• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.257-257
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• 2010

디스플레이 산업의 발달로 화상 영상폰, 디지털 카메라, MP4, PMP, 네비게이션, LCD TV등의 가전 제품의 수요증가에 따라 이에 장착되는 LCD 패널의 생산력 향상과 원가 절감을 위한 검사 기술이 요구되고 있다. LCD 검사를 위한 Probe unit은 미세전기기계시스템(MEMS) 공정을 이용하여 제작된다. LCD 검사용 Probe unit는 LCD 가장자리 부분에 전기적 신호(영상신호, 등 기신호, 색상신호)가 인가되도록 하는 수 십 내지 수 백개의 접속 단자가 고밀도로 배치되는데, 이러한 LCD는 제품에 장착되기 전에 시험신호를 인가하여 화면의 불량여부를 검사하기 위한 점등용 부품으로 50 um 이하의 Pin간 거리를 유지하면서 정확한 Pin Alignment를 요구하는 초정밀 부품이다. 본 연구에서는 반도체용 Si wafer에 마스크 공정 및 slit etching 공정을 적용하여 목표인 30 um pitch의 Probe unit을 개발하기 위해 Deep Si Etching(DRIE) 장비를 이용하여 식각 공정에 따른 특성을 평가하였다. 마스크 공정은 500 um 두께의 양면 연마된 반도체용 Si wafer를 이용하였으며, thick PR을 사용하여 마스킹하여 식각공정을 수행하였다. Si 깊은 식각은 $SF_6$ 가스와 Passivation용으로 $C_4F_8$ 가스를 교대로 사용하여 수직방향으로 깊은 식각이 이루어지는 원리이다. SEM 측정 결과 30 um pitch의 공정 목표에 도달하였으며, 식각공정 결과 식각율 6.2 um/min, profile angle $89.1^{\circ}$로 측정되었다. 또한 상부 에칭공정과 이면 에칭공정에서 폭과 wall의 간격이 동일하였으며, 완전히 관통된 양면식각이 이루어졌음을 확인하였다. 또한 실제 사용되는 probe unit의 조립에 적합한 slit 공정을 위한 에칭특성을 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.36-36
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• 2011

반도체 공정 신호는 주기 신호와 비주기 신호로 구분된다. 특정 패턴을 가지는 주기 신호는 해당 파라미터(parameter)에 대해서 패턴 매칭을 수행하여 관리하는 연구가 진행되고 있다. 반면 비주기 신호 데이터의 경우에는 패턴 매칭 방법을 수행할 수 없다. 또한 반도체 공정에서 얻을 수 있는 두 개 타입의 데이터는 그 파라미터가 방대하기 때문에 현재 실제 공정에 적용되고 있는 방식인 각각 하나의 파라미터에 대해 관리도(control chart)를 구성해 관리하는 것은 많은 비용과 시간의 낭비를 초래한다. 따라서 두 타입 데이터의 여러 개의 파라미터를 동시에 관측할 수 있고 파라미터간의 내재된 상관관계를 고려할 수 있는 장점을 가진 분석 기법에 대한 연구가 필요하다. 주기 신호의 이상탐지를 위한 기존 연구는 신호를 구간으로 나누어 구간별로 SPC 차트적용 시키는 방법, 각 시점 마다 측정되는 값을 하나의 변수로 고려하여 Hotelling's T square, PCA, PLS 등과 같은 다변량 통계 분석을 적용 시키는 방법들이 제시되어 왔다. 이러한 방법들은 다양한 특성을 가지는 주기신호를 분석하고 이상을 탐지 하는데 많은 한계점을 가진다. 이에 본 논문은 다양한 형태를 가지는 신호의 특성을 반영하여 자기구상지도를 기반으로 신호의 분류와 공정의 이상을 탐지하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 자기구상지도를 이용하여 복잡한(고차원, 시계열) 신호를 2차원 상의 노드로 맵핑시킴으로써 신호의 특질(feature)을 추출하고 새로 표현된 신호의 특질을 기반으로 Logistic regression을 적용시켜 이상을 탐지 한다. 다양한 이상 상황을 가진 반도체 공정 신호를 사용하여 제안한 이상탐지 성능을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.252-252
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• 2011

