• Journal of the KSME
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• v.50 no.6
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• pp.32-35
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• 2010

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.05a
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• pp.151-154
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• 2002

반도체 소자의 기판 재료로 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼는 그 정밀도가 매우 중요하다. 본 연구에서는 균일한 Dopant 농도 분포를 얻을 수 있는 중성자 변환 Doping을 이용하여 실리콘에 인(P)을 Doping하는 연구를 수행하였다. 중성자 변환 Doping, 즉 NTD(Neutron Transmutation Doping)란 원자번호 30인 실리콘 동위원소에 중성자가 조사되면 원자번호 31인 실리콘으로 변환되고, 2.6시간의 반감기를 갖고 decay 되면서 인(P)으로 변하게 되어 실리콘 웨이퍼에 n-type 전도를 갖게 하는 것을 말한다. 본 연구에서는 하나로 원자로를 이용하여 고저항(1000-2000Ωcm) FZ 실리콘 웨이퍼 에 두 개의 조사공에서 중성자 조사하여 저항의 변화를 관찰하였고, 중성자 조사시 발생하는 점결함을 분석하여 점결함이 저항 변화에 미치는 영향을 알아보았다. 중성자 조사 전 이론적 계산에 의해 HTS조사공은 5Ωcm, 20.1Ωcm 이고 IP3조사공은 5Ωcm, 26.5Ωcm, 32.5Ωcm 이었고, 중성자 조사 후 SRP로 측정한 결과 실제 저항값은 HTS-1 2.10Ωcm, HTS-2 7.21Ωcm 이었고, IP-1은 1.79Ωcm, IP-2는 6.83Ωcm, 마지막으로 IP-3는 9.23Ωcm 이었다. DLTS 측정 결과 IP조사공에서 새로운 피의 결을 발견할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.307-307
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• 2010

광포획 기술을 통하여 빛의 흡수 증가시키는 것은 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제작에 있어 매우 중요하다. 비정질 실리콘 박막 태양전지에서 일반적으로 사용되는 광포획 기술은 전면 투명전극 및 후면 반사막 표면에 패턴을 형성하는 것이며, 이때의 패턴은 불규칙하게 형성된다. 이러한 불규칙한 패턴 대신 주기적인 패턴을 형성하면 보다 효과적인 광포획 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 주기적인 패턴 형성된 유리 기판 위에 비정질 실리콘 박막 태양전지를 제작하여 태양전지의 광학적 특성 및 변환효율 변화를 살펴보았다. 먼저, 패턴이 형성된 유리 기판에 대한 광추적 전산모사를 통하여 광학적 특성 변화를 살펴보았으며, 실험을 통하여 태양전지를 제작하고 광학적 특성 및 변환효율을 측정하였다. 광추적 전산모사 결과와 실험을 통하여 얻은 결과를 비교 분석하여 유리 기판의 반사방지 및 광포획 효과를 알아보았으며, 박막형 비정질 실리콘 태양전지의 변환 효율에 대한 긍정적인 영향을 확인 할 수 있었다. 박막형 비정질 실리콘 태양전지 제작에는 PECVD가 사용되었으며, 태양전지의 광학적 특성 및 변환효율 측정에는 UV-VIS 분광기, 적분구, solar simulator 등이 사용되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.449-449
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• 2009

텍스쳐링에 의한 실리콘 태양전지의 표면 반사율 감소는 태양전지의 효율에 있어서 개선해야 할 문제 중 하나이다. 결정질 실리콘 태양전지의 경우 텍스쳐링에 사용되는 용액에 따라 표면 피라미드 분포 형태와 크기의 차이가 나고 그에 따라 각각 다른 반사율을 얻을 수 있다. 이 논문에서는 결정질 실리콘 태양전지에 산 알칼리 용액에 의한 표면 텍스쳐링을 이용하여 균일한 표면 피라미드 형성과 반사율을 감소시킬 수 있는 방안에 대하여 연구하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07c
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• pp.1760-1762
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• 2000

