ ์ง๊ณต์์ ์ด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ ์ ์๋ ์ฑ๋ฒ.
์๋ ฅ์ 10^-7 Torr, ์จ๋๋ 450โ๊น์ง ์ด์ฒ๋ฆฌ ๊ฐ๋ฅํ๋ค.ย
์๋ฅด๊ณค, ์ง์, ์ฐ์ ๋ฑ์ ๊ฐ์ค ์ ์ ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Photolithography
Photo Resist์ pattern์ ์ํ ์ฅ๋น๋ก ํน์ mask๋ฅผ ํตํ์ฌ ๋น์ ํต๊ณผ์ํค๊ณ ํต๊ณผ์ํค์ง ์์์ ๋ฐ๋ผ์ ์ํ๋ ๋ชจ์์ ๋ง๋ค ์ ์๋ค. ์ต๋ 1~2um ํญ๊น์ง lithogarphy๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๋ฉฐ 8inch waper๊น์ง ํจํด์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Fiber coating system
์๋์ง๋ฅผ ๋ฐ์์ํค๋ ์ฌ์ ๋ฅผ ์ ์ํ๊ธฐ ์ํด์ ์ด๊ฒฝํ์ฑ ๊ณ ๋ถ์์ ์ด๊ฐ์์ฑ ๊ณ ๋ถ์๋ฅผ ์ฝํ ํ ์ ์๋ ์ฅ์น์ด๋ค. ์ฝํ ํ๊ณ ์ถ์ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ผ์ ๋ ธ์ฆ์ ์ง์ ์ ์ํ์ฌ ์ฐ๊ตฌ์ ์์ฉํ๊ณ ์๋ค.
3D printer
PLA, ABS ๋ฑ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์์ฌ์ ํจ๊ป ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ Nylon, PC ๋ฑ ํน์ ์์ฌย
160 x 160 x 160mm์ ์ฌ์ด์ฆ์ ์ต๋ ์จ๋ 350๋์ ๋ฉํ ๋ ธ์ฆ
ํ๋ผ๋ฉํธ ์ผ์๋ฅผ ํตํ ์๋ ๊ฐ์ง์ ์ผ์์ ์ง, ์ฌ์์ ๊ธฐ๋ฅ
๊ฐ๋ก ์ธ๋ก ๋์ด 16cm ์ ์ ๊ฐ๋ฅ
์ธ๋ถ ์ผ์ด์ค์ ๋ด๋ถ ํ๋ ์์ ์๋ฃจ๋ฏธ๋ ์ ์ฉ, ์ง๋๊ณผ ๋ด๊ตฌ์ฑ ๋ชจ๋๋ฅผ ํด๊ฒฐ
์ค์น ์ ๊ณ ์ ๋๋ ๋ฐ์๊ตฌ์ ๋ ๋ฒจ๋ง ์์คํ
Furnace(1)
์ ์ง๊ณต(1mTorr)์์ ์ด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ ์ ์๋ ์ฅ์น.
์ต๋ 1000โ๊น์ง ์น์จํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, 80cm์ ๊ฑธ์ณ 3๊ฐ์ ํํฐ๊ฐ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์์ด ์จ๋๋ถํฌ๋ฅผ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ํ ์ ์๋ค. coil์ ์ฐ๊ฒฐํ์ฌ plasma treatment๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Furnace(2)
1์๊ฐ์์ 1000๋๊น์ง ์ฌ๋ ค์ ์ด์ ๊ฐํด์ค ์ ์๋ ํํฐ.ย
๋ฐ๋์ฒดย ์์์ ๊ฒฐ์ ํ๋ฅผ ์ํด annealing ๊ณต์ ์์ ๋ง์ด ์ฐ์ด๊ณ ์๋ค.
๋๋ ์ฐ์๋ฅผ ์ฃผ์ ํ๋ฉด์ ์ฐํ์ํฌ ๋ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค.