최근 주목받고 있는 amorphous gallium-indium-zinc-oxide (a-GIZO) thin film transistors (TFTs)는 수소가 첨가된 비정질 실리콘 TFT에 비해 높은 이동도와 뛰어난 전기적, 광학적 특성에 의해 큰 주목을 받고 있다. 또한 넓은 밴드갭을 가지므로 가시광 영역에서 투명한 특성을 보이고, 플라스틱 기판 위에서 구부러지는 성질에 의해 플랫 패널 디스플레이나 능동 유기 발광소자 (AM-OLED), 투명 디스플레이에 응용되고 있다. 뿐만 아니라, 일반적인 Poly-Si TFT는 자체적으로 가지는 결정성에 의해 대면적화 시 균일성이 좋지 못하지만 GIZO는 비정질상 이기 때문에 백플레인의 대면적화에 유리하다는 장점이 있다. 이러한 TFT를 제작하기 전, 전기적 특성에 대한 정보를 얻거나 예측하는 것이 중요한데, 이에 따라 고안된 구조가 바로 metal point contact FET (pseudo FET)이다. pseudo FET은 소스/드레인 전극을 따로 증착할 필요 없이 채널을 증착한 후, 프로브 탐침을 채널의 표면에 적당한 압력으로 접촉시켜 전하를 공급하는 소스와 드레인처럼 동작시킬 수 있다. 따라서 소스/드레인을 증착하거나 lithography와 같은 추가적인 공정을 요구하지 않아 소자의 특성을 보다 간단하고 수월하게 분석할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 p-type 기판위에 100nm의 oxidation SiO2를 게이트 절연막으로 사용하는 a-GIZO pseudo FET를 제작하였다. 소자 제작 후, 열처리 온도에 따른 전기적 특성을 분석하였고, 열처리 조건은 30분간 N2 분위기에서 실시하였다. 열처리 후 전기적 특성 분성 결과, 450oC에서 가장 낮은 subthreshold swing 값과 게이트 전압의 더블 스윕 후 문턱 전압의 변화가 거의 없음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.271-271
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• 2011

본 논문에서는 W-N 확산 방지막을 각각 다른 질소 유입 조건 (0 sccm, 0.5 sccm, 1 sccm) 하에 Si (Silicon) (100) 기판 위에 rf (radio-frequency) magnetron sputter를 이용하여 증착하였다. 증착된 박막은 800$^{\circ}C$에서 열처리하였고, 이때 각각의 W-N 확산 방지 막의 열적 안정성을 분석하였다. 기존 W-N박막의 분석은 X-ray diffraction (XRD)와 같은 분광학적 방법을 사용하여 분석하였으나, 이는 점점 미세화 되어가는 반도체 산업의 최근 동향에는 적합하지 않다. 따라서 이번 실험에서는 박막 국부적인 영역에서 nano scale의 분석이 가능한 nano indentation을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서는 열적 안정성을 분석하기 위하여 각각 열처리 온도가 다른 박막의 stress 분포를 XRD와 AFM를 이용하여 구한 격자상수로 먼저 박막 전체적인 영역을 분석하였다. 박막의 국부적인 영역은 앞서 언급하였던 nano indentation을 이용하여 stress 분포를 분석하였다. 실험 결과, 표면의 RMS roughness는 3.6에서 1.4 nm으로 변하였으며, 박막은 미열처리에서 열처리 온도의 증가 시 보다 tensile stress를 많이 받는 것으로 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.316-316
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• 2011

