• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권4호
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• pp.49-53
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• 2004

고분자 재료가 전자산업분야에서 절연재료나 접착제로 널리 사용되고 있다. 실리콘 기판위에 증착된 고분자 층에는 기판과의 열팽창계수 차이로 인해 열응력이 발생할 수 있다 고분자 층과 기판사이의 열적 성질의 차이로 인해 큰 잔류응력이 야기된다. 본 연구에서는 레이저 주사법을 이용하여 열적변형으로 인한 곡률변화를 측정한 후, 해석적 방법을 적용하여 수정된 박막 물성을 구하는 방법을 제시하고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.400-400
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• 2011

조성에 따른 밴드갭 조절이 용이하고 광흡수율이 결정질, 비결정질 실리콘보다 높으며 황동광 구조를 갖는 CuIn1-xGaxSe2 계 물질은 박막형 태양전지의 광흡수층으로 널리 쓰이고 있다. 기존 동시증발법, 스퍼터링법 등 진공 공정 기반 기술이 갖는 고비용 문제와 대면적화 필요성에 대한 대안으로 비진공 박막 증착법이 활발히 연구되고 있는 가운데, 본 연구에서는 닥터블 레이드 코팅법을 이용하여 상온 및 상압 환경에서 쉽게 전구체 박막을 코팅한 후 열처리함으로써 CuInSe2 박막을 얻을 수 있었다. 고분자로 이루어진 바인더(binder) 물질과 금속 아세테이트 (metal acetate)계 전구체를 용매에 용해시킨 후 이를 도포하고, 추가적인 산화 열처리 과정 (oxidation)을 통해 최근 문제가 되고 있는 잔류탄소층 문제를 해결할 수 있었다. XRD 분석 결과, 금속 전구체들은 산화 과정 통해 금속산화물로 변환되고, 이후 셀렌화(Selenization)과정에서 산소(Oxygen)가 셀레늄(Selenium)으로 치환되는 반응이 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 SEM 분석을 통해 잔류 탄소층이 존재하지 않으며 결정립 크기가 최대 수백nm 정도임을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권2호
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• pp.51-54
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• 2019

실리콘 기판상에 여러 조건의 전류밀도에서 로듐 도금을 실시하였다. 직류전원의 경우 전류밀도가 증가하면 로듐 표면에 균열이 발생하였다. 잔류응력을 낮추기 위하여 펄스전류를 인가하였다. 펄스전류의 off 시간이 도금층의 잔류응력을 낮추는데 영향을 주었다. 펄스전류의 인가 주기를 5:5로 하였을 경우 균열 없는 로듐 도금층을 얻었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권10호
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• pp.884-889
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• 1998

대면적의 비정질 실리콘 박막을 가우스 분포(Gaussian Profile)의 일차원 선형빔(line shape beam)을 가지는 엑시머 레이저를 사용하여 결정화를 시켰다. (Corning 7059 glass)위에 증착된 비정질 실리콘 박막이 재결정화된 실리콘 박막의 경우, 두께에따라 결정화되는 모양이 다르게 나타났다. 따라서 두께에 따라 결정화되는 상태의 변화를 조사하기 위하여 angle wrapping 방법을 새롭게 도입하여 깊이에 따른 Si층이 5${\mu}m$ 이상되도록 angle wrapping한 후에 박막의 두께에 따른 micro-raman spectra를 측정하여 결정화상태에 따른 잔류응력을 조사하였다. 또한 기판의 온도가 상온인 경우에 엑시머 레이저의 밀도가 300mJ/${cm}^2$에서 열처리한 경우에 재결정화된 Si 박막의 잔류응력에 박막의 표면에서 박막의 깊이에 따라 $1.3{\times}10^10$에서 $1.6{\times}10^10$을 거쳐 $1.9{\times}10^10$ dyne/${cm}^2$으로 phase의 변화에 따라 증가하였다. 또한 기판의 온도가 $400^{\circ}C$에서 최적의 열처리 에너지 밀도인 300mJ/${cm}^2$에서는 박막의 깊이에 따른 결정화 상태의변화에 따라 thermal stress 의 값이 $8.1{\times}10^9$에서 $9.0{\times}10^9$를 거쳐 $9.9{\times}10^9$ dyne/${cm}^2$으로 변화하는 것을 알 수 있다. 따라서 liquid phase에서 solid phaserk 변화함에 따라 stress값이 증가하는 것을 알 수 있다.

