• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제2권4호
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• pp.37-40
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• 2003

반도체 장비의 기능성과 신뢰성을 높이기 위하여 부품의 제조기술은 점차 마이크로 머신 기술을 요구하고 있다. 마이크로머신 기술 중 hot junction이 위치하는 멤브레인 구조는 각종 센서와 히터의 미세부품에서 가장 이용도가 큰 구조이다. 실험에서는 마이크로머신의 기본 구조인 멤브레인 형태를 만들기 위해 KOH 용액과 TMAH 용액으로 단결정 실리콘을 이방성 습식식각 하였다. 실험결과, 식각액의 온도와 농도, 마스크 패턴과 웨이퍼의 결정성의 일치 등을 고려해야 하며, 식각 속도는 KOH 농도 및 온도에 따라 크게 변함을 알 수 있었다. KOH 용액은 30 wt% 80~$90^{\circ}C$ 온도 범위에서 가장 좋은 특성을 나타냈다. 한편, TMAH용액이 실리콘을 식각하는 용액으로 관심을 끄는 것은 단결정에서 상대적으로 $SiO_2$ 박막을 마스크로 사용할 수 있을 뿐 아니라 $SiO_2$ 박막을 마스크로 사용할 수 있을 뿐 아니라 다른 식각액보다 찌꺼기가 적다는 장점 때문이다. 그러나, 다른 용액에 비해 가격이 고가이며 식각 속도가 낮다는 것이 실용적인 측면에서 큰 단점이다. 실험결과를 종합적으로 고려할 때 KOH 용액 농도 30wt%와 온도 $90^{\circ}C$가 마이크로머신 기술에 의한 멤브레인 구조 제작에서 적합한 공정조건이라고 할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1974-1976
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• 1996

An electrostatically driven comb actuator with $525{\mu}m$ height was fabricated using (110) Si anisotropic etching in the Potassium Hydroxide(KOH) solution. The etch-rate and etch-rate ratio are strongly dependent on the weight % and temperature of KOH solution. We developed the optimal condition for the anisotropic etching on (110) wafer with varying these conditions. The force that the comb-drive actuator generates is inversely proportional to the distance of gap and proportional to the height of the comb electrodes. The electrodes must have the high aspect ratio. The (110) Si anisotropic etching is very useful to get a high aspect ratio structure.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권6호
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• pp.367-374
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• 2000

This paper presents a method to fabricate freestanding structures by (100) silicon anisotropic etching and nickel electroless plating. The electroless plating process is simpler than the electroplating, and provides good coating uniformity and improved mechanical properties. Furthermore, the (100) silicon anisotropic etching in KOH solution with being aligned to <100> direction provides vertical (100) sidewalls on etched (100) surface. In this paper, the effects of the nickel electroless plating condition on the properties of electroless plated metal structures are investigated to apply fabrication of micro structures and then various micro structures are fabricated by nickel electroless plating. And then, the structures are released by silicon anisotropic etching in KOH solution with a large gap between the structure and the substrate. The fabricated cantilever structures are $210\mum$. wide, $5\mum$. thick and $15\mum$. over the silicon substrate, and the comb structure has the comb electrodes which are $4\mum$. wide and $4.3\mum$. thick separated by$1\mum$. It is released by silicon anisotropic etching in KOH solution. The gap between the structure and the substrate is $2.5\mum$.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제2권5호
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• pp.108-113
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• 1997

In this paper, the optimum condition of (110) Si etching with the potassium hydroxide(KOH) etchant is presented. Although several researches on (110) Si anisotropic etching have been studied, there has been lack of effects of mask quality and etching conditions on the selectivity and the roughness o the etched surface. Three kinds of masks (film, emulsion and E-beam mask) were used in order to verify the effect of etching properties. Anisotropic bulk etching depends on the crystalline orientation and the concentration and temperature of the etchant. In order to investigate the effect of etching conditions on selectivity and the roughness of the etched surface, the concentration of the etchant was varied from 35 to 45 per cent in weight with increments by 5 per cent and the temperature was changed from 70 to 90$^{\circ}C$ with increments by 10$^{\circ}C$. The combination of the temperature of 70$^{\circ}C$ and the concentration of 40wt.% was found to be the optimum etching condition for high selectivity. Etched surfaces show minimum surfaces show minimum surface roughness at a temperature of 80$^{\circ}C$ and a concentation of 40wt.%. Comb structures with various comb widths were fabricated and the lengths of the combs wree measured with several etching time durations. A micro comb structure 525$\mu\textrm{m}$ high was fabricated for MEMS application.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.449-455
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• 1997

