• Title/Summary/Keyword: 전기화학적에칭

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화학적 기상 에칭법을 이용한 고품질 질화물 반도체 나노구조 형성 연구

  • Kim, Je-Hyeong;Go, Yeong-Ho;Gong, Su-Hyeon;Go, Seok-Min;O, Chung-Seok;Park, Gi-Yeon;Jeong, Myeong-Ho;Lee, Jeong-Yong;Jo, Yong-Hun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.182-182
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    • 2012
  • 반도체 저차원 구조에서의 독특한 광학적, 전기적 특성이 연구됨에 따라 양자점, 양자선, 양자우물과 같은 공간적으로 구속되어 있는 나노구조 형성에 관한 제작 방법과 그 특성 연구가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 Si 또는 GaAs 반도체와 달리 광소자로써 각광받고 있는 질화물 반도체의 경우, 높은 화학적, 물리적 안정성으로 인해, 화학적 에칭에 의한 나노구조 형성이 쉽지 않고, 물리적 에칭의 경우, 표면 결함이 많이 발생되는 문제점이 있어 어려움을 겪고 있다. 최근 본 연구그룹에서는 자체 개발한 고온 HCl 가스를 이용한 화학적 기상 에칭법을 이용하여, 다양한 크기, 모양의 나노구조 형성 및 이를 이용한 다양한 타입의 InGaN 나노구조 제작 및 특성에 대해 연구하였다 (Figure 1). 화학적 기상 에칭법을 이용한 나노구조의 경우, 선택적인 결함구조 제거 및 이종기판 사용에 따른 응력 감소, 광추출 효율을 증가시켜, 우수한 구조적, 광학적 특성을 보여주었고, 에칭 조건에 따른, 피라미드, 막대와 같은 다양한 나노구조를 제작하였다. 뿐만 아니라 이를 기반으로 한 다양한 InGaN 나노구조를 모델을 제시하였는데, 첫번째는 GaN 나노막대 기판 위에 형성된 고품위InGaN 양자우물구조 성장이고, 두 번째는 InGaN 양자우물을 포함하고 있는 나노막대 구조 제작, 세번째는 InGaN/GaN core/shell 구조이다 (Figure 2). 이러한 InGaN 나노구조의 경우 높은 광결정성 및 크게 감소한 내부 전기장 효과, 광방출에 유리한 구조에 기인한 우수한 광특성을 보여주고 있어 광소자로써 응용가능성이 크고, InGaN/GaN core/shell 나노구조의 경우, 나노구조 내부에 단일 InGaN양자점이 형성되어 높은 광추출효율의 양자광소자로써 활용가능성을 보여주었다.

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Microstructure and Etching Morphology of Copper Electrodeposits (구리 전해도금 박막의 미세조직에 따른 에칭 특성)

  • Park, Chae-Min;Song, Yeong-Seok;Kim, Sang-Hyeok;Sin, Han-Gyun;Lee, Hyo-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.132-133
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    • 2014
  • 구리도금 및 적절한 어닐링 공정을 통해 수nm 크기의 초기 도금 미세조직과 수${\mu}m$정도의 결정립 크기를 갖는 재결정이 진행된 결정립이 병존하는 도금막 샘플을 제작하였다. 전기 비저항 측정과 EBSD를 통해 결정립 성장 분율을 측정하였으며 다양한 사이즈와 결정 방향을 갖는 결정립에 대해 질산용액을 이용하여 화학적 에칭방법을 통해 간접적으로 각 구리원자의 화학적 안정성을 평가할 수 있었다. 결과적으로 결정립이 클수록 에칭속도가 느린 것을 확인하였으며, 주요 원인으로 결정립계면이 우선적으로 에칭되는 것이 관찰되었다. 즉, 결정립의 크기가 작을수록 결정립계면의 비율이 커서 에칭속도가 증가하고 Nanosize의 초기 결정립이 빨리 에칭되는 것이 확인되었다.

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Optimization of Electrochemical Etching Parameters in Porous Silicon Layer Transfer Process for Thin Film Solar Cell (초박형 태양전지 제작에 Porous Silicon Layer Transfer기술 적용을 위한 전기화학적 실리콘 에칭 조건 최적화에 관한 연구)

  • Lee, Ju-Young;Koo, Yeon-Soo;Lee, Jae-Ho
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.18 no.1
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    • pp.23-27
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    • 2011
  • Fabrication of porous silicon(PS) double layer by electrochemical etching is the first step in process of ultrathin solar cell using PS layer transfer process. The porosity of the porous silicon layer can be controlled by regulating the formation parameters such as current density and HF concentration. PS layer is fabricated by electrochemical etching in a chemical mixture of HF and ethanol. For electrochemical etching, highly boron doped (100) oriented monocrystalline Si substrates was used. Ths resistivity of silicon is $0.01-0.02\;{\Omega}{\cdot}cm$. The solution composition for electrochemical etching was HF (40%) : $C_2H_5OH$(99 %) : $H_2O$ = 1 : 1 : 2 (by volume). In order to fabricate porous silicon double layer, current density was switched. By switching current density from low to high level, a high-porosity layer was fabricated beneath a low-porosity layer. Etching time affects only the depth of porous silicon layer.

