• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.449-449
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• 2013

최근 반도체 소자의 집적회로는 점점 복잡해지고 있는 반면, 소자의 크기는 작아지고 있으며 그로 인해 패드의 크기가 작아지고 패드사이의 간격 또한 협소해지고 있다. 따라서 웨이퍼 단계에서 제조된 집적회로의 불량여부를 판단하기위한 검사 장비인 프로브카드(Probe Card)의 높은 집적도가 요구되고 있다. 하지만 기존의 MEMS 공법으로 제작되는 프로브 빔은 복잡한 제조 공정과 높은 생산비용, 낮은 집적도의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간단한 제조 공정과 낮은 생산비용, 높은 집적도를 가지는 프로브 빔을 개발하기 위하여 절연절단 방식으로 BeCu (Beryllium-Copper) 프로브 빔을 제작하였다. 낮은 소비 전력으로 우수한 프로브 빔 어레이를 제작하기 위해서 가장 고려해야할 대상은 프로브 빔의 재료와 구조(형상)이다. 절연전단 방식으로 프로브 빔을 형성할 때 요구되는 Fusing current는 프로브 빔의 구조(형상)에 크게 영향을 받는다. 낮은 Fusing current는 소비 전력을 줄여주고, 절연절단으로 형성되는 프로브 빔의 단면(끝)을 날카롭게 하여 프로브 빔과 집적회로의 패드 간의 접촉 저항을 감소시킨다. 프로브 빔의 제작은 BeCu 박판을 빔 형태로 식각하여 제작하였으며, 실리콘 비아 홀(Via hole) 구조의 기판위에 정렬하여 soldering 공정을 통해 실리콘 기판과 BeCu 박판을 접합시켰다. 접합된 프로브 빔의 끝부분을 들어 올린 상태로 전류를 인가하여 stress free 상태로 만들어 내부 응력을 제거하였으며, BeCu 박판에 fusing current를 인가하여 BeCu 박판 프레임으로부터 제거를 하였다. 제작된 프로브 빔의 길이는 1.7 mm, 폭은 $50{\mu}m$, 두께는 $15{\mu}m$, 절단부의 단면적은 1$50{\mu}m^2$로 제작되었다. 그리고 프로브 빔의 절단부의 길이는 $50{\mu}m$ 부터 $90{\mu}m$까지 $10{\mu}m$ 증가시켜 제작되었다. 이후에 절연절단 공정에 요구되는 Fusing current를 측정하였고, 절연절단 후의 절단면의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 통하여 확인하였다. 절단부의 길이가 $50{\mu}m$일 때 5.98A의 fusing current를 얻었으며, 절연절단 후 절단부 상태 또한 가장 우수했다. 본 연구에서 제안된 프로브 빔 제작 방법은 프로브카드 및 테스트 소켓(Test socket) 생산에 응용이 가능하리라 기대한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.12-12
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• 2002

hexagonal Boron Nitride (hBN), rhombohedral Boron Nitride (rBN)과 고밀도의 wurzitic Boron N Nitride (wBN), cubic Boron Nitride (cBN) 등의 다양한 상을 갖는 Boron nitride는 그 결정구조에 따라 저밀도, 고밀도 박막으로 분류되며 이중 hBN과 rBN은 층간 결합이 약한 $sp^2$ 결합특성을 가지고, wBN 과 cBN은 강한 $sp^3$ 결합특성을 가지고 있다. 현재까지 $sp^3$결합을 갖는 BN의 우수한 특성을 응용하기 위한 수 많은 연구들이 있어왔다. 특히 cBN은 다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화 학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있어 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되고 있다. 그러나 이와 같이 BN박막의 기계적 물성과 관련한 연 구는 많이 진행되어 왔으나 전기.전자적, 광학적 특성에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 BN박막의 또 다른 웅용 분야를 탐색하고자 ME - ARE (Magnetically Enhanced A Activated Reactive Evaporation)법 에 의 해 합성 된 BN박막의 광학적 특성 에 관하여 조사하였다. BN박 막합성 은 전자총에 의 해 증발된 보론과 질소.아르곤 플라즈마의 활성 화반응증착(Activated Reactive E Evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE장치와 달리 열음극(hot cathode)과 양극(anode)사이에 평 행자기장을 부가하여 플라즈마의 증대시켜 반웅효율을 높였다. 합성실험용 모재로는 기본적인 특성 분 석을 위해 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 $30{\times}40mm$크기로 절단 후, 10%로 희석된 완충불산용액 에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한 후 사용하였으며, 광학특성 분석을 위해 $30{\times}30mm$의 glass를 아세톤으로 탈지.세척한 후 사용하였다. 박막합성실험에서 BN의 광학적 특성에 미치는 공정변수의 영향을 파악하기 위하여, 기판바이어스 전압, discharge 전류, $Ar/N_2$가스 유량비 등을 달리하여 증착하였다. 증착된 박막은 FTIR 분석을 통하 여 결정성을 확인하였으며, AFM 분석을 통하여 코팅층의 두께를 측정하였고, UV - VIS spectormeter를 이용하여 투광특성을 평가하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.33.2-33.2
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• 2011

