• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.382-382
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• 2012

Nanostructures have a larger surface/volume ratio as well as unique mechanical, physical, chemical properties compared to existing bulk materials. Materials for biomedical implants require a good biocompatibility to provide a rapid recovery following surgical procedure and a stabilization of the region where the implants have been inserted. The biocompatibility is evaluated by the degree of the interaction between the implant materials and the cells around the implants. Recent researches on this topic focus on utilizing the characteristics of the nanostructures to improve the biocompatibility. Several studies suggest that the degree of the interaction is varied by the relative size of the nanostructures and cells, and the morphology of the surface of the implant [1, 2]. In this paper, we fabricate the nanowires on the Ti substrate for better biocompatible implants and other biomedical applications such as artificial internal organ, tissue engineered biomaterials, or implantable nano-medical devices. Nanowires are fabricated with two methods: first, nanowire arrays are patterned on the surface using e-beam lithography. Then, the nanowires are further defined with deep reactive ion etching (RIE). The other method is self-assembly based on vapor-liquid-solid (VLS) mechanism using Sn as metal-catalyst. Sn nanoparticle solutions are used in various concentrations to fabricate the nanowires with different pitches. Fabricated nanowries are characterized using scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (XRD), and high resolution transmission electron microscopy (TEM). Tthe biocompatibility of the nanowires will further be investigated.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.24 no.3
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• pp.41-46
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• 2017

In this study, rapid cooling method was proposed to improve the anti-scratch performance of anti-reflection film fabricated by nanoimprint lithography. Effects of cooling time on the mechanical properties and optical properties were evaluated. Pencil hardness measurements showed that anti-scratch performance enhanced as the cooling time increased while characterization on the optical property showed that reflectance on scratch increased as the cooling time increased. Therefore, it was concluded that the anti-scratch performance and optical properties are highly influenced by the cooling time. The observed results explained in terms of residual stress and free volume in polymeric materials.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.1
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• pp.16-20
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• 2020

In this study, a patterning method using self-aligned nanostructures was introduced to fabricate GaN-based fin-gate HEMTs with normally-off operation, as opposed to high-cost, low-productivity e-beam lithography. The honeycomb-shaped fin-gate channel width is approximately 40~50 nm, which is manufactured with a fine width using a proposed method to obtain sufficient fringing field effect. As a result, the threshold voltage of the fabricated device is 0.6 V, and the maximum normalized drain current and transconductance of Gm are 136.4 mA/mm and 99.4 mS/mm, respectively. The fabricated devices exhibit a smaller sub-threshold swing and higher Gm peak compared to conventional planar devices, due to the fin structure of the honeycomb channel.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.06a
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• pp.1741-1744
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• 2005

The electron beam machining provides very high resolution up to nanometer scale, hence the E-Beam writing technology is rapidly growing in MEMS and nano-engineering areas. For E-Beam machining, $2^{nd}$ electron detector is required to see a machined sample at the stage. The $2^{nd}$ electron detector is composed of scintillator and photomultiplier with signal amplifier and high voltage power supplier. Since a photomultiplier tube is an extremely high-sensitivity photodetector, the signal light level to be detected is very low and therefore particular care must be exercised in shielding external light. In this paper, the design methodology of $2^{nd}$ electron detector and the image noise removal method are introduced.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.75.1-75.1
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• 2011

화석연료의 고갈과 온실가스 배출의 증가로 지속 가능한 친환경 에너지 생산이 요구되는 가운데, 태양광 발전은 이러한 조건을 만족시키는 에너지 생산 방안으로 주목받고 있다. 태양광 발전은 태양 직사광을 이용한 발전 방법 때문에 실외에 설치되어야 하며 이에 따라 외부의 충격이나 오염물질로부터 태양전지 패널을 보호하기 위한 보호층이 필수적이다. 그러나 보호층에 의한 입사광의 반사 및 먼지나 황사에 의한 보호층의 오염 등은 태양전지의 발전 효율을 감소시키는 요인으로 작용하여 이에 대한 대응이 필요하다. 본 연구에서는 PET 필름에 나노 임프린트 리소그래피 및 핫 엠보싱 공정을 이용하여 moth-eye 반사방지 패턴을 형성함으로써 보호층에서의 입사광 반사를 억제하였다. 또한, 이러한 반사방지 패턴에 초소수성 자기조립단분자막을 코팅하여 표면 에너지를 낮춤으로써 먼지 및 황사에 의해 오염되었을 경우에도 빗물에 의해 오염 물질이 쉽게 씻겨 내릴 수 있는 자정기능을 부여하였다. 이러한 반사방지를 통한 입사광 투과량의 향상 및 초소수성 표면에 의한 자정작용에 의하여 태양전지의 발전 효율이 증가되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.59-59
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• 2010

