• Korean Journal of Materials Research
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• v.26 no.11
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• pp.635-643
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• 2016

Graphene has shown exceptional properties for high performance devices due to its high carrier mobility. Of particular interest is the potential use of graphene nanoribbons as field-effect transistors. Herein, we introduce a facile approach to the fabrication of graphene nanoribbon (GNR) arrays with ~200 nm width using nanoimprint lithography (NIL), which is a simple and robust method for patterning with high fidelity over a large area. To realize a 2D material-based device, we integrated the graphene nanoribbon arrays in field effect transistors (GNR-FETs) using conventional lithography and metallization on highly-doped $Si/SiO_2$ substrate. Consequently, we observed an enhancement of the performance of the GNR-transistors compared to that of the micro-ribbon graphene transistors. Besides this, using a transfer printing process on a flexible polymeric substrate, we demonstrated graphene-silicon junction structures that use CVD grown graphene as flexible electrodes for Si based transistors.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2007.10a
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• pp.364-367
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• 2007

In nano-imprint lithography (NIL) process, which has shown to be a good method to fabricate polymeric patterns, several kinds of pattern defects due to thermal effects during polymer flow and mold release operation have been reported. A typical defect in NIL process with high aspect ratio and low resist thickness pattern is a resist fracture during the mold release operation. It seems due to interfacial adhesion between polymer and mold. However, in the present investigation, FEM simulation of NIL molding process was carried out to predict the defects of the polymer pattern and to optimize the process by FEA. The embossing operation in NIL process was investigated in detail by FEM. From the analytical results, it was found that the lateral flow of polymer resin and the applied pressure in the embossing operation induce the weld line and the drastic lateral strain at the edge of pattern. It was also shown that the low polymer-thickness result in the delamination of polymer from the substrate. It seems that the above phenomena cause the defects of the final polymer pattern. To reduce the defect, it is important to check the initial resin thickness.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.251.1-251.1
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• 2013

Combination of oxidative vacuum annealing and oxygen plasma treatment can serve as a simple and efficient method of line-width modification of imprinted nanopatterns. Since the vacuum annealing and oxygen plasma could lead mass loss of polymeric materials, either one of the process can yield a narrowed patterns. However, the vacuum annealing process usually demands quite high temperatures (${\geq}300^{\circ}C$) and extended annealing time to get appreciable line-width reduction. Although the plasma treatment may be considered as an effective low temperature rapid process for the line-width reduction, it is also suffering for the lowered controllability on application to very fine patterns. We have found that the vacuum annealing temperature can be lowered by introducing the oxygen in the vacuum process and that the combination of oxygen plasma treatment with the vacuum annealing could yield the best result in the line-with reduction of the imprinted polymeric nanopatterns. Well-defined line width reduction by more than 50% was successfully demonstrated at relatively low temperatures. Furthermore, it was verified that this process was applicable to the nanopatterns of different shapes and materials.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.34 no.4
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• pp.262-268
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• 2021

For the past several decades, various next-generation patterning methods have been developed to obtain well-designed nano-to-micro structures, such as imprint lithography, nanotransfer printing (nTP), directed self-assembly (DSA), E-beam lithography, and so on. Especially, nTP process has much attention due to its low processing cost, short processing time, and good compatibility with other patterning techniques in achieving the formation of high-resolution functional patterns. To transfer functional patterns onto desirable substrates, the use of soft materials is required for precise replication of master mold. Here, we introduce a simple and practical nTP method to create highly ordered structures using various polymeric replica materials. We found that polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), and polyvinylpyridine (PVP) are possible candidates for replica materials for reliable duplication of Si master mold based on systematic analysis of pattern visualization. Furthermore, we successfully obtained well-defined metal and oxide nanostructures with functionality on target substrates by using replica patterns, through deposition and transfer process. We expect that the several candidates of replica materials can be exploited for effective nanofabrication of complex electronic devices.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.1
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• pp.35-39
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• 2005