CMP (Chemical-Mechanical Planarization) 공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 CMP 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. CMP 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리, 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. CMP 공정에서, 폴리우레탄 패드는 많은 기공들을 포함한 그루브(groove)를 형성하고 있어 웨이퍼와 직접적으로 접촉을 하며 공정 중 유입된 슬러리가 효과적으로 연마를 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 하지만, 공정이 진행 될수록 그루브는 손상이 되어 제 역할을 하지 못하게 된다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 CMP 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 CMP 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 scratch 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 연마 잔여물 흡착을 억제하고, 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 소수성 자기조립 단분자막(SAM: Self-assembled monolayer)을 증착하여 특성을 평가하였다. SAM은 2가지 전구체(FOTS, Dodecanethiol를 사용하여 Vapor SAM 방법으로 증착하였고, 접촉각 측정을 통하여 단분자막의 증착 여부를 평가하였다. 또한 표면부식 특성은 Potentiodynamic polarization와 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. SAM 표면은 정접촉각 측정기(Phoenix 300, SEO)를 사용하여 $90^{\circ}$ 이상의 소수성 접촉각으로써 증착여부를 확인하였다. 또한, 표면에너지 감소로 인하여 슬러리 내의 연마입자 및 연마잔여물 흡착이 감소하는 것을 확인 하였다. Potentiodynamic polarization과 EIS의 결과 분석으로부터 SAM이 증착된 표면의 부식전위와 부식전류밀도가 감소하며, 임피던스 값이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 SAM을 증착 하였고, CMP 공정 중 발생하는 오염물의 흡착을 감소시킴으로써 CMP 연마 효율을 증가하는 동시에 컨디셔너 금속표면의 부식을 방지함으로써 내구성이 증가될 수 있음을 확인 하였다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.2
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• pp.91-97
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• 2013

Self-heating effects during operation of high current AlGaN/GaN power transistors degrade the current-voltage characteristics. In particular, this problem becomes serious when a low thermal conductivity Si substrate is used. In this work, AlGaN/GaN-on-Si devices were fabricated with various channel widths and Si substrate thicknesses in which the structure dependent self-heating effects were investigated by temperature dependent measurements as well as thermal simulation. Accordingly, a device structure that can effectively dissipate the heat was proposed in order to achieve the maximum current in a multi-channel, large area device. Employing via-holes and common electrodes with a 100 ${\mu}m$ Si substrate thickness improved the current level by 75% reducing the channel temperature by 68%.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.22 no.2
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• pp.27-31
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• 2015

Thermal management becomes a key technology as the power density of high performance and high density devices increases. Conventional heat sink or TIM methods will be limited to resolve thermal problems of next-generation IC devices. Recently, to increase heat flux through high powered IC devices liquid cooling system has been actively studied. In this study a chip-level liquid cooling system with TSV and microchannel was fabricated on Si wafer using DRIE process and analyzed the cooling characteristics. Three different TSV shapes were fabricated and the effect of TSV shapes was analyzed. The shape of liquid flowing through microchannel was observed by fluorescence microscope. The temperature differential of liquid cooling system was measured by IR microscope from RT to $300^{\circ}C$.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.3
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• pp.83-88
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• 2020

