• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.224-224
• /
• 2010

최근 반도체 나노막대의 구조적, 광학적 특성을 이용한 새로운 개념의 광학 및 전자 소자 개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 반도체 나노막대는 gold를 촉매로 하여 성장한 것이 대부분이었지만, gold 촉매는 다른 물질에 빠르게 확산되기 때문에 반도체 특성에 좋지 않은 영향을 미친다. 이러한 이유로 aluminum이나 titanium과 같은 물질을 gold 촉매 대신 사용하거나 촉매를 사용하지 않는 성장 방법에 관한 이슈들이 주목받고 있다. 본 연구에서는 금속 촉매 물질을 사용하지 않고 반도체 나노막대 성장을 시도하였다. 금속 촉매 없이 반도체 나노막대를 성장하는 것은 반도체 특성에 악영향을 미치지 않을 뿐더러, 공정 과정이 용이하다는 장점 때문에 최근 많이 시도되고 있다. 본 실험에서는 Molecular Beam Epitaxy (MBE) 방법을 이용하여 (100) GaAs 기판 위에 GaAs 나노막대를 성장하였다. 금속 촉매 없이 반도체 나노막대를 성장하기 위해 에칭된 $SiO_2$ 층을 이용하였다. GaAs 기판 위에 형성된 35nm 두께의 $SiO_2$를 20:1 BOE 용액에서 10초 간 에칭하면 $SiO_2$상에 pinhole을 형성하는데 이것이 gallium과 반응하면 나노막대 성장을 유도하는 seed가 만들어져 촉매를 사용하지 않고도 나노막대 성장이 가능하다. GaAs 나노막대 성장을 위해 BOE 에칭 조건, gallium incubation time 유무, GaAs 나노막대 성장온도, galiium과 arsenic의 성분 비율, GaAs 양 등을 변화시켜 실험하였고 이렇게 성장된 나노막대가 SEM image 상에서 관찰되었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.24 no.4
• /
• pp.135-139
• /
• 2014

The hydride vapor phase epitaxy (HVPE) grown GaN samples to precisely measure the surface characteristics was applied to a molten KOH/NaOH wet chemical etching. The etching rate by molten KOH/NaOH wet chemical etching method was slower than that by conventional etching methods, such as phosphoric and sulfuric acid etching, which may be due to the formation of insoluble coating layer. Therefore, the molten KOH/NaOH wet chemical etching is a better efficient method for the evaluation of etch pits density. The grown GaN single crystals were characterized by using X-ray diffraction (XRD) and X-ray rocking curve (XRC). The etching characteristics and surface morphologies were studied by scanning electron microscopy (SEM). From etching results, the optimum etching condition that the etch pits were well independently separated in space and clearly showed their shape, was $410^{\circ}C$ and 25 min. The etch pits density obtained by molten KOH/NaOH wet chemical etching under optimum etching condition was around $2.45{\times}10^6cm^{-2}$, which is commercially an available materials.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.317-317
• /
• 2012

