• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.1838-1843
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• 2014

나노 임프린트 리소그래피는 수십 나노미터에서 수십 마이크론에 이르는 패턴을 간단하고 저비용으로 대면적 기판에 제작할 수 있어 차세대 패터닝 기술로 주목 받고 있다. 특히, 발광소자, 태양전지, 디스플레이 등의 분야에서는 저반사 나노패턴, 광결정 패턴 등 기능성 패턴을 제작하고 이를 적용하는 연구가 활발히 진행 중에 있다. NIL공정을 통해 성공적으로 패턴을 전사시키기 위해서는 적절한 공정조건의 선택이 필요하다. 이에 본 연구에서는 열 나노임프린트를 이용하여 모스아이 패턴을 전사할 때, 충전과정 및 잔류층 형성을 수치 해석하여 폴리머 레지스트의 점탄성 거동을 살펴 보았고, 레지스트 초기 코팅 두께의 변화 및 가압력의 변화가 충전과정 및 잔류층에 미치는 영향을 조사하였다. 해석결과 본 논문에서 고려된 PMMA의 경우, 4MPa 이상의 압력에서 100초 내로 충전공정이 완료되는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제2권1호
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• pp.35-42
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• 1992

실릴콘 산화막을 $CHF_3/C_2F_6$ 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상충의 열적 거동을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기 (SIMS)를 사용, 연구하였다. 저항가열을 통한 in-situ 분석에 의해 폴리머 잔류막은 $200^{\circ}C$부터 분해가 시작되고 $400^{\circ}C$ 이상의 가열에서는 graphite 형태의 탄소 결합체를 형성하며 분해됨을 알았다. 질소 분위기하의 급속 열처리를 통해 잔류막의 열분해는 $800^{\circ}C$ 이상에서 완료되고 손상층을 형성하는 침투 불순원소의 기판 외부로의 확산이 관찰되었다.

• 폴리머
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• 제30권3호
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• pp.207-209
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• 2006

ITO 코팅 글라스를 기판으로 사용하고 폴리(페닐렌에테르설폰)(PES)을 감습막으로 하여 정전용량형 습도센서를 제작하였다. 감습막은 PES를 m-cresol에 용해한 후 스핀코팅으로 제조하였고 그 상부에 다공성 Au막을 스퍼터링으로 증착하였다. 상대습도 $20\sim90%$의 범위에서 센서의 용량은 감습막두께에 반비례하였고 1% 미만의 비선형 특성을 나타내었다. 또한 $1.4{\mu}m$ 두께의 샘플에서는 20 kHz에서 1.3%의 히스테리시스와 1.14의 우수한 감도를 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.669-676
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• 2013

In this study, we introduce a polymer(polyimide) based pressure sensor to measure real-time heart beat and blood pressure. The sensor have been designed with consideration of skin compatibility of material, cost effectiveness, manufacturability and wireless detection. The designed sensor was composed of inductor coils and an air-gap capacitor which generate self-resonant frequency when electrical source is applied on the system. The sensor was obtained with metalization, etching, photolithography, polymer adhesive bonding and laser cutting. The fabricated sensor was shaped in circular type with 10mm diameter and 0.45 mm thickness to fit radial artery. Resonant frequencies of the fabricated sensors were in the range of 91~96 MHz on 760 mmHg pressurized environment. Also the sensor has good linearity without any pressure-frequency hysteresis. Sensitivity of the sensor was 145.5 kHz/mmHg and accuracy was less than 2 mmHg. Real-time heart beat measurement was executed with a developed hand-held measurement system. Possibility of real-time blood pressure measurement was showed with simulated artery system. After installation of the sensor on skin above radial artery, simple real blood pressure measurement was performed with 64 mmHg blood pressure variation.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권4호
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• pp.49-54
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• 2000

고분자 이온 감응막을 광도파로로 이용한 새로운 형태의 센서소자를 제작하여 칼슘이온의 농도 변화에 따른 그 특성을 평가하였다. 광도파로 소자는 실리카 유리기판에 기존의 반도체 사진식각법 (photolitho-graphy)을 이용하여 도파로가 형성되어질 부분을 에칭한 후 감지막을 스핀코팅법으로 코팅하여, 그 자체를 도파로로 이용한 고속 응답의 새로운 형태의 센서소자를 제작하였다. 도파로로 사용된 감지막은 칼슘이온에 대해 특이성을 가지는 변색성 이온감응물질인 ETH5294, 중성이온감응물질인 K23El, anionic site인 NaTm(CF/sub 3/)/sub 2/PB, 가소제인 DOP 및 PVC-PVAC-PVA 폴리머를 THF 용매에 녹여 스핀 코팅법으로 제작하였다. 여러 가지 변수에 따른 센서의 특성을 평가하기 위하여 도파로의 두께(즉, 감지막의 두께), 변색성 이온감응물질의 농도, 각 모드 변화에 따른 센서의 감응특성을 비교 평가하였다. 제작된 센서는 칼슘이온에 대해 1×10­6∼1M의 측정 범위를 가지며, 1×10­⁴∼1×10­¹M 영역에서 선형성을 가지며, 기존의 광학적 측정 방법인 분광분석법에 비해 높은 감도를 나타냄을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.323-323
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• 2014

