• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.261-264
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• 2005

90nm급 게이트로 활용되는 폴리실리콘을 패턴화 하기 위해서 하드 마스크의 채용 등 신공정과 함께 폴리실리콘 자체의 평탄화가 필요하다. 본 연구는 70nm 두께의 LPCVD 폴리실리콘 게이트를 상정하여 열산화막 상부에 기판 전면을 폴리실리콘으로 만들고 쾌속열처리 온도를 달리해가며 40초가 열처리하여 이때의 표면조도의 변화를 광발산 주사전자현미경(FESEM)과 주사탐침현미경(AFM)으로 확인하였다. 폴리실리콘은 $700^{\circ}C\~1100^{\circ}C$ 온도범위에서 표면 응집효과에 의해 고온에서 표면조도가 급격히 증가하는 경향이 있었으며 $700^{\circ}C$-40sec 조건에서 최적 평탄화 효과가 가능하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.395-402
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• 2011

원자힘 현미경을 이용하여 실리콘 기판 위에 증착된 실리콘 나노선과 리튬화된 실리콘 나노선의 나노기계적 성질을 연구했다. 금 촉매를 사용하여 스테인리스 기판 위에서 증기-액체-고체 과정을 통해 실리콘 나노선을 합성하였다. 완전히 리튬화된 실리콘 나노선을 얻기 위해서 전기 화학적 방법을 사용했고, 이를 실리콘 기판 위에 증착하였다. 접촉모드 원자힘 현미경으로 측정된 표면 거칠기는 실리콘 나노선에서 $0.65{\pm}0.05$ nm에 비해 리튬화된 실리콘 나노선에서 $1.72{\pm}0.16$ nm으로 더 큰 값을 보여주었다. 탐침과 표면 사이의 접착력에서 리튬화의 영향을 조사하기 위해 힘 분광기법을 사용했다. 실리콘 나노선의 접착력이 실리콘 기판과 ~60 nN으로 흡사한 반면에, 리튬화된 실리콘 나노선은 ~15 nN으로 더 작은 값을 나타냈다. 또한, 탄성적으로 부드러운 무정형 구조 때문에 국부적 탄성 스프링 상수도 실리콘 나노선 66.30 N/m보다 완전히 리튬화된 실리콘 나노선이 16.98 N/m으로 상대적으로 작았다. 실리콘 나노선과 완전히 리튬화된 실리콘 나노선에서 탐침과 표면 사이에 마찰력의 수직항력 의존성과 스캔 속도 의존성을 조사하기 위하여 각 0.5~4.0 Hz와 0.01~200 nN으로 측정했다. 본 연구에서 실리콘과 리튬화된 실리콘의 기계적 성질에 관련된 접착력과 마찰력의 경향성이 보여졌고 이러한 방향의 연구는 충-방전 동안 리튬화된 나노수준의 영역의 화학적 맵핑에 응용성을 보여준다.

• 접착 및 계면
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• 제19권4호
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• pp.163-166
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• 2018

이 딥펜 나노리소그라피(DPN)는 원자 힘 현미경(AFM)을 기반으로 하는 나노 및 마이크로 패턴 제조 기술이다. 다양한 잉크 물질을 AFM 탐침에 코팅하여 탐침과 기판 사이에 형성된 물 메니스커스를 통해 기판으로 전이시켜 패턴을 제조한다. 본 연구에서는, 실란 전처리된 AFM 탐침 표면에 불소 실란 잉크 용액을 코팅하고 하이드록시기로 개질된 실리콘 기판 위에 접촉시킨 후, DPN 기술을 이용하여 표면으로 잉크 물질을 전이시키는 연구를 진행하였다. HDFDTMS 잉크 물질의 dot 어레이 패턴을 안정적으로 제조하였으며, AFM 탐침과 기판 사이의 접촉시간에 따라 패턴 크기가 선형적으로 증가하는 전형적인 DPN의 확산 메커니즘을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권2호
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• pp.149-154
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• 2005

