• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.192-197
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• 2016

새로운 재료가 개발되어 점점 반도체 디바이스의 적용으로 인해 반도체 장치 구조의 미세화를 촉진하고 있고 반도체 디바이스의 제조공정에서는 초기불량이나 일정시간 가동 후의 고장이 끊이지 않고 발생하고 있어 그 결함에 대한 해석은 날이 갈수록 중요해지고 있다. 여기서는 반도체 디바이스의 전기적 고장 검출과 디바이스 결함부의 물리해석에 대해 서술한다. 물리해석에는 주사전자현미경이나 투과전자현미경, 집속이온빔가공장치와 같은 전자나 이온을 이용한 장치가 사용되는데 여기서는 그 사용기술과 특성에 대해 서술하고자 한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제25권2호
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• pp.81-86
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• 2005

본 논문에서는 반도체 패키지 내부결함의 비파괴 정량평가를 위한 ESPI 기법을 이용한 시스템 및 검사기 법을 제안하고 있으며, 검사시스템은 ESPI 검사장치, 열변형유도장치, 단열챔버로 구성되어있다. 기존 초음파, X-ray 기반의 검사기법에 비하여 측정시간 및 검사방법이 용이하며, 결함의 정량검출이 가능하다는 장점이 있다. 검사결과에서 대부분의 결함이 열 방출이 많은 칩 주위에서 박리결함으로 나타났으며, 원인은 층간 접착강도의 약화와 열분배 설계에서 문제점인 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.165-165
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• 2012

비정질의 Tantalum-indium-zinc oxide (TIZO) 박막 트랜지스터는 RF-sputtering 방법으로 증착되었으며 소결된 단일 타겟을 사용하였다. 증착당시 반응 가스는 알곤과 산소를 95 : 5로 섞어 반응성 스퍼터링을 진행하였으며, 1 mtorr에서 5 mtorr까지 다양한 공정압력에서 증착한 이 후 Furnace system을 통하여 $350^{\circ}C$의 온도로 1시간 동안 후열처리 공정을 진행하였다. 비정질 TIZO 박막을 활성 층으로 사용하여 제작한 박막 트랜지스터는 공정압력이 낮아짐에 따라 높은 이동도와 낮은 subthrehsold gate swing 보였다. 이러한 현상의 원인을 규명하고자 물리적, 전기적, 광학적 분석을 통하여 공정압력의 변화가 박막 트랜지스터 구동에 미치는 영향을 해석하였다. 우선 공정압력에 따른 TIZO 박막의 Ta, In, Zn, O 각각의 조성을 분석하기 위하여 Rutherford back scattering (RBS) 분석을 실시하였다. 또한 X-선 회절(X-ray diffraction)분석을 통해 열처리된 TIZO 박막은 공정압력에 따라 물리적 구조의 변화를 일으키지 않으며 모든 박막은 비정질상을 보이는 것을 확인하였다. 3.3eV의 광학적 밴드 갭은 기존에 보고되었던 비정질 산화물 반도체(InGaZnO, HfInZnO 등)와도 유사한 밴드갭을 가지고 있음을 확인하였다. 또한, spectroscopic ellipsometry (SE)분석을 통하여 전도대 이하 밴드 갭 내에 존재하는 결함상태 및 전도대에서 결함상태까지의 에너지 준위 그리고 공정압력에 따라 결함의 양과 발생되는 에너지 준위가 변화하는 현상을 관측하였다. 박막을 제조 할 때의 공정압력은 박막 내의 결함의 양 및 발생되는 에너지 준위의 변화를 야기하고 변화된 결함의 양과 발생된 에너지 준위에 따라 박막트랜지스터의 전기적 특성을 변화시킨다는 결과를 도출하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.367-369
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• 2009