유기발광소자는 빠른 응답속도, 고휘도 및 면발광의 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이와 조명시장에서 주목을 받고 있다. 그 중 백색유기발광소자는 차세대 조명과 디스플레이의 백라이트로서 많은 연구가 진행되고 있으며, 다른 디스플레이에 비해서 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 백색유기발광소자의 경우 복잡한 구조에 의한 공정비용의 증가, 낮은 효율 및 색안정성과 같은 문제점이 있다. 본 연구에서는 청색 인광 물질을 사용하여 고효율의 청색 유기발광소자를 제작하였으며, 졸-겔 방법으로 제작된 Mn 도핑된 $Zn_2SiO_4$ 녹색 무기물 형광체와 Mn 도핑된 $CaAl_{12}O_{19}$ 적색 무기물 형광체를 제작된 청색 유기발광소자에 도포하여 백색 발광소자를 제작하였다. Mn 도핑된 $Zn_2SiO_4$와 Mn 도핑된 $CaAl_{12}O_{19}$ 무기물 형광체층은 청색 유기발광소자에서 발생하는 빛을 흡수하여 적색과 녹색의 빛으로 변환하기 때문에 백색 구현에 필요한 청색, 녹색, 적색의 빛을 모두 얻을 수 있다. 녹색과 적색의 무기물 형광체의 두께와 결정크기에 따른 광학적 특성 변화를 조사하여 최적의 백색 발광소자를 제작하였다. 주사전자현미경을 통해 무기물 형광체의 결정크기를 조사하였으며, 전압-휘도 특성으로 광학적 특성을 조사한 결과 제작한 백색 발광소자의 색좌표가 순백색에 가까운 값을 나타내었다. 색변환층으로 사용한 무기물 형광체의 구조적 및 광학적 성질에 대한 결과를 바탕으로 백색 유기발광소자의 발광메커니즘을 설명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.149-149
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• 2013

반도체 공정 및 디스플레이 공정에서 발생하는 오염입자는 공정 불량을 일으키는 가장 큰 인 중의 하나이며, 수십 나노에서 수 백 나노의 크기를 갖는다. 최근 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 감소하고 있으며 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 또한 디스플레이 산업에서는 패널이 대형화되고 공정이 발달함에 따라 입자에 의한 패널 오염이 이슈가 되고 있는 실정이다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법으로는 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 또한 입자의 크기 뿐 아니라 성분과 형상까지 측정할 수 있는 장치의 개발 요구가 높아지고 있는 실정이다. 이를 위해 입자의 크기 및 분포를 측정할 수 있는 Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)와 형상을 측정할 수 있는 Scanning Electron Microscope (SEM)의 기능을 통합하여 실시간으로 나노입자의 복합특성(크기, 성분, 형상)을 측정할 수 있는 장치를 개발하였다. 또한 기존 장치들의 문제점 중 하나가 실시간으로 교정이 불가능하다는 것이었는데 이 장치의 경우 실시간으로 측정되는 결과의 조합으로 실시간 교정까지도 가능한 장점을 가지고 있다.

• 한국진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.566-575
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• 2008

촉매 화학기상증착법을 이용하여 합성된 이중층 탄소나노튜브를 가지고 전계전자 방출원을 제작하여 이들의 신뢰성 있는 전계전자 방출특성을 조사하였다. 합성된 탄소 필라멘트들은 TEM, TGA, 그리고 Raman 분석을 통하여 결함이 없고 순도가 높은 이중층 탄소나노튜브가 합성이 되었음을 확인하였다. 이들 이중층 탄소나노튜브 전계전자 방출원은 이전극 구조에서 낮은 턴-온 전계와 높은 전류밀도의 전계전자 방출 특성을 보여주었고, 균질한 전계방출 패턴과 좋은 전계방출 안정성을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.150-150
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• 2010

비휘발성 메모리의 구조는 ONO($SiO_2$, $SiN_X$, $SiN_XN_Y$), 혹은 NNO($SiN_X$, $SiN_X$, $SiN_XN_Y$)등으로 구성된 blocking layer, charge storage layer, tunneling layer 등이 일반적이다. 본 연구에서 제작된 OSO구조는charge storage layer를 a-Si을 사용한 것으로, 기존에 사용되던 charge storage layer인 $SiN_x$ 대신에 a-Si:H 를 사용하였다. 최적의 전하 저장층 조건을 알기 위하여 가스비에 따른 raman 및 bandgap 측정, 그리고 C-V 통하여 트랩된 전하 저장량 및 flatband 전압의 shift 값을 측정 및 분석하였다. 실험 결과, bandgap이 작아 band edge 저장 가능하며, SiNx 와 마찬가지로 a-Si:H 내 트랩에 저장이 가능하였다. 또한 $SiO_2$/a-Si:H와 a-Si:H/SiOxNy 계면의 결함 사이트에 전하의 저장되며, bandgap이 작아 트랩 또는 band edge에 위치한 전하들이 높은 bandgap을 가지는 blocking 또는 tunneling layer를 통하여 빠져 나오기 어려운 특성이 있었다. 본 연구에서는 최적의 전하 저장 층 조건을 알기 위하여 가스비에 raman 및 bandgap 측정, 그리고 C-V 통하여 트랩된 flatband 전압의 shift 값을 측정하여 결과를 논의하였다. 또한 OSO 구조의 두께에 있어 MIS 결과와 poly-Si 상에 실제 제작된 NVM 소자의 switching 특성을 논의하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.300-300
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• 2010