궁극적으로 게이트를 저저항 복합 실리사이드로 대체하는 가능성을 확인하기 위해 70 nm 두께의 폴리실리콘 위에 각 20nm의 Ni, Co를 열증착기로 적층순서를 달리하여 poly/Ni/Co, poly/Co/Ni구조를 만들었다. 쾌속열처리기를 이용하여 실리사이드화 열처리를 40초간 $700{\~}1100^{\circ}C$ 범위에서 실시하였다. 복합 실리사이드의 온도별 전기저항변화, 두께변화, 표면조도변화를 각각 사점전기저항측정기와 광발산주사전자현미경, 주사탐침현미경으로 확인하였다. 적층순서와 관계없이 폴리실리콘으로부터 제조된 복합실리사이드는 $800^{\circ}C$ 이상부터 급격한 고저항을 보이고, 두께도 급격히 얇아졌다. 두께의 감소는 기존의 단결정에서는 없던 현상으로 폴리실리콘의 두께가 한정된 경우 금속성분의 inversion 현상이 커서 폴리실리콘이 오히려 실리사이드 상부에 위치하여 제거되기 때문이라고 생각되었고 $1000^{\circ}C$ 이상에서는 실리사이드가 형성되지 못하였다. 이러한 결과는 나노급 두께의 게이트를 저저항 실리사이드로 만 들기 위해서는 inversion과 두께감소를 고려하여야 함을 의미하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권1호
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• pp.1-6
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• 2011

본 논문에서는 미세피치 프로브 카드 제작을 위한 S 모양의 일체형 외팔보 프로브 형성방법에 대하여 기술하였다. 마세 피치 프로브를 위하여 Deep RIE etching을 이용하여 실리콘 트렌치 안에 일체형 프로브 빔과 탑을 형성하는 방법을 사용하였고, 피라미드 팁의 형성을 위하여 KOH 및 TMAH 습식식각을 이용하였으며, 습식식각시 방향성을 가지는 실리콘 웨이퍼에서도 휘어진 형태의 프로브 빔을 형성할 수 있는 건식 식각 및 습식식각 방법을 제시하였다. 따라서 제작된 외팔보 형태의 프로브는 디렘(DRAM), 플레시 메모리 (Flash memory) 용 프로브 카드 제작에 사용될 뿐만 아니라 RF 소자용 프로브 카드, 아이씨 테스트 소켓 (IC test socket)용 프로브 탐침에도 사용 될 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.427-427
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• 2011

그래핀은 탄소원자가 육각형의 벌집형태로 배열되어 있는 원자단위 두께의 가장 얇은 재료중의 하나이다. 이는 우수한 기계적, 전기적, 광학적 특성을 지니고 있어 다양한 분야로의 응용이 가능할 것으로 예측되고 있다. 그래핀의 산업적 응용을 위해서는 대면적으로 두께 균일도가 높은 그래핀을 저렴한 방법으로 합성하는 것이 무엇보다도 우선적으로 요구된다. 그래핀을 얻는 방법으로는 물리 화학적 박리, 탄화규소의 흑연화, 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD) 등의 다양한 방법이 있으며, 현재로선 그 중 TCVD법이 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성할 수 있는 가장 적합한 방법으로 인식되고 있다. 그러나 이 방법은 탄소가 포함된 원료가스를 분해하기 위하여 고온의 공정이 요구되는 단점이 있다. 이러한 이유로 최근 그래핀은 저온에서 합성하기 위한 많은 연구들이 진행 중에 있으며 그 결과가 속속 보고 되고 있다. 본 연구에서는 고주파 플라즈마가 결합된 TCVD장치를 이용하여 원료가스를 효율적으로 분해함으로서 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 기판은 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 산화막 실리콘 기판을 사용하였으며, 원료가스로는 메탄을 사용하였다. 실험결과, 350 W의 파워로 플라즈마를 방전하여 30분간 합성을 수행하였을 때 약 $450^{\circ}C$ 근처의 저온에서 수 겹의 그래핀이 합성 가능한 것을 확인하였다. 합성된 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 산화막 실리콘 기판 및 투명 고분자 기판 등으로 전사하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 투과전자현미경, 자외 및 가시선 분광광도계, 4탐침측정기 등을 이용하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.562-562
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• 2013