KOH 용액을 이용한 단결정 실리콘의 이방성 식각 특성을 조사하였다. n형 (100) 단결정 실리콘 웨이퍼를 시료로 사용하였으며, 식각 비율이 월등히 작은 $SiO_2$층을 실리콘 식각의 마스크로 사용하였다. 실리콘의 식각속도와 식각상태는 KOH 용액의 농도와 온도조건 뿐만 아니라 용액의 균일도, 용액의 교반속도와 교반방향 등에 따라 큰 차이가 발생하였다. 실리콘의 식각 속도는 KOH 농도가 낮아질수록 증가하며, 온도는 높아질수록 증가하는 경향을 보였으며, 20 wt%~50 wt%의 농도 범위와 $50^{\circ}C~105^{\circ}C$의 온도 범위에서 식각속도는 $10\mu \textrm{m}/hr~250\mu\textrm{m}/hr$로서 큰 폭으로 변화하였다. 식각된 표면의 거칠기중 hillock의 발생은 (100)면과 (111)면의 식각 속도 비율이 커질수록 증가함을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1250-1253
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• 1994

(100), (110) and (111) Si wafers are etched by isotropic etching method, anisotropic etching method using KOH etchant and EPW etchant and combined two-step etching method to compare the results. Isotopic etching method is effective in fabrication of wedge-shaped tips, especially (110) Si. Anisotropic etching method of (100) Si using EPW etchant can fabricate sharp cone-shaped tips and isotropic etching after anisotropic etching of (100) Si can fabricate wedge-shaped tips.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권5호
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• pp.481-486
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• 1997

This paper describes the anisotropic etching characteristics of Si in acqueous TMAH/IPA solutions. The etch rates of (100) oriented Si crystal planes decrease with increasing TMAH concentration and IPA concentration. Etchant concentration and etch temperature have a large effect on hillock density. Hillock density strongly increase with lower TMAH concentration and higher etch temperature. The etched (100) planes are covered by pyramidal-shaped hillocks below TMAH 15 wt.%, but very smooth surface is obtained TMAH 25 wt.%. The addition of IPA to TMAH solution leads to smoother surfaces of sidewalls etched planes. Undercutting ratio of pure TMAH solution is much higher than KOH. But, addition of IPA to TMAh the underrcutting ratio reduces by a factor of 3∼4. Therefore, acqueous TMAH/IPA solution is able to use as anisotropic etchant of Si because of full compability with IC fabrication process.

• 한국진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.249-255
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• 2002

이방성 습식 식각기술을 이용하여 멤버레인을 제작하기 위하여 KOH 용액 및 KOH-IPA 혼합용액을 사용하여 단결정 실리콘 기판을 식각하였다. 단결정 실리콘의 식각속도는 식각 용액의 온도와 농도에 좌우되었으며, 식각 용액의 농도에 따라 식각 형태와 패턴 형성 방향이 달라짐도 관찰되었다. 식각을 위한 표면패턴은 실리콘웨이퍼의 primary flat에 $45^{\circ}$로 기울여 형성되었으며 KOH의 농도가 20 wt%로 유지되었을 때, 식각 용액의 온도 $80^{\circ}C$ 이상에서는 U-groove, $80^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 V-groove 식각 형태가 형성되었다. 각 면에 대한 식각속도 차이에 의해서 생기는 hillock은 온도와 농도가 높아짐에 따라 현저하게 줄어들었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제19권2호
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• pp.77-81
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• 2020

Silicon wafer etching in micro electro mechanical systems (MEMS) fabrication is challenging to form 3-D structures. Well known Si-wet etch of silicon employs potassium hydroxide (KOH), tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and sodium hydroxide (NaOH). However, the existing silicon wet etching process has a fatal disadvantage that etching of the back side of the wafer is hard to avoid. In this study, a wet etching bath for 150 mm wafers was designed to prevent back-side etching of silicon wafer, and we demonstrated the optimized process recipe to have anisotropic wet etching of silicon wafer without any damage on the backside. We also presented the design of wet bath for 300 mm wafer processing as a promising process development.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 추계학술발표회
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• pp.148-148
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• 1996