후면 패시베이션, back contact의 가변, 후면 접촉면적의 가변 등으로 Laser Fired Contact 태양전지의 효율을 증가 시킬 수 있다. 이 중 spacing의 가변으로 후면 접촉 면적을 가변 할 수 있으며, 이로 인하여 LFC 태양 전지의 효율을 높일 수 있을 것으로 전망된다. 본 연구에서는 후면 접촉 면적을 가변하였으며 이에 따른 효과를 확인하였다. series resistance가 작고, open circuit voltage 가 높은 최적의 조건을 찾는 것에 그 목적을 두었다. 실험 순서는 texturing 후, 후면에 SiNx를 10nm 증착하였으며, drive-in 방법으로 $POCl_3$을 도핑하였다. ARC후, spacing 조건 가변으로 접촉 면적을 가변시키면서 소자의 특성 변화를 비교하였다. 접촉 면적 및 spacing 조건은 5개의 set에 대하여 reference, 50%의 접촉 면적을 가지는 $150{\mu}m$ line, 10%의 접촉 면적을 가지는 $700{\mu}m$ line, 1%의 접촉 면적을 가지는 $700{\mu}m$ dot, 그리고 0.2%의 접촉 면적을 가지는 $1500{\mu}m$ dot으로 하였다. 각각의 경우에 대한 short circuit current density, fill factor, seris resistance, sheet resistance, open circuit voltage를 측정하였으며, 특히 series resistance는 각각의 경우에 대하여 $6.1m{\Omega}$, $5.1m{\Omega}$, $7.8m{\Omega}$, $10.1m{\Omega}$, 그리고 $15.7m{\Omega}$으로 측정되었다. wafer의 외각 테두리를 접촉 면적이 증가함에 따라서 sheet resistance가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.216-216
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• 2010

이종접합 태양전지의 투명전도막으로 사용되는 ITO는 박막 증착시 Ar과 O2의 공정 가스비증가에 따라 일함수가 증가한다고 보고되어지고 있다. 이러한 일함수의 증가는 ITO와 n a-si:H과의 계면에서 barrier height를 낮춤으로써 hole injection을 원활하게 만들어줌으로써 이종접합 태양전지의 효율 향상을 기대할 수 있게 해준다. RF sputtering system으로 증착된 ITO 증착시 순수 Ar만으로 증착된 ITO와 0.1에서 0.5% 까지 미세산소함량으로 증착된 ITO의 단일막 특성과 이를 이종접합 태양전지에 적용하였을 때의 특성을 분석하였다. ITO의 단일막 전기적 특성 분석을 위하여 Hall measurement를 이용하였고 광학적 특성 분석을 위해 UV-Vis를 이용하였다. 또한 광전자 분광장치를 이용하여 일함수 변화를 측정하였다. 그리고 산소 함량에 따른 ITO 박막의 특성 변화를 통해 이종접합 태양전지의 광특성을 비교하였다. 전기적인 특성의 경우 0.1%의 산소함량에서 가장 낮은 비저항을 얻었고 이동도의 경우 산소 함량에 따라 점차 증가하게 되었다. 반면 Carrier concentration은 점차 감소하였다. 투과도의 경우 산소함량을 통해 제작된 ITO가 Ar만으로 제작된 ITO보다 500 nm 파장대에서 1% 정도의 높은 투과율을 갖게 되었다. 그리고 ITO 공정시 Ar 만으로 증착한 경우 4.3 eV의 일함수를 보이고 공정중 산소가 첨가됨으로써 4.8 eV 으로 일함수가 증가하게 되었고 이종접합 태양전지를 제작하여 Voc, Jsc, Eff 등이 각각 15mV, 2mA/cm2, 1.5% 정도의 광특성 향상을 얻을 수 있었다.