산소 플라즈마는 음이온을 발생시키는 음전성 플라즈마로서 감광제 세정이나 금속, 폴리실리콘 등의 식각을 위해 할로겐 가스와 혼합하여 반도체나 디스플레이 공정에 광범위하게 사용되고 있다. 산소 플라즈마는 아르곤 플라즈마와 그 특성이 상이하고, 다량의 음이온이 국부적으로 만들어지므로 음이온의 공간분포 진단이 중요하다. 본 연구에서는 평판형 부유형 탐침에 고조화파 분석법을 적용하여 양이온의 밀도를 구하고, 직류 차단 커패시터를 제거하여 접지전위에서 전자 전류 측정을 통하여 위치에 따른 전자의 상대적인 공간 분포를 얻었다. 이러한 방법으로 측정된 양이온과 전자의 공간 분포로부터 음이온의 공간 분포를 구할 수 있었다. 가스 압력, 산소 첨가량, 인가 전력 등 여러 조건에서 측정된 음이온의 분포는 이론적인 경향성과 유사함을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1446-1447
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• 2008

외란 보상 구조와 넓은 기록면적을 동시에 달성한 탐침형 정보저장장치용 이차원 구동기를 설계, 제작, 평가하였다. 질량 보상 구조를 기록 매체 기판 아래쪽에 배치함으로써 넓은 면적의 기록 매체 기판을 사용할 수 있도록 하였으며 유한요소해석을 통해 최적화를 하였다. MEMS 공정을 통해 정밀한 실리콘 구조물을 제작하여 구동기를 제작하였으며 선형 특성 및 동특성을 측정하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권4호
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• pp.159-164
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• 2009

실리콘 기판에 GaN 에피성장을 확인하기 위해, P형 Si(100), Si(111) 기판 전면에 버퍼층으로 40 nm 두께의 코발트실리사이드를 형성시켰다. 형성된 코발트실리사이드 층에 연속으로 HVPE(hydride vapor phase epitaxy)로 하나는 $850^{\circ}C$-12분 + $1080^{\circ}C$-30분(공정I)과, 또 하나 조건은 $557^{\circ}C$-5분 + $900^{\circ}C$-5분(공정II) 조건으로 각각 나누어 진행하여 보았다. GaN의 에피성장을 광학현미경, 주사전자현미경, 주사탐침현미경, 그리고 HR-XRD로 확인하였다. 공정I로는 GaN의 에피성장이 진행되지 않았으며, 공정II에서는 에피성장이 진행되었다. 특히 공정 II는 열팽창에 의해 실리콘 기판과의 자가정렬적인 기판분리 현상을 보였으며, XRD로 GaN의 0002 방향의 결정성 (crystallinity)을 ${\omega}$-scan으로 확인한 결과(100)면 방향의\ 실리콘과 코발트실리사이드를 버퍼층으로 활용하고 저온에서 HVPE를 진행한 조합이 GaN의 에피성장에 유리하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권3호
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• pp.92-97
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• 2017

The understanding of the friction characteristics of micro-textured surface is of great importance to enhance the tribological properties of nano- and micro-devices. We fabricate rectangular patterns with submicron-scale structures on a Si wafer surface with various pitches and heights by using a focused ion beam (FIB). In addition, we fabricate tilted rectangular patterns to identify the influence of the tilt angle ($45^{\circ}$ and $135^{\circ}$) on friction behaviour. We perform the friction test using lateral force microscopy (LFM) employing a colloidal probe. We fabricate the colloidal probe by attaching a $10{\pm}1-{\mu}m$-diameter borosilicate glass sphere to a tipless silicon cantilever by using a ultraviolet cure adhesive. The applied normal loads range between 200 nN and 1100 nN and the sliding speed was set to $12{\mu}m/s$. The test results show that the friction behavior varied depending on the pitch, height, and tilt angle of the microstructure. The friction forces were relatively lower for narrower and deeper pitches. The comparison of friction force between the sub-micro-structured surfaces and the original Si surface indicate an improvement of the friction property at a low load range. The current study provides a better understanding of the influence of pitch, height, and tilt angle of the microstructure on their tribological properties, enabling the design of sub-micro- and micro-structured Si surfaces to improve their mechanical durability.