본 논문은 기존의 $Si_{3}N_4$, SiN 물질 대신 Pt를 사용해 HF 용액속에서 다공질 실리콘과 전극을 동시에 형성하는 기술을 개발하였다. Pt를 실리콘 웨이퍼 위에 직접 증착한 후 습식 에칭과 Lift-off 공정을 사용하여 Pt를 패터닝하였다. 습식 에칭은 에칭용액의 온도를 일정하게 유지하는 것이 중요하며, 증착한 Pt 박막이 BOE 에칭에 견디고, Lift-off 공정이 가능하기 위해서는 기판온도를 l100$^{\circ}C$ 이하로 해야한다. Pt를 사용하면 기존의 mask에서 발생하는 가장자리 부분에서의 전류 집중이 방지되기 때문에 다공질 실리콘이 일정한 깊이로 형성되고, Al대신 오믹 전극으로 사용할 수 있다. 현재 Pt를 mask와 전극으로 이용한 P-I-N UV detector, 광 바이오센서, 습도센서 제작등에 응용 연구가 진행되고 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.11a
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• pp.77-78
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• 2002

본 논문은 Pt/Ti 박막을 HF-ethanol 혼합 용액에 대한 매스킹 물질과 오믹 전극으로 사용하였다. 다공질 실리콘 층에 정공과 전자의 주입을 용이하게 하기 위해 이온 주입 공정으로 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 전극을 실리콘 다이어프램에 구성하였다. 실리콘 다이어프램 영역에 정전압을 인가하여, 전기화학적 방법으로 관통된 PSi 층을 다이어프램 영역에 성장시켰다. 또한, 제작된 소자를 UV에 대한 광 특성을 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.56-56
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• 2017

점적 호스 중 PC 드립은 경질 호스의 내부에 Micro-path가 부착된 유로장치와 압력을 보상하는 연질의 실리콘으로 구성되어 있다. 이때 일정압력에서 적정 길이까지 동시에 내부 압력을 유지하며 균등하게 유출구를 통하여 유량을 공급하는 압력보상 기능이 매우 중요하다. 그러나 이 부분에 대한 기술은 선진국에 비해 아직 부족하여 수입에 의존하는 경향이 매우 높다. 뿐만 아니라 선진국 제품에 비해 유로장치 및 연질 실리콘의 탄성이 균일하지 못해 압력에 따른 유량의 편차가 큰 편이다. 본 연구에서는 우리나라 제품의 PC 드립 압력 균등성 기술을 향상시키기 위해 PC 드립의 핵심기술인 연질 실리콘의 성능에 대한 평가와 유량의 편차를 분석하여 문제점을 통한 개선방안을 제시하고자 하였다. 연질 실리콘의 규격은 $17{\times}8{\times}0.85mm$ (가로${\times}$세로${\times}$두께)로서 Water line의 내부에 결합되어 구성된다. PC 드립용 실리콘은 국내 A사 제품을 중심으로 하여 성능을 측정하였다. 측정을 정밀하게 하기 위해 Microtester를 사용하여 일정하게 하중이 부과되도록 하였다. 연질의 실리콘의 경도는 압력 보상에 중요한 기능을 하고 있으며 또한 PC 드립의 경질 미로와 같이 압력을 제어하는 역할을 하고 있다. 국내 A사의 실리콘 경도는 이상적인 실리콘 경도에 비하면 매우 불균일하였다. 세부적으로는 40 이하의 낮은 경도에서는 비교적 일치하였으나 경도 45 이상에서는 큰 차이를 보여주고 있었다. 국내 A사의 실리콘 경도에 따른 공급유량의 특성에서는 실리콘의 경도가 낮을수록 실리콘은 무르며 탄성이 줄어든다. 반면에 경도가 높을수록 탄성이 커지고 딱딱한 특성을 가진다. 동일한 PC 드립에 실리콘의 경도별 특성은 경도에 따른 유량이 반드시 일정하지 않으며 대체로 경도가 높을수록 동일 압력에 대해 유량이 많아지는 것을 알 수 있었다. 압력의 변화에 대해 유량이 일정하게 유지하는 특성을 가질수록 사용범위가 넓어지고 안정성이 높은 것으로 판단되며 실리콘 경도 35~55 범위에서 1~2bar의 공급압력에서 사용하는 것이 적합할 것으로 보여진다. 경도 45의 실리콘을 사용하여 수입 드립, 국내 A사의 드립 및 수입과 국내 혼용시 압력에 따른 공급유량의 특성을 분석하였다. 최대 유량과 최소 유량에서 발생되는 오차는 수입 실리콘이 비교적 작았으나 3.6 bar 이상에서는 유량이 급격히 떨어지는 양상을 보였다. 국내 A사의 제품은 0.8~2.0 bar 까지 성능이 비슷했으나 0.8 bar 이하에서는 오차가 있었으나 높은 압력에서는 오히려 성능이 우수하였다. 수입 드립과 다소 유사한 성능을 나타낸 것이 A사 드립과 수입 실리콘을 혼용하여 사용한 것은 전체적으로 비슷한 양상을 나타내었다. 따라서 실리콘 경도 오차를 고려하면 압력별 유량의 변화는 실리콘의 경도와 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.2003-2005
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• 2002