์ด ์ฅ๋น๋ ํํฐ ๋ธ๋ก์ ์ด๋์ํฌ ์ ์๋๋ก ํธ๋์ ์ฅ์ฐฉ๋์ด์๋ค.ย
์ํ๋ ์จ๋๊น์ง ์์นํ๋ ์๊ฐ, ์จ๋ ์ ์ง ์๊ฐ, ์จ๋ ๋จ์ด์ง๋ ์๊ฐ์ ์ค์ ํ ์ ์๋ค.ย
XRD
๋ค๋ชฉ์ ๊ณ ๋ถํด๋ฅ X-์ ํ์ ์ฅ์น
- ๊ณ ๋ถํด๋ฅ ๋ฐ๋ง๋ถ์ ๋ฐ ๋ถ๋ง ํ์ ๋ถ์ ๋์
- ์๋ฃ ์ํํ ๊ณ ๋ถํด๋ฅ ๊ณ ๋์ค๋ฏธํฐ
- Guidance software์ ์ํ ์๋ ์ธก์ ๊ธฐ๋ฅ
- CBO(Cross Beam Optics) ์ฅ์ฐฉ ๊ฐ๋ฅ
- In-plane ์ธก์ ๊ฐ๋ฅ
- 9kW ๊ณ ์ถ๋ ฅ X-์ ๋ฐ์์ฅ์น ์ ํ ๊ฐ๋ฅ
๋ค๋ชฉ์ ๊ณ ๋ถํด๋ฅ ํ์ ์ฅ๋น์ธ SmartLab์ ์๋ํ๋ ๋ชจ๋ํ XRD๋ก, ๋ฐ๋ง ๋ฑ์ ๋ค์ํ ์๋ฃ๋ฅผ Guidance ๊ธฐ๋ฅ์ ์ํด ์์ ์๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ธก์ ํฉ๋๋ค. Rigaku ๋ถ์๋ ธํ์ฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ๊ฐ๋ฐ๋ Guidance ์ํํธ์จ์ด ํจํค์ง๋ ๋ถ์์์๊ฒ ๋ค์ํ ๋ถ์๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๊ฐ ์๋ฃ์ ๋ํ ์ต์ ์ ์ธก์ ์กฐ๊ฑด์ ์ ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ๋ฌธ๊ฐ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์ด๊ธ์๋ ๊ทธ ๋์ ์ด๋ ค์ ๋ ๋ฐ๋ง ๊ณ ๋ถํด๋ฅ ์ธก์ ์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํฉ๋๋ค. ๋ถ์ ๋ชฉ์ ์ ๋ฐ๋ผ ๋ถ๋ง XRD ๋๋ ๋ฐ๋ง ๊ณ ๋ถํด๋ฅ XRD๋ก ๊ตฌ์ฑํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, 3kW ๋๋ 9kW X-์ ๋ฐ์์ฅ์น ์ ํ์ด ๊ฐ๋ฅํฉ๋๋ค.
Optical measurement
๊ฐ์๊ด์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ฌผ์ง์ ๋ชจ์ต์ ๋ณผ์ ์๋ ํ๋ฏธ๊ฒฝ์ผ๋ก Sample์ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ํ์ธ ๋ฐ ์ ์ฅ ํ ์ ์๋ค. ์ต์ ๋ฐฐ์จ์ x20๋ฐฐ ์ต๊ณ ๋ฐฐ์จ์ x250๋ฐฐ ๊น์ง ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ํ์ธ ํ ์ ์๋ค.
Hall measurement
์ธ๋ถ ์๊ธฐ์ฅ์ ์ฃผ๋ฉฐ ์ ๋ฅ ์ธก์ ์ ํ ์ ์๋ ์ฅ๋น๋ก ์ธ๋ถ ์๊ธฐ์ฅ์ ์ธ๊ธฐ๋ 10000G ๊น์ง ์ธ๊ฐํด ์ค ์ ์๊ณ ์ ๋ฅ ํฐ๋ฏธ๋์ ์ต๋ 12๊ฐ ๊น์ง ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ํ์ ํ์ ์ 360๋ ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
MOKE
๊ฐ์์ฑ์ฒด ๋ฌผ์ง์ ์๊ตฌ๋ฒฝ ์ด๋์ ํ์ธํ ์ ์๋ ์ฅ๋น๋ก x์ถ๊ณผ z์ถ์ผ๋ก ์๊ธฐ์ฅ์ ์ฃผ๋ฉฐ ์๊ตฌ๋ฒฝ ์ด๋์ ํ์ธํ ์ ์๊ณ ์์์ ์ ๋ฅ๋ฅผ ํ๋ ค์ฃผ๋ฉด์๋ ์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ธ๋ถ ์๊ธฐ์ฅ์ ์ต๋ ํฌ๊ธฐ๋ z์ถ์ผ๋ก๋ ์ต๋ 200 G x์ y์ถ์ผ๋ก๋ 6000 G๊น์ง ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
Semiconductor characterization system