• 센서학회지
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• 제3권2호
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• pp.74-80
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• 1994

Silicon direct bonding 기술은 잔류 응력이 없고, 안정한 특성을 가진 센서의 제작과 silicon-on-insulator 소자의 제조에 널리 이용되고 있다. SDB의 공정 절차는 크게 실리콘 웨이퍼의 수산화 공정 과정과 wet oxidation fumace에서 고온의 열처리 공정 과정을 거치게 된다. 수산화 공정을 행한 후, Fourier transformation-infrared spectroscopy를 사용하여 실리콘 웨이퍼 표면을 분석하여 보면, 실리콘 웨이퍼의 표면에서는 수산화기가 생성됨을 알 수 있다. 실험 결과, $H_{2}O_{2}\;:\; H_{2}SO_{4}$ 용액을 사용한 친수성 용액 처리의 경우에 있어서는 수산화기가 3474 $cm^{-1}$ 주위의 넓은 영역에서 관찰되었다. 그러나, diluted HF 용액의 경우에 있어서는 수산화기가 관찰되지 않았다. 접합된 실리콘웨이퍼를 tetramethylammonium hydroxide 식각 용액을 사용하여 식각 공정을 수행하였다. 식각 공정은 자동 식각 중지가 수행되었으며, 식각된 표면은 평탄하고 균일하였다. 그러므로, 이러한 SDB 기술은 우수한 특성을 가진 압력, 유속, 가속도 센서 등과 같은 센서의 제작 및 센서 응용 분야에 이용될 수 있을 것이다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.106-106
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• 2012

막구조(Membrane structure)란 건축분야에서 "fabric structure" 또는 tension structure"와 같이 사용되는 용어로 코팅된 직물(coated fabrics)을 주재료로 사용하는 구조를 말한다. 특히 구조체로서 연성의 막을 이용 이것에 초기 장력을 주어 강성을 늘림으로서 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하는 장점을 갖고 있다. 초기 창안된 독일의 온화한 기후에 적용되는 반면 한국이나 일본에는 60m/sec를 넘나드는 태풍의 피해와 많은 적설량을 보이는 기후적 제약으로 발달되지 못하였다. 그러나 최근 새로운 소재의 막구조 제품 개발과 구조해석 방법 및 시공기술 등이 개발되어 보편화되어지고 있는 실정이다. 막구조용 재료로 사용되는 섬유소재는 주로 Polyester직물을 기재로 한 PVC 코팅 제품으로 일반 PVC 막재는 장력이 약하고, 광선에 의한 물성이 쉽게 변화되어 내구연한이 5~15년에 불과하다. 유리섬유나 아라미드섬유 등으로 제직한 기재에 고내열 실리콘이나 PTFE 수지를 코팅한 제품은 약품에 대한 내구성이 높고 자외선에 대해서는 매우 큰 저항성을 가지기 때문에 내구연한이 10년에서 30년 까지도 향상된다. 그러나 실리콘 코팅막은 세계적으로 가장 좋은 막재로 알려졌으나 자정능력(Self Cleaning)에 문제가 발생되어 사용량이 감소 추세라고 할 수 있다. 일반적인 코팅 가공의 경우 MEK, Toluene, DMF 등과 같은 유기용제를 다량 사용함에 따라 작업환경 및 대기오염, 화재 위험 등의 문제점이 있으며 특히 가공시 잔류되는 유기용제의 심각성이 대두되고 있는 상황이다. 이와 같이 코팅 가공제 자체를 친환경적인 물질로 대체하여 각종 환경규제에 대응하고 유해 폐기물의 발생을 줄일 수 있는 코팅 가공제 및 가공기술 개발이 절실하다. 이에 본 연구에서는 Glass-Fiber, Aramid 등의 슈퍼 섬유와 고 강력 섬유 등을 이용하여 PTFE 코팅제품과 비슷한 수준의 성능을 부여하는 무용제형 실리콘 코팅 수지를 개발하고 내구성능 향상, Self Cleaning성, 난연성, 자외선 차단, 인장강도 및 인열 강도의 향상 등 다양한 기능성을 부여하는 최적의 환경 친화적 코팅 공정 기술을 개발하여 차세대 건축용 막구조 제품을 개발하고자 한다.

• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.43-50
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• 2012

태양전지 제조공정 중 잉곳의 절삭공정 후 진행되는 태양광 실리콘 웨이퍼 세정에 관한 연구를 수행하였다. 태양광 실리콘 웨이퍼는 잉곳의 생산방법에 따라 단결정과 다결정 웨이퍼로 분류되고, 절삭 방법에 따라서는 슬러리로 절삭한 웨이퍼와 다이아몬드 와이어로 절삭한 웨이퍼로 구분할 수 있으며, 이의 방법들에 따라 웨이퍼 표면과 오염원이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 세정대상물에 따라 오염원과 웨이퍼 표면의 특성을 관찰하였고 적합한 세정제를 개발하여 물성 및 세정성을 평가하여 적용성을 확인하고자 하였다. 개발된 세정제로 세정한 웨이퍼는 XPS 분석결과 잔류 오염물질이 관찰되지 않았으며, 표면조직화 후 균일한 패턴을 형성함을 확인할 수 있었다. 또한, 개발된 세정제를 웨이퍼 생산현장에서 테스트를 진행하여 기존 세정제보다 우수한 세정결과를 확보하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.395-396
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• 2011

본 논문에서는 30% 내외의 평균반사율을 가지는 다결정 실리콘 태양전지의 입사광 손실을 최소화하여 광전변환효율 극대화를 구현하기 위해서 SF6/O2 혼합가스를 이용한 RIE 표면 texturing 공정을 수행하였다. 현재 다결정 실리콘 태양전지는 다양한 방향의 grain을 가지기 때문에 단결정 실리콘에 적용되는 습식 식각 방식이 다결정 실리콘 표면 texturing에 적절하지 않은 것으로 알려져 있다. 이를 개선하기 위해서 이방성 식각 특성을 가지는 다양한 texturing 방법이 시도되고 있다. 대표적으로 기계적인 방식의 V-grooving, 레이저 grooving, 플라즈마 건식식각을 이용한 texturing 및 산 용액을 이용한 texturing 등의 연구가 보고되고 있다. 그 중에서 플라즈마 건식식각 방식의 하나인 RIE를 이용한 표면 texturing 공정이 간단한 공정과 산업계 응용의 용이성 때문에 활발히 연구되어 왔다. 특히 Sandia group과 일본 Kyocera사의 연구 결과에서는 그 가능성을 입증하고 있다. 본 연구에서는 공정의 단순화와 안전한 공정을 위해서 SF6/O2 혼합 가스를 이용하여 마스크 패턴 공정없이 RIE texturing 공정을 수행하였으며, RIE-textured 다결정 실리콘에 대해서 태양전지를 제작하여 표면 texturing이 광전변환효율에 미치는 영향에 대해서 분석하였다. 그 결과 SF6/O2 혼합 가스를 이용한 RIE texturing은 다결정 실리콘 표면에 주로 needle 구조를 형성하는 것을 확인하였다. 각 texturing 조건별 반사율의 차이는 needle 구조의 조밀도와 관련되는 것을 알 수 있었으며, 동일 공정 parameter 상에서 식각 시간 1, 2, 3, 4, 5분 기준 시간에 따른 표면 구조 분석 결과 seed 가 형성되고 그에 따라서 needle 형태로 식각되는 과정을 관찰하였다. 반사율은 분당 약 4%씩 낮아져 5분 식각 후 14.45% 까지 낮아졌으며, 표면 구조에서 폭은 약 30 nm로 모두 일정하며, 길이가 약 20, 30, 50, 80, 100 nm으로 증가되었다. 이 결과로 보아 seed로부터 needle 구조가 심화되어가는 것을 알 수 있었다. 시간에 따른 RIE texturing 후 제작된 태양전지는 효율이 1분 식각 기준 15.92%에서 약 0.35% 씩 낮아져 5분 식각 후 14.4%로 낮아졌다. Voc 는 texturing 시간에 관계없이 일정하며 Isc가 점점 감소되는 것으로 확인되었다. EQE 결과도 이와 동일하게 RIE texturing 시간이 길어질수록 전체 파장 범위에서 일정하게 낮아지는 것이 관찰되었다. Electroluminescence(EL) 이미지 결과 texturing 시간이 길어진 태양전지일수록 점점 어두운 이미지가 나타나 5분 식각의 경우 가장 어두운 결과를 나타내었다. 