사파이어는 우수한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, 청색 발광특성을 나타내는 GaN와 격자상수, 열팽창 계수가 가장 유사할 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴하여 GaN 성장을 위한 기판으로 사용된다. 실제로 사파이어는 프로젝터와 전자파장치, 군사용 장비 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 발광 다이오드(LED)를 위한 기판으로 활용됨으로써 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 사파이어 결정의 성장 중에 생길 수 있는 전위(dislocation)와 적층결함(stacking fault) 등의 결정 결함들은 결정 내에 존재하여 역학적, 전기적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 사파이어가 청색 발광소자의 기판으로 사용되는 경우, 사파이어 기판 내부의 결정 결함은 증착되는 박막 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 사파이어의 보다 나은 응용을 위해서는 결함의 형성 메커니즘과 결정 결함의 평가기술 등에 대한 이해가 필요하고, 특히 결함의 정량적 평가 기술의 개발은 사파이어의 상용화에 중요한 핵심요소 중 하나이다. 결정 내 결함이 위치하는 부분은 분자나 원자간의 결합이 약하거나 높은 에너지 상태이므로, 결정의 표면을 적절한 산이나 염기 등을 이용하여 에칭하면 에칭반응은 결정의 전위 위치에 해당하는 부분부터 일어나 결정의 표면에 에치핏을 형성한다. 따라서 결정 표면에 나타나는 에치핏의 개수를 관찰하면 결정의 전위 밀도 파악이 비교적 간단하고, 에칭반응의 이러한 특징은 전위의 정량적 평가에 이용이 가능하다. 본 연구는 4인치 사파이어 조각기판을 수산화칼륨(KOH)으로 습식에칭 후 표면에 나타나는 에치핏의 형성거동과 이의 시간 및 온도 의존성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 단결정의 전위밀도를 예측하기 위해 사파이어 조각시편의 단위면적당 에치핏의 개수를 파악하여 에치핏밀도(EPD, etch pid density)를 계산하였고, 값의 불확도(uncertainty)를 계산하여 전위밀도의 신뢰도를 평가하였다. 그 결과, 사파이어 조각시편의 에치핏밀도는 단위면적($cm^2$)당 약 ${\sim}10^2$개로 확인되었고, 이 값은 약 2%의 상대불확도를 가지는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 1999.11d
• /
• pp.1140-1141
• /
• 1999

유리 및 세라믹 미세구조물은 열적, 화학적, 기계적특성이 우수하며 이 제조방법으로 대표적인 것이 그라스의 노광, 열처리에 의한 노광부를 선택적으로 에칭시켜 구조물을 형성시키는 감광성그라스 공정이다. 그러나 공정조건을 변화시킴에 따라 기존과는 정반대로 비노광부를 선택적으로 에칭시키는 것이 가능하였으며 본 방식에 의해서 더욱 정밀한 미세구조물을 형성할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.12 no.6
• /
• pp.2735-2738
• /
• 2011

To obtain the Si solar cells, the Si-wafers were textured by using the IPA+DI water mixed solution with KOH acids during the various 1~40 minutes at the temperature with $80^{\circ}C$, respectively. The samples were analyzed by the scanning electron microscopy for the surface images and the solar simulation for I-V measurement system. It was researched the correlation between the efficiency of solar cells and the effect of texturing. From the results of the surface images obtained by SEM, the efficiency was increased at the sample textured uniformly, and the efficiency of over etched-samples decreased.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.23 no.2
• /
• pp.217-222
• /
• 2014

In order to improve the heat efficiency of the general residential boiler, we performed an experiment of condensation heat transfer to air pre-heating exchanger adhered to the condensing boiler. In this study, surface roughness was imposed on the surface of stainless steel by etching. And in order to evaluate the heat transfer performance on each plate, the counter flow heat exchanger fabricated with polycarbonate in used. As a result, on etching treated plate's overall heat transfer coefficient is higher than the original plate. And etching treated plate during 60 seconds with etchant is the to average 15% compared to bare stainless steel. And we studied the heat transfer enhancement factor through the analysis of surface characteristics using AFM.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.315-315
• /
• 2007

본 논문에서는 DLC (Diamond-like carbon)박막이 가지는 높은 경도, 낮은 마찰계수, 전기적 절연성, 화학적 안정성 등의 특성을 이용하여, 리소그래피를 위한 resist나 hard coating물질로써 응용하기 위해, DLC 박막의 에칭에 관한 연구를 진행하였다. DLC 박막의 합성 과 에칭은 13.56 MHz RF plasma enhanced vapor deposition technique를 통해 이루어졌으며, DLC 박막은 150 W의 RF Power에서 메탄 $(CH_4)$과 수소$(H_2)$ 가스를 이용하여 약 300 nm의 두께로 제작되었으며, DLC박막의 에칭은 RF power의 변화 (50~250 W)와 산소 $(O_2)$가스의 유량변화 (5~25 sccm)에 따라 실시하였다. 에칭 되어진 DLC 박막의 표면 특성들은 AFM (atomic force microscopy)과 contact angle 장치를 사용하여 측정되었고, 측정된 결과로써 DLC 박막은 RF power와 산소 가스의 유량이 높을수록 etching rate는 증가하였고, 박막의 표면은 거칠어졌으며, 결국 DLC 표면에서는 산소에 의한 결합의 증가로 인해 친수성을 나타내었다.

• Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
• /
• v.34 no.4
• /
• pp.269-274
• /
• 2008

In this study we successfully altered the structural characteristics of the mica surface and were able to control oil-absorption by using the microwave enhanced etching (MEE) technique, which has originally been used in semiconductor industry. When microwave energy is applied to the mica, the surface of the mica is etched in a few minutes. As the result of etching, oil-absorption of the mica was enhanced and surface whiteness was improved by modifying the silicon dioxide layer. Additionally, the high whiteness was maintained even though the etched mica absorbed the sebum or sweat. The surface modification of mica was performed by microwave irradiation after the treatment of hydrofluoric acid. The degree of etching was regulated by acid concentration, irradiation time, the amount of energy and slurry concentration. The surface morphology of the etched mica appears to be the shape of the 'Moon'. The characteristics of surface area and roughness were examined by Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analysis, atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), spectrophotometer and goniophotometer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.331-331
• /
• 2012

InGaN/GaN 양자우물 LED소자의 내부양자효과 및 외부양자효과를 높이기 위해 많은 연구자들이 노력을 하고 있다. InGaN/GaN 양자우물 전광소자의 효율을 높이는 방법으로는 무분극 박막성장을 이용한 양자우물의 운반자 파동함수의 분리를 감소시키는 방법, 양자우물 위에 전자 차단층을 성장시키는 방법, 박막의 비발광 결함을 감소시키는 방법, 나노박막 또는 나노 입자를 이용한 표면 플라즈몬 효과를 이용하는 방법 등이 있다[1-3]. 본 연구에서는 은(Ag) 나노입자를 이용하여 InGaN/GaN 양자우물과 p-GaN 덮개층을 패턴에칭한 후, 그 위에 Ag 나노입자를 도포하여 표면 플라즈몬 효과를 이용한 InGaN/GaN 양자우물의 발광효율을 높이고자 하였다. c-면 방향의 사파이어에 유기화학금속증착법(MOCVD)으로 n-형 GaN를 2.0 ${\mu}m$ 성장한 후 그 위에 InGaN/GaN 양자우물 5층을 성장하였다. 또한 전자 차단층으로 AlGaN를 7 nm 증착한 후, p-type GaN를 100 nm 성장하였다. p-type GaN를 패턴하기 위해 포토리소그래피 와 유도결합 플라즈마 에칭공정을 거쳐 선 패턴을 형성하였는데, 이 때 에칭된 p-GaN 깊이는 약 90 nm 이었다. 에칭한 패턴크기가 LED소자의 전기적 및 광학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 전류-전압 측정과 photoluminescence 측정을 하였다. 그 후 급속열처리방법을 이용한 Ag 나노입자 형성과 표면플라즈몬이 소자의 발광효율에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.316-316
• /
• 2012

본 연구에서는 Si wafer에 마스크 공정 및 Slit-etching 공정을 적용하여 25 um 피치의 probe unit을 개발하기 위해 Deep Si Etching 장비를 이용하여 식각공정 조건에 따른 특성을 평가하였다. 25 um pitch는 etch 폭의 크기에 따라 3종류로 설계하였으며, 식각공정은 2수준, 4인자 실험계획법에 의해 8회 실험을 수행하였다. 실험계획법에 의해 미니탭을 활용하여 최적조건을 구한 결과 12.5 um etch 폭에서는 가스유량은 200 sccm, 에칭시간 7 sec, 코일 파워 1500W, 에칭 압력은 43.7 mtorr의 조건이 etch 형태 및 profile angle이 목표치에 근접한 결과를 얻었다. 또한 probe pitch를 30~60 um까지 증가시켰을 경우 Etch depth는 증가하였으며, 식각율 또한 증가한 현상을 보였다. 재현성 실험을 위해 위의 최적조건을 이용하여 2회 반복하여 실험한 경우 모든 시편이 목표치에 도달하였다. 이는 미세피치화 되는 프로브 유닛의 기초데이터로 활용될 수 있다.