플렉서블 태양전지용 연성기판재에는 플라스틱재와 금속재가 있다. 기존의 연성기판인 플라스틱의 경우 열과, 내구성, 화학약품에 약하다는 단점이 있으며, 금속기판은 높은 생산원가, 박판화의 어려움 등의 문제를 안고 있다. 일반적으로 기판재와 cell을 구성하는 반도체 층의 열팽창 거동 차이에 의한 열 변형이 태양전지의 공정안정성에 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, cell을 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 금속기판재의 적용이 필요하다. Si 박막 태양전지의 경우 Si 열팽창 거동과 비슷한 특성을 갖는 기판재의 개발이 필요하다. 전주법을 적용하여 조성이 다른 Ni계 합금의 열팽창 거동을 TMA 장비를 사용하여 측정하였다. 그리고 전산해석 Tool을 활용하여 가상의 Si 박막 태양전지 제조공정을 설정하고 고온 공정온도에서 상온으로 냉각시 발생되는 층간 열변형 연구를 수행하였고 열팽창 거동이 다른 합금 상에 Si층을 증착하여 열 충격에 의한 결함 발생여부를 관찰하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.285-288
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• 2007

박막형 태양전지 및 플렉서블 태양전지 기판으로 사용되는 금속기판의 우수성은 잘 알려져 있다. 그러나 상용 금속기판이 직면하고 있는 문제점을 보완하기 위해서 전주법으로 제조된 2원합금 금속포일을 개발하였으며, 박막형 및 플렉서블 태양전지의 기판재로 적용가능성을 확인하였다. 일반적으로 태양전지를 제조할 때 열 공정이 수행되며, 이때 기판재와 cell을 구성하는 반도체의 열팽창 계수 차이에 의한 열변형으로 결함이 발생될 수 있고, 태양전지 효율 및 수명을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 이러한 원인이 될 수 있는 구성 재료간의 열팽창계수 차이에 의한 cell 의 변형량을 추정하기 위해 유한요소해석 방법을 사용하였다. 유한요소해석을 수행하기 위해 ALGOR 라는 해석 tool 을 사용하였다. 유한요소해석 수행에 사용된 상용 금속인 Mo, Ti, Al, SUS 포일과 전주법으로 제조된 2원합금 금속포일의 열팽창 계수는 실험을 통한 측정치이며, cell을 구성하는 반도체의 열팽창 계수와 열특성은 참고 문헌에 있는 자료들이다. 이 값들을 기반으로 cell 의 구성을 단순화시킨 가상의 태양전지가 제조 공정 온도에서 상온으로 냉각될 때의 열변형량을 계산하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.298-298
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• 2012

본 연구에서는 Bias Temperature Stress (BTS) 측정을 통한 다층세라믹커패시터(Multi-Layer Ceramic Capacitor, MLCC) 소자 분석에 대한 연구를 진행하였다. BTS 분석은 소자 내부에 존재하는 Na+, K+ 등의 mobile charge 검출을 위한 방법으로 positive bias와 negative bias stress에 따른 C-V 특성 곡선으로부터 mobile charge의 정량적 해석이 가능하다. 실험 결과 positive bias stress 후의 C-V 특성 곡선이 stress 전 C-V 특성 곡선과 비교해 negative bias 영역으로 0.0376 V 만큼 shift 하였다. 또한 수식(QM = $Cox{\cdot}{\triangle}V$)으로부터 $1.7{\times}1,011$개의 mobile charge가 존재함을 확인하였다. 본 연구는 MLCC 소자 내의 금속 오염물 존재 여부에 따른 소자의 전기적 특성 변화 분석을 위해 진행되었으며, BTS 분석은 반도체 소자 뿐 아니라 본 연구에서와 같이 커패시터 소자의 결함 여부 판단에도 이용 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.1957-1960
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• 1997