The evolution of smartphones has led to numerous researches in the mechanical behavior of flexible devices. Due to the nano-size of the thin flexible film, nanoindentation is widely used to evaluate its mechanical behaviors, such as elastic modulus, and hardness. However, the commonly used Oliver-Pharr method is not suited for analyzing the indentation force-depth curves of hard films on soft substrates, as the effects of soft substrate is not considered theoretically. In this study, the elastic modulus of the thin film was evaluated with references to other reported models which include the substrate effect, and with calibration of the indentation depth for the pile-ups between the indenter and test surface. We fabricated test samples by deposition of amorphous metal film on polyimide and silicon wafers for verification of modified models.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.27 no.10
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• pp.113-123
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• 1990

Tungsten film was deposited on the single crystal silicon wafer in a low pressure chemical vapor deposition reactor from silane and tungsten hexafluoride in the temperature range of $250-400^{\circ}C$ Deposition rate was found to be determined by the mass transfer rate of reactants from the gas phase to the safter surface. It was found out that tungsten films deposited contained about 3 atomic $\%$ of silicon and that the crystallinity and the grain size increased as the deposition temperature was increased. The resistivity of the film was measured to be in the range of $7~25{\mu}{\Omega}-cm$ and decreased with increasing deposition temperature. The adhesion of the tungsten film on a silicon surface was measured by the tape peel off test and it was improved with increasing deposition temperature. From the analysis of the gas composition, the reaction pathway to form $SiF_{4}$ and $H_{2}$ was found to be more favorable than HF formation.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.4 no.1
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• pp.10-13
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• 2001

Effects of an anionic surfactant pentadecafluorooctanoic acid on the photoluminescence of porous silicon was investigated, which was prepared by photoelectrochemical etching at 4V of single crystalline n-type silicon (100) with the specific resistivity of $0.4\~0.8{\Omega}{\cdot}cm$. Photoluminescence shifted to shorter wavelength and its intensity decreased when the concentration of the surfactant increased. FT-IR and contact angle data supported the presence of the surfactant lying on the surface of porous silicon.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.4
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• pp.1-8
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• 2005

An experimental investigation of a microthruster that uses hydrogen peroxide as a monopropellant is described. The study comprises of preparation method of silver as a catalyst and performance evaluation of a mesoscale reactor. Reduction of silver in $H_2\;at\;500^{\circ}C$ resulted in the best reactivity of all the treatment method tested. A mesoscale reactor was built to find the optimum configuration for full decomposition of propellant. The catalyst bed was made of a glass wafer substrate sputtered with silver and had a length of 20 mm. We measured the conversion rate with varying feed rate of $H_2O_2$ and preheating temperature. With the feed rate of $H_2O_2$, the space time within the reactor varies as well. For the bed length of 20 mm, space time more than 480 s was required for full conversion.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.39 no.1
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• pp.31-38
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• 2002

In order to improve the 0.35 $mutextrm{m}$-via hole etching process the etching characteristic of the gas $C_2F_{6}$ has been analyzed. The samples were triple-layer films(TEOS/SOG/TEOS) on 8-inch wafers and the orthogonal array matrix technique was used for the process. The equipment for etching was the transformer coupled plasma (TCP) source which is a type of high density plasma(HDP). This experiment showed the etching rate for $C_2F_{6}$ was 0.8 $mutextrm{m}$/min-1.1 $mutextrm{m}$/min and the measured uniformity was under $pm$6.9% in the matrix window. The CD skew comparison between pre and post-etching was under 10% which is an outstanding results in the window of profile in anisotropic etching. There was no problem in C2F6 with the flow rate of 20sccm, but when 14sccm of $C_2F_{6}$ was supplied there was a recess problem on the inner wall of SOG film. Consequently the etching characteristic of $C_2F_{6}$ shows a fast etching rate and a very wide process window in HDP TCP.