바이오 마이크로 시스템 및 바이오 MEMS 분야, 특히 실리콘을 기질로 하는 바이오 센서 제작에서 반도체 공정 기술은 센서의 대량 생산과 초소형화를 위해서 반드시 필요한 기술이다. 그러나, 감지전극의 마이크로화에 따른 센서의 감도 및 안정성 저하 문제는 해결해야 할 과제이다. 최근, 다공질 실리콘이 갖는 대면적이 실리콘 기질과 생체 고분자 (예: 단백질, 핵산 등) 간의 결합력을 향상시킬 수 있음이 알려지면서, 바이오 센서 분야에서, 새로운 형태의 드랜스듀서 재료로서의 다공질 실리콘에 대한 논의가 활발히 전개되고 있으며 또한, ISFET (Ion-Selective Field-Effect Transistors) 와는 달리 다공질 실리콘 층은 저항이 크기 때문에 센서 제작 과정에서의 부가적인 절연막을 필요로 하지 않는다. 본 연구에서는, 백금을 증착한 다공질 실리콘 표면에 전도성 고분자로서 Polypyrrole (PPy) 필름과 생체 고분자 물질로서 Urease를 각각 전기화학적으로 흡착하였다. 다공질 실리콘 층의 형성을 위해 테플론 소재의 전기화학 전지에 불산 (49%), 에탄올 (95%), $H_2O$ 혼합 용액을 넣고 실리콘 웨이퍼에 일정시간 수 mA의 산화 전류를 흘려주었으며, 약 $200{\AA}$의 티타늄 박막과 $200{\AA}$의 백금 박막을 RF 스퍼터링하여 작업 전극을 제작하였고, 백금 박막 및 Ag를 기화 증착하여 제작한 Ag/AgCl 박막을 각각 상대 전극과 기준전극으로 하였다. 박막 전극의 표면 분석을 위해 SEM (Scanning Electron Microscopy), EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy) 등을 이용하였다. 제작된 요소 센서로부터 요소 농도 범위 0.01 mmol/L ${\sim}$ 100 mmol/L에서 약 0.2 mA/decade의 감도를 얻었다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.8 no.6
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• pp.395-399
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• 1998

평면 실리콘 헤드를 사용한 디스크 드라이브(hard disk:HDD) 시스템의 average bit error rate(ABER)를 계산하였다. ABER을 구하기 위해 3차원 유한 요소법을 사용하여 헤드 자장 분포를 구하고 error rate response surface(ERRS)를 구하엿다. 다음에 track misregistration(TMR)과 계산되어진 ERRS를 컨볼루션하여 ABER을 시뮬레이션 하였다. 허용할 수 잇는 에러 율이 10-6이라 하고 트랙 피치가 3.7$\mu$m일 때, 요구되는 TMR은 0.36$\mu$m이었다. 이는 트랙 피치의 9.7이었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.299-299
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• 2010

태양전지 셀에서 표면 반사에 의한 태양광 손실을 보다 적게 하여 흡수량 증가시킬 필요가 있다. 태양전지에서 생성된 전자 정공 수집 향상을 위해 금속 재질로 이루어진 그리드 전극을 사용한다. 이때 금속 그리드에 입사되는 태양광은 대부분 반사되어 입사광의 손실로 이어진다. 본 연구에서는 결정질 실리콘 태양전지에서 표면 그리드에 의한 광학적 손실을 반사율을 통해 확인하였고 양자효율을 측정하여 보았다. 결정질 실리콘 태양전지 표면 반사율 측정은 적분구를 사용하였고, 측정에 사용된 태양전지 샘플은 일반적인 구조의 결정질 실리콘 태양전지이다. 실험은 표면 그리드 공정 전 후의 샘플로 실험을 진행하였고, 셀의 표면 균일도에 의한 확인을 위하여 동일한 면적 비율의 입사광을 조사하여 반복 실험을 하였다. 양자효율 측정은 광학 초퍼를 통한 광원과 분광기 및 검출기를 포함하는 태양전지 특성 분석 장치를 사용하였다. 그 결과 특정 파장 대역에서 그리드의 유무에 따른 반사율의 변화와 이에 따른 양자효율의 변화를 통하여 그리드에 의한 결정질 실리콘 태양전지의 특성변화에 대해 알아보았다.