기존의 태양전지 기술은 기술 장벽이 매우 낮고 대량 생산을 통한 단가 절감하는 구조를 가지고 있어 대규모 자본을 가진 후발 기업에게 잠식되기 쉽다. 그러나, III-V족 화합물 반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지는 기술 장벽이 매우 높은 기술 집약 산업이므로 독자적인 기술을 확보하게 되면 독점적인 시장을 확보 할 수 있어 미래 고부가 가치 산업으로 적합하다. 특히 III-V족 화합물 반도체 태양전지는 III족 원소(In, Ga, Al)와 V족 원소(As, P)의 조합으로 0.3 eV~2.5 eV까지 밴드갭을 가지는 다양한 박막 제조가 가능하여 다양한 흡수 대역을 가지는 태양전지 제조가 가능하기 때문에 다중 접합 태양전지 제작이 가능하다. 또한 III-V 화합물 반도체는 고온 특성이 우수하여 온도 안정성 및 신뢰성이 우수하고, 또한 집광 시 효율이 상승하는 특성이 있어 고배율 집광형 태양광 발전 시스템에 가장 적합하다. Si 태양전지의 경우 100배 이하의 집광에서 사용하나, III-V 화합물 반도체 태양전지의 경우 500~1000배 정도의 고집광이 가능하다. 이러한 특성으로 III-V 화합물 반도체 태양전지 모듈 가격을 낮출 수 있고, 따라서 Si 태양전지 시스템과 비교하여 발전 단가 면에서 경쟁력을 확보할 수 있다. III-V 화합물 반도체는 다양한 밴드갭 에너지를 가지는 박막 제조가 용이하고, 직접천이(direct bandgap) 구조를 가지고 있어 실리콘에 비해 광 흡수율이 높다. 또한 터널정션(tunnel junction)을 이용하면 광학적 손실과 전기적 소실을 최소화 하면서 다양한 밴드갭을 가지는 태양전지를 직렬 연결이 가능하여 한 번의 박막 증착 공정으로 넓은 흡수대역을 가지며 효율이 높은 다중접합 태양전지 제작이 가능하다. 이에 걸맞게 본연구에서는 화학기상증착장치(MOCVD)를 이용하여 InAsP 나노선을 코어 쉘 구조로 성장하여 태양전지를 제작하였다. P-type Dopant로는 Disilane (Si2H6)을 전구체로 사용하였다. 또한 Benzocyclobutene (BCB) 폴리머를 이용하여 Dielectric을 형성하였고 Sputtering 방법으로 증착한 ZnO을 투명 전극으로 사용하여 나노선 끝부분과 실리콘 기판에 메탈 전극을 형성하였다. 이를 통해 제작한 태양전지는 솔라시뮬레이터로 측정했을때 최고 7%에 달하는 변환효율을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제9권5호
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• pp.509-514
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• 1999

Interest in the integrated capacitors, which make it possible to reduce the size of and to obtain improved electrical performance of an electronic system, is expanding. In this study, $Ta_2$O\ulcorner thin film capacitors for MCM integrated capacitors were fabricated on a Upilex-S polymer film by DC magnetron reactive sputtering and the effects of low temperature annealing at various atmospheres and substrate surface morphology on the capacitor characteristics were discussed. The low temperature($150^{\circ}C$) annealing produced improved capacitor yield irrespective of the annealing at mosphere. But the leakage current of the $O_2$-annealed film was larger than that of any other films. This is presumably mosphere. But the leakage current of the $O_2$-annealed film was larger than that of any other films. This is presumably due to the change of the $Ta_2$O\ulcorner film surface by oxygen, which was explained by conduction mechanism study. Leakage current and breakdown field strength of the capacitors fabricated on the Upilex-S film were 7.27$\times$10\ulcornerA/$\textrm{cm}^2$ and 1.0 MV/cm respectively. These capacitor characteristics were inferior to those of the capacitors fabricated on the Si substrate but enough to be used for decoupling capacitors in multilayer package. Roughness Analysis of each layer by AFM demonstrated that the properties of the capacitors fabricated on the polymer film were affected by the surface morphology of the substrate. This substrate effect could be classified into two factors. One is the surface morphology of the polymer film and the other is the surface morphology of the metal bottom electrode determined by the deposition process. Therefore, the control of the two factors is important to obtain improved electrical of capacitors deposited on a polymer film.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.153-153
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• 2011