In the UV-NIL process using an elementwise patterned stamp (EPS), which includes channels formed to separate each element with patterns, low-viscosity resin droplets with a nano-liter volume are dispensed on all elements of the EPS. Following pressing of the EPS, the EPS is illuminated with UV-light to cure the resin; and then the EPS is separated from several thin patterned elements on a wafer. Experiments on UV-NIL were performed on an EVG620-NIL. 50 - 100nm features of the EPS with 3m channels were successfully transferred to 4 in. wafers. Especially, the wafer deformation during imprint was analyzed using the finite element method (FEM) in order to study the effect of the wafer deformation on the UV-NIL using EPS.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.81.1-81.1
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• 2012

나노임프린트 리소그라피(Nano-Imprint Lithography, NIL) 기술은 기판위의 resin을 나노구조물이 각인된 스탬프로 눌러서 나노구조물을 형성하는 기술로, 경제적이고 효과적으로 나노구조물을 제작할 수 있는 기술이다. 그중에서도 UV 기반의 나노임프린트(UV-NIL) 기술은 resin을 투명한 스탬프로 누른뒤 UV로 경화시켜 나노구조물을 형성하는 기술로써 고온, 고압($140{\sim}180^{\circ}C$, 10~30bar)이 필요한 가열식 나노임프린트 기술에 비해 상온, 상압($20^{\circ}C$, 1bar)에서도 구조물 형성이 가능하여 다층구조 형성에 적합하다. 연속적인 임프린팅 공정에 의해 resin이 quarz 스탬프에 잔류하여 패터닝에 결함을 유발하게 되므로 오염물을 제거하기 위한 세정공정이 필요하다. 하지만 UV에 의해 경화된 resin은 cross-linking을 형성하여 화학적인 내성이 증가하게 되므로 제거하기가 어렵다. 현재는 resin 제거를 위한 세정공정으로 SPM($H_2SO_4/H_2O_2$) 세정이 사용되고 있는데 세정시간이 길고 세정 후에 입자 또는 황 잔유물이 남으며 많은 유해용액 사용의 문제점이 있어 효과적으로 resin을 제거할 세정공정이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 친환경적인 UV 세정 및 오존수 세정공정을 적용하여 경화된 resin을 제거하는 연구를 진행하였다. 실험샘플은 약 100nm 두께의 resin을 증착한 $1.5cm{\times}1.5cm$ $SiO_2$ 쿠폰 wafer를 사용하였으며, UV 및 오존수의 처리시간을 달리하여 resin 제거효율을 평가하였다. ATR-FTIR 장비를 사용하여 시간에 따른 resin의 두께를 측정한 결과, UV 세정으로 100nm 높이의 resin중에 80nm의 bulk resin이 단시간에 제거가 되었고 나머지 20nm의 resin thin film은 오존수 세정으로 쉽게 제거되는 것을 확인 하였다. 또한 표면에 남은 resin residue와 particle을 제거하기 위해서 SC-1 세정을 진행하였고 contact angle과 optical microscope 장비를 사용하여 resin이 모두 제거된 것을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.15 no.9
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• pp.589-593
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• 2005

Nanoimprinting lithography (NIL) is known as a suitable technique for fabricating nano and micro structures of high definition. Hot embossing is one of NIL techniques and can imprint on thin films and bulk polymers. Key issues of hot embossing are time and expense needed to produce a stamp withstanding a high temperature and pressure. Fabrication of a metal stamp such as an electroplated nickel is cost intensive and time consuming. A ceramic stamp made by silicon is easy to break when the pressure is applied. In this paper, a plastic stamp using a high temperature epoxy was fabricated and tested. The plastic stamp was relatively inexpensive, rapid to produce and durable enough to withstanding multiple hot embossing cycles. The merits of low viscosity epoxy solutions were a fast degassing and a rapid filling the microstructures. The hot embossing process with plastic stamp was performed on PMMA substrates. The hot embossing was conducted at 12.6 bar, $120^{\circ}C$ and 10 minutes. An imprinted PMMA wafer was almost same value of the plastic stamp after 10 times embossing. Entire fabrication process from silicon master to plastic stamp was completed within 12 hours.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.84-84
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• 1999