The fabrication of high aspect ratio microstructures by negative photosensitive glass process (Negative photosensitive glass process에 의한 high aspect ratio 마이크로 구조물의 제조)

  • Cho, Soo-Je;Ryu, Byung-Gil
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.11d
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    • pp.1140-1141
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    • 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.

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Electrochemical Evaluation of Etching Characteristics of Copper Etchant in PCB Etching (PCB 구리 에칭 용액의 에칭 특성에 대한 전기화학적 고찰)

  • Lee, Seo-Hyang;Lee, Jae-Ho
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.29 no.4
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    • pp.77-82
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    • 2022
  • During etching process of PCB, the electroplated copper line and seed layer copper have different etching rates and it caused the over etching of copper line as well as undercut of lines. In this research, the effects of etchants composition on copper etching characteristics were investigated. The optimum concentration of hydrogen peroxide and sulfuric acid of etchants were obtained using polarization and OCV (open circuit voltage) analysis for both rolled copper and electroplated copper. The inhibiting effects of different inhibitors were investigated using OCV and ZRA (zero resistance ammeter) analysis. The galvanic current between electroplated copper and seed layer copper were measured using ZRA method. Inhibitors for least galvanic current could be chosen based on galvanic coupling in ZRA analysis.

Electrochemical Etching of Silicon in Porous Silicon Layer Transfer Process for Thin Film Solar Cell Fabrication (초박형 태양전지의 Porous Si Layer Transfer 기술 적용을 위한 전기화학적 실리콘 에칭)

  • Lee, Ju-Young;Han, Wone-Keun;Lee, Jae-Ho
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.16 no.4
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    • pp.55-60
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    • 2009
  • Porous silicon film is fabricated by electrochemical etching in a chemical mixture of HF and ethanol. Effects of Si type, Si resistivity, ultrasonic frequency, current density and etching time on surface morphology of PS film were studied. Electrochemical etching in ultrasonic bath promotes the uniformity of porous layer of Si. Frequency of ultrasonic was increased from 40 kHz to 130 kHz to obtain uniform pores on the Si surface. When current density was higher, the sizes of pores were larger. The new etching cell using back contact metal and current shield help to overcome nonhomogeneity and current crowding effect, and then leads to fabricate uniform pores on the Si surface. The distribution of pore size shows no notable tendency with etching time.

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Surface Modification Method of Stainless Steel using Electrochemical Etching (전기화학적 에칭을 이용한 스테인리스 스틸의 표면 개질)

  • Lee, Chan;Kim, Joonwon
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.31 no.4
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    • pp.353-358
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    • 2014
  • This paper reports a simple, yet effective 1-step surface modification method for stainless steel. Electrochemical etching in dilute Aqua Regia forms hierarchical micro and nanoscale structure on the surface. The surface becomes highly hydrophobic (${\sim}150^{\circ}$) as a result of the etching in terms of static contact angle (CA). However the liquid drops easily pinned on the surface because of high contact angle hysteresis (CAH), which is called a "petal effect": The petal effect occur because of gap between surface microstructures, despite of intrinsic hydrophobicity of the base material. The pore size and period of surface structure can be controlled by applied voltage during the etching. This method can be applied to wide variety of industrial demand for surface modification, while maintaining the advantageous anti-corrosion property of stainless steel.

Homeogenous Etched Pits on the Surface of Nb by Electrochemical Micromachining (전기화학적 마이크로머시닝 기술을 이용한 균일한 니오븀 표면 에칭 연구)

  • Kim, Kyungmin;Yoo, Hyeonseok;Park, Jiyoung;Shin, Sowoon;Choi, Jinsub
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.25 no.1
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    • pp.53-57
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    • 2014
  • We describe the preparation of highly-ordered etching pits on the Nb foil through a micromachining. The effects of electrochemical polishing on the formation of uniformly-patterned protective epoxy layer was investigated. Unlike the previous process using $O_2$ plasma, well-ordered etched pits were prepared without any dry processes. As a result, the Nb foil with the well-ordered pits of $10{\mu}m{\times}5{\mu}m$ could be obtained by electrochemical etching in methanolic electrolytes for 10 min.

Fabrication of Tungsten Probe using Electro-Chemical Etching (전기화학적 에칭을 이용한 텅스텐 미세 탐침 가공)

  • In, Chi-Hyun;Kim, Gyu-Man;Chu, Chong-Nam
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.18 no.2
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    • pp.111-118
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    • 2001
  • Tungsten probe is the most important part of a probe card, which is widely used for the performance test of wafer chips. Electro chemical etching becomes an exclusive choice for mass production of the tungsten probes. In the mass production, not only the shape of the probe but also the shape distribution of machined probes is important. A new method is proposed for the mass production of the tungsten probes. Tungsten wires are separated by a distance, and dipped into electrolyte. The dipping rate is controlled to shape the probes. Several experimental tests are performed to study the machining characteristics. From the test results, machining parameters including electrical conditions and anode position showed significant influences on the shape, repeatability, precision and quality of sharp tips.

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