• 제목/요약/키워드: 전기화학적 에칭

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화학적 기상 에칭법을 이용한 고품질 질화물 반도체 나노구조 형성 연구

  • 김제형;고영호;공수현;고석민;오충석;박기연;정명호;이정용;조용훈
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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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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초박형 태양전지 제작에 Porous Silicon Layer Transfer기술 적용을 위한 전기화학적 실리콘 에칭 조건 최적화에 관한 연구 (Optimization of Electrochemical Etching Parameters in Porous Silicon Layer Transfer Process for Thin Film Solar Cell)

  • 이주영;구연수;이재호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.23-27
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    • 2011
  • 전기화학적 에칭을 이용한 다공성 실리콘 이중층 형성은 초박형 태양전지 제작에서 PS layer transfer 기술을 적용하기 위한 선행 공정이다. 다공성 실리콘 층의 다공도는 전류밀도와 에칭용액 내 불산의 농도를 조절하여 제어할 수 있다. 전기화학적 에칭을 이용한 다공성 실리콘 형성을 위하여 비저항 $0.01-0.02\;{\Omega}{\cdot}cm$의 p-type (100)의 실리콘 웨이퍼를 사용하였으며, 에칭용액의 조성은 HF (40%) : $C_2H_5OH$(99 %) : $H_2O$ = 1 : 1 : 2 (volume)으로 고정하였다. PS layer transfer 기술에 사용되는 다공성 실리콘 이중층을 형성하기 위해서 에칭 도중 전류밀도를 낮은 전류밀도 조건에서 높은 전류밀도 조건으로 변환하여 low porosity layer 하부에 high porosity layer를 형성할 수 있다.

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

  • 박채민;송영석;김상혁;신한균;이효종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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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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초박형 태양전지의 Porous Si Layer Transfer 기술 적용을 위한 전기화학적 실리콘 에칭 (Electrochemical Etching of Silicon in Porous Silicon Layer Transfer Process for Thin Film Solar Cell Fabrication)

  • 이주영;한원근;이재호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.55-60
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    • 2009
  • 불산과 에탄올 혼합용액에서 전기화학적 에칭을 통하여 다공성 실리콘 층을 제작하였다. 에칭 시 인가된 초음파의 주파수, 전류밀도, 에칭시간의 변화에 따른 다공성 실리콘 층의 변화를 확인하였다. 초음파를 가해주지 않은 시편은 표면에 특별한 변화가 일어나지 않았으나, 초음파 진동자의 주파수가 40 kHz와 130 kHz인 초음파 발생조에서 실험한 시편을 관찰한 결과, 가해준 초음파의 주파수가 높을수록 다공성 실리콘 층의 기공의 크기가 더 커지고 실리콘 표면에서의 에칭이 더 균일하게 일어났다. 후면접촉 에칭조와 current shield를 이용한 결과 다공성 실리콘 층 전면에 걸쳐 균일하게 기공이 발생하였다. 다공성 실리콘 층의 기공의 크기는 전류밀도가 증가함에 따라 함께 증가하였고, 에칭 시간에는 영향을 받지 않았다.

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

  • 이서향;이재호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.77-82
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    • 2022
  • PCB 기판의 구리 식각 시 전기도금된 배선과 기지층의 전도층은 다른 에칭 특성을 가지며 이로 인한 배선의 과에칭과 배선기저부의 언터컷 현상이 보고되고 있다. 본 연구에서는 구리 에칭의 조성 변화에 따른 구리 에칭 특성에 대하여 연구하였다. 분극법과 OCV (open circuit voltage)를 이용하여 에칭액의 전기도금 구리와 기지층 구리의 최적 과산화수소와 황산의 농도를 얻었다. OCV와 ZRA (zero resistance ammeter)분석법을 이용하여 억제재의 효과를 비교하였다. 구리배선과 기지층간의 갈바닉 전류를 ZRA 방법을 이용하여 측정 비교하였다. 갈바닉 전류를 최소화하는 억제재를 ZRA를 이용한 갈바닉 쌍으로부터 선택할 수 있었다.

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

  • 조수제;류병길
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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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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전기화학적 마이크로머시닝 기술을 이용한 균일한 니오븀 표면 에칭 연구 (Homeogenous Etched Pits on the Surface of Nb by Electrochemical Micromachining)

  • 김경민;유현석;박지영;신소운;최진섭
    • 공업화학
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    • 제25권1호
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    • pp.53-57
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    • 2014
  • 본 연구에서는 micro-contact printing을 통하여 니오븀 호일 표면 위에 균일한 에칭 pits를 형성하였다. 균일한 보호층을 형성하고자 전해연마의 효과를 확인하였으며, 기존의 $O_2$ 플라즈마 공정 없이 손쉽게 균일한 에칭 pits를 형성시킬 수 있는 조건을 확인하였다. 메탄올 혼합 전해질을 사용하여 10 min 동안 에칭을 진행한 결과 니오븀 호일 표면 위에 지름과 간격이 각각 $10{\mu}m$$5{\mu}m$로 잘 정렬된 에칭 pits를 관찰하였다.

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

  • 인치현;김규만;주종남
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권2호
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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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전기화학적 에칭을 이용한 스테인리스 스틸의 표면 개질 (Surface Modification Method of Stainless Steel using Electrochemical Etching)

  • 이찬;김준원
    • 한국정밀공학회지
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    • 제31권4호
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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.