유리나 폴리머를 기판으로 하는 TFT(Thin film transistor), solar cell에서는 낮은 공정 온도에서($200{\sim}500^{\circ}C$) amorphous semiconductor thin film을 poly-crystal semiconductor thin film으로 결정화 시키는 기술이 매우 중요하게 대두 되고 있다. Ge은 Si에 비해 높은 carrier mobility와 낮은 녹는점을 가지므로, 비 저항이 낮을 뿐만 아니라 더 낮은 온도에서 결정화 할 수 있다. 하지만 일반적으로 쓰이는 Ge의 결정화 방법은 비교적 높은 열처리 온도를 필요로 하거나, 결정화된 원소에 남아있는 metal이 불순물 역할을 한다는 문제점, 그리고 불균일한 결정크기를 만든다는 단점이 있었다. 그 중에서도 현재 가장 많이 쓰이고 있는 MIC, MILC는 metal과 a-Ge이 접촉되는 interface나, grain boundary diffusion에 의해 핵 생성이 일어나고, 결정이 성장하는 메커니즘을 가지고 있으므로 단순 증착과 열처리 만으로는 앞서 말한 단점을 극복하는데 한계를 가지고 있다. 이에 PIII&D 장비를 이용하면, 이온 주입된 원소들이 모재와 반응 할 수 있는 표면적이 커짐으로 핵 생성을 조절 할 수 있을 뿐만 아니라, 이온 주입 시 발생하는 self annealing effect로 결정 크기까지도 조절할 수 있다. 또한 이러한 모든 process가 한 진공 장비 내에서 이루어지므로 장비의 단순화와, 공정간 단계별로 발생하는 불순물과 표면산화를 막을 수 있으므로 절연체 위에 저항이 낮고, hall mobility가 높은 poly-crystalline Ge thin film을 만들 수 있다. 본 연구에서는, 주로 핵 생성과정에서 seed를 만드는 이온주입 조건과, 결정 성장이 일어나는 증착 조건에 따라서 Ge의 결정방향과 크기가 많은 차이를 보이는데, 이는 HR-XRD(High resolution X-ray Diffractometer)와 Raman spectroscopy를 이용하여 측정 하였으며, SEM과 AFM으로 결정의 크기와 표면 거칠기를 측정하였다. 또한 Hall effect measurement를 통해 poly-crystalline thin film 의 저항과 hall mobility를 측정하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권6호
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• pp.450-455
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• 2000

실리콘 소자가 더욱 미세화되면서, 발생되는 power consumption, crosstalk와 interconnection delay 등을 감소시키기 위해 $SiO_2$ 대신에 저유전 상수막의 적용이 고려되어진다. 본 논문에서는, 저유전 상수 층간 절연막 재료로 유망한 폴리이미드의 식각 특성에 $O_2/SF_6$ 가스가 미치는 영향을 연구하였다. 폴리이미드의 식각률을 SF(sub)6 가스의 첨가에 따라 산소와 hydrocarbon 폴리머 간의 반응을 억제하는 비휘발성 물질은 fluorine 화합물의 형성에 의해 감소되었다. 반면에, 기판 전극의 전압 증가는 물리적인 충격을 통해 식각 공정을 증가시켰다. 또한 작은 량의 SF(sub)6 가스 첨가는 식각 topography에 바람직하였다. 폴리이미드 식각을 위한 $SiO_2$ hard mask 사용은 산소 플라즈마 식각 하에서 효과적이었다(선택비-30). 반면에 $O_2SF_6$ 가스 조성은 식각 선택비를 4로 저하시키게 되었다. 이러한 결과를 기초로, $1-2\mu\textrm{m}$ 선폭을 가진 PI 2610의 식각을 원활히 수행할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권4호
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• pp.1-7
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• 2006

WLCSP(wafer level chip size package)는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어지는 차세대 패키지 중 하나이다. WLCSP는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어진다는 특징으로 인하여 웨이퍼당 생산되는 반도체 칩의 수에 따라 그 패키징 비용을 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 응력 버퍼 역할을 하는 기판을 없애는 혁신적인 구조로 인하여 솔더 조인트의 신뢰성이 기존의 BGA 패키지에 비하여 취약하게 되는데, 이러한 솔더 조인트 신뢰성에 대하여 반도체 칩과 솔더볼을 연결하는 폴리머 절연층은 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 응력을 흡수하는 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 하이닉스에서 개발한 Omega-CSP를 사용하여 솔더볼 배열 변화와 제 1 절연층의 특성에 따른 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다. 그 결과 절연층의 특성 변화가 솔더 조인트의 열피로 특성에 주는 영향은 솔더볼 배열 구조에 따라 변화되는 것을 확인하였다.