일반적으로, Thyristor와 같은 반도체 소자는 수명이 반영구적이라고 알려져 왔으나, 실제로는 사용 시간이 지남에 따라 열화 과정을 가지는 것으로 보고되고 있다. 이는 소자 제조 공정상의 결함이나 가공 불량, 소자 접합면에 존재하는 물리적 불균질성 등이 원인이 되는데 이들 원인으로 인해 반도체 소자내에 취약부위가 존재하게 된다. Thyristor 소자 응용 시스템에 있어서, 운용 중 발생되는 전기적 물리적 스트레스는 Thyristor 소자내의 취약부위에 집중되는데, 시간이 지남에 따라 취약부위가 확산되고 열화가 가속되어 갑작스런 소자 파손으로 이어지게 된다. 본 논문에서는 Thyristor 소자의 열화 과정을 이론적인 측면에서 해석하고, 실제 산업현장에서의 Thyristor 열화 발생 사례를 중심으로 대용량 Thyristor의 열화 평가방법에 대하여 고찰한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.2085-2092
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• 2016

IC 기판의 가장 중요한 성질들의 하나는 넓은 영역에 걸쳐 균일해야만 한다는 것이다. 웨이퍼 결함 분석의 다양한 물리적 접근 방법 중에서 적외선 조사 기법에 특별한 관심이 모아지고 있다. 특히, 높은 공간적 분해력을 가지고 있는 근적외선 흡수 방법은 반-절연 GaAs 내의 결함들을 직접적으로 관찰하는데 이용되고 있다. 적외선 전송에 기초를 둔 이 기법은 신속하고 비파괴 적이다. 이 방법은, 직접적으로 GaAs 반도체의 적외선 영상은 결함의 광흡수 작용에 기인한 것임을 밝히고 있다. 반-절연 GaAs 내의 EL2에 관련된, 비 균일 적으로 분포된 결함들의 적외선 흡수 영상에서 콘트라스트가 반전되는 현상에 대해 새로운 모델을 제시하고 있다. 저온 포토퀀칭 실험은, 직접적인 방법으로, GaAs 웨이퍼의 콘트라스트 반전 영상은 밴드갭의 지엽적인 변동이나 전하 재분포에 의한 것이 아니라 흡수와 산란의 두 메커니즘에 의한 것임을 증명하고 있다.

• 한국결정학회지
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• 제17권2호
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• pp.60-65
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• 2006

표면 및 계면층의 결정구조, 결함구조, 불순물 편석, 표면의 전자 구조, 원자 진동 등과 같은 산화물의 표면물성은 촉매, 센서, 소결, 마찰, 부식 등과 같은 분야에서 그 특성을 좌우한다. 고체 표면의 결정구조 해석 수단으로 저에너지 이온산란 분광법이 유용한 도구로 알려져 있는데, 이 방법의 뛰어난 표면민감성은 표면에서의 효과적인 이온 중성화 과정에 기인한다. $He^+$, $Ne^+$, $Ar^+$ 등과 같은 이온은 Auger 중성화 과정에 의하여 쉽게 중성원자화 되고, 중성화 확율의 타겟에 대한 의존성이 낮기 때문에 이온빔으로서 종종 사용된다. 산란각도를 180$^{\circ}$로 고정하여 산란이온 검출기를 설치한 직충돌 이온산란 분광법의 경우는 산란된 이온의 궤적이 입사궤도와 거의 동일하기 때문에 산란궤적의 계산이 간단해지고, 수 층 깊이의 원자구조의 해석이 가능해진다. 본 고에서는 고체 표면의 원자구조를 실공간에서 해석할 수 있는 직충돌 이온산란 분광법에 대하여 측정의 기본원리, 측정장치, 간단한 분석 예 등에 관하여 기술하고자 하며, 다음 편에서는 복잡한 표면구조를 가지는 반도체 표면에서 직충돌 이온산란분광법의 이용하여 해석한 예를 중심으로 기술하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.123-127
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• 1997

Recently, it is gradually raised necessity that interface is measured accurately and managed in industrial circles and medical world, An Ultrasonic wave transmitted from a focused beam transducer is being expected as a powerful tool for NDE of micro-defect. The ultrasonic NDE of the defect is based on the form of the wave reflected form the interface In this study, regarding to the thickness of film which is in opaque object and thickness measurement was done by MEM-cepstrum analysis of received ultrasonic wave. In measument results, film thickness which is beyond distance resolution capacity was measured accurately. Also, automatically repeated discrimination analysis method can be decided in the category of all kinds of defects on semiconductor package.