이런 결과는 한 가지 이유보다는 복합적인 문제로 예상되는데 궁극적으로는 RIE 공정 후 표면에 쌓인 charged particle들이 trap 준위를 형성하여 효율 및 공정상에 영향을 미친 것으로 보이며, 특히 잔류 O기가 불균일한 산화막을 형성하는 것으로 예상된다. 또한 EL 분석 결과를 볼 때 RIE texturing 공정이 길어질수록 불안정한 pn-junction을 형성하는 것을 확인하였으며, emitter 층 형성 후 PSG (phosphorous silica glass) 공정에서 needle의 상부 구조가 무너지면서 면저항이 증가된 결과로 분석된다. PSG 제거 후 측정된 면저항의 경우 3분 texturing 샘플부터 면저항이 약 4${\Omega}/sq$ 정도 증가됨을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.1137-1139
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• 1999

저가의 우수한 성능을 갖는 적외선 영상표시 소자 구현에 적합한 마이크로 볼로미터를 MEMS 기술을 사용하여 제작하였다. 작은 열질량을 갖는 마이크로미터 단위의 열적고립 구조(thermal isolation structure) 제작은 폴리이미드(PI2611)를 희생층으로 사용하여 최종적으로 ashing공정 단계에서 폴리이미드를 제거하여 마이크로 볼로미터 구조를 완성하였다. 이 때의 구조층으로는 PECVD 질화실리콘($SiN_x$) 박막, 감지층으로 산화바나듐($VO_x$) 박막을 사용하였다. 본 연구에서는 폴리이미드 패턴 형성시 건식식각 공정조건 변수에 따라서 패턴의 기울기를 조절하여 폴리이미드 측면에서 발생되는 불 균일한 박막 증착과 패터닝 문제를 개선하였다. 또한 저응력의 질화실리콘 박막을 사용하여 잔류응력에 의한 열적고립 구조의 뒤틀림 현상을 완화하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권2호
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• pp.14-19
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• 2013

The size and distribution of residual stresses and the effect of the minimum mesh size were investigated by the a-Si thin film solar cell. Attributed to the difference in coefficient of thermal expansion of the a-Si and Ag concentrated residual stresses at the joint interface of dissimilar materials. The ${\sigma}y$ and ${\tau}xy$ didn't appear in the central part, but ${\sigma}x$ existed. However, ${\sigma}x$, ${\sigma}y$ and ${\tau}xy$ appeared in the edge part and concentrated residual stresses at the interface between a-Si and Ag. Minimum mesh size gets smaller, the concentration of ${\sigma}y$ was significantly and existence area was reduced. As a result, the failure of thin film solar cells during the cutting process can be explained by the residual stresses.