최근 큰 잔류분극을 가진 강유전체 Pb(Zr, Ti)O3 박막을 이용한 비휘발성 기억소자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 Pb(Zr, Ti)O3 박막을 비휘발성 기억소자로 응용하는 경우 분극피로(polarization fatigue), imprint, 누설전류 등의 문제점이 나타나는 것으로 알려져 있다. 특히 분극반전 횟수가 증가할수록 잔류분극이 감소하는 분극피로 현상은 비휘발성 기억소자의 응용에 있어서 치명적인 장애가 되므로 기억소자의 실용화를 위해서는 분극피로 현상의 개선이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 Pb(Zr, Ti)O3 강유전체 박막의 분극피로 현상을 규명하고 개선하기 위해서 다음과 같은 세가 실험적 방법으로 접근하였다. 먼저 Pt와 금속산화물인 LaNiO3을 이용하여 상·하부 전극을 달리하여 제조한 축전기에 대해서 분극피로 특성을 관찰하고 이로부터 분극피로 현상에 대한 전극의 효과를 조사하였다. 여기서 금속산화물인 LaNiO3 박막과 Pt 박막은 r.f. 스퍼트 법으로 증가하였으며 Pb(Zr, Ti)O3 박막은 LaNiO3/Si(100)/와 Pt/Ti/SiO2/i(100) 기판위에 졸겔법으로 제조하였다. 다음으로 분극피로된 박막의 상부전극에 극성이 다른 직류전압을 인가해주었을 때 나타나는 분극회복 현상을 광범위하게 관찰하였으며, 특히 직류전압의 극성에 따라 비대칭적인 분극회복 특성을 보였다. 마지막으로 이와 같은 직류전압에 대한 비대칭적인 분극회복현상에 착안하여 양과 음의 방향으로 바이어스된 스윗칭 펄스를 인가하여 분극피로 특성을 조사한 결과 비대칭적인 분극피로 현상을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 Pv(Zr, Ti)O3 박막의 분극피로와 회복의 비대칭적인 현상은 분극피로 현상의 기구를 밝히는 중요한 근거가 되었으며, 본 연구에서는 하부 계면에서의 산소빈자리의 역할로 분극피로 현상을 모형화하였다.식각하기 시작하였으며, 19.5J/cm2에서 유리기판의 rudraus(격벽 두께 130$\mu\textrm{m}$)까지 식각하였다. 대한 정보(RDF)는 명확하게 얻을 수 있었다.nospec과 SEM으로 관찰하였다. 또한 Ge 함량 변화에 따른 morphology 관찰과 변화 관찰을 위하여 AFM, SEM, XRD를 이용하였으며, 이온주입후 열처리 온도에 따른 활성화 정도의 관찰을 위하여 4-point probe와 Hall measurement를 이용하였다. 증착된 다결정 SiGe의 두게를 nanospec과 SEM으로 분석한 결과 Gem이 함량이 적을 때는 높은 온도에서의 증착이 더 빠른 증착속도를 나타내었지만, Ge의 함량이 30% 되었을 때는 온도에 관계없이 일정한 것으로 나타났다. XRD 분석을 한 결과 Peak의 위치가 순수한 Si과 순수한 Ge 사이에 존재하는 것으로 나타났으며, ge 함량이 많아짐에 따라 순수한 Ge쪽으로 옮겨가는 경향을 보였다. SEM, ASFM으로 증착한 다결정 SiGe의 morphology 관찰결과 Ge 함량이 높은 박막의 입계가 다결정 Si의 입계에 비해 훨씬 큰 것으로 나타났으며 근 값도 증가하는 것으로 나타났다. 포유동물 세포에 유전자 발현벡터로써 사용할 수 있음으로 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능연구에 맡은 도움이 되리라 기대한다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에