상변화 메모리 소자의 고집적화를 위한 새로운 패터닝 공정을 위하여 블락 공중합체의 자가 조립 특성을 적용한 고분자 패턴을 TiN기판 위에 적용화기 위한 연구를 진행하였다. 블락 공중합체의 자기 조립에 의한 패턴의 모양은 각 기판과 블락 공중합체간의 상호작용에 따라 sphere, cylinder, lamellar 형태의 모양을 띄게 된다. 표면처리가 안된 TiN기판 위의 PS-b-PMMA 블락 공중합체의 패턴의 형태는 cylinder와 lamellar 구조가 섞여 있는 구조로써 PS-r-PMMA 랜덤 공중합체로 기판 표면을 처리해 줄 경우 좀 더 균일한 cylinder 패턴 구조를 얻을 수 있었다. PS-r-PMMA로 기판 표면 처리 전 후의 상호 작용의 변화를 알아보기 위하여 물방울 접촉각 테스트를 하였으며 랜덤 공중합체와 블락 공중합체의 표면 처리 열처리 조건에 따른 패턴 행태의 변화를 관찰하기 위하여 모두 24,48,72시간으로 변화시켜 열처리 하였다. 최종 열처리 후 블락 공중합체의 패턴 형태의 주사 전자 현미경 관찰을 위하여 acetic acid에 60분 동안 침지시켜 PMMA를 제거 후 괄찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.136-136
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• 1999

박막의 탄성특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 최근에는 탄성특성을 평가할 수 있는 간단한 방법으로 기판 식각 기법을 이용한 freehang, bridge 방법이 제시되었다. 이중에서 bridge 방법은 간단한 식각 기법을 이용하여 얇은 박막에서도 탄성 특성을 평가할 수 있는 방법으로 제시되었다. 그러나 식각 과정에서 발생하는 patch 부분의 under-cut으로 인해 정확한 bridge의 길이를 측정할 수 없게 되어 오차가 발생하고 있다. 본 연구에서는 bridge 방법에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로, patch 부분에 etch-stop을 제작해 줌으로서 식각 과정에서 발생하는 under-cut을 효과적으로 제거시켰다. Etch-stop은 2장의 mask를 align key를 이용하여 제작하였다. 먼저 산화막이 형성되어 있는 Si 기판위에 mask 1을 이용하여 patch 부분을 lithography 작업하고, 습식 식각 공정을 한 뒤 DLC 필름을 증착시킨다. 다음으로 mask 2를 이용하여 bridge pattern을 제작하고, DLC 필름을 증착시킨 후 lift-off 기술과 산화막 등방식각 공정을 통해 bridge를 제작하였다. 이렇게 제작된 bridge를 통해 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류응력과 함께 박막의 응력-변형률 관계식에 적용시켜 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. Sidl 첨가된 DLC 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400V로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 실렌(SiH4:2H=10:90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 함유된 Si의 양을 조절하였다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 조절하였다. 필름의 잔류응력은 압축잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률을 laser 반사법을 이용하여 측정하고, 이 결과를 Brenner 등에 의해 유도된 식을 대입하여 계산하였다.

• Transactions of Materials Processing
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• v.18 no.3
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• pp.268-273
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• 2009

Ultraviolet nanoimprint lithography (UV-NIL), which is performed at a low pressure and at room temperature, is known as a low cost method for the fabrication of nano-scale patterns. In the patterning process, maintaining the uniformity of the residual layer is critical as the pattern transfer of features to the substrate must include the timed etch of the residual layer prior to the etching of the transfer layer. In pursuit of a thin and uniform residual layer thickness, the initial volume and the position of each droplet both need to be optimized. However, the monomer mixtures of resin had a tendency to evaporate. The evaporation rate depends on not only time, but also the initial volume of the monomer droplet. In order to decide the initial volume of each droplet, the accurate prediction of evaporation behavior is required. In this study, the theoretical model of the evaporation behavior of resin droplets was developed and compared with the available experimental data in the literature. It is confirmed that the evaporation rate of a droplet is not proportional to the area of its free surface, but to the length of its contact line. Finally, the parameter of the developed theoretical model was calculated by curve fitting to decide the initial volume of resin droplets.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.595-596
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• 2006

The flexible organic thin film transistor (OTFT) array to use as a switching device for an organic light emitting diode (OLED) was designed and fabricated in the microcontact printing and low-temperature processes. The gate, source, and drain electrode patterns of OTFT were fabricated by microcontact printing which is high-resolution lithography technology using polydimethylsiloxane(PDMS) stamp. The OTFT array with dielectric layer and organic active semiconductor layers formed at room temperature or at a temperature tower than $40^{\circ}C$. The microcontact printing process using SAM(self-assembled monolayer) and PDMS stamp made it possible to fabricate OTFT arrays with channel lengths down to even nano size, and reduced the procedure by 10 steps compared with photolithography. Since the process was done in low temperature, there was no pattern transformation and bending problem appeared. It was possible to increase close packing of molecules by SAM, to improve electric field mobility, to decrease contact resistance, and to reduce threshold voltage by using a big dielecric.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.21.2-21.2
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• 2009

발광다이오드는 에너지 변환 효율이 높고 친환경적인 장점으로 인하여 차세대 조명용 광원으로 각광받고 있다. 하지만 현재 발광다이오드는 낮은 광추출효율로 인하여 미래의 수요를 충족시킬 수 있을 만큼 충분한 성능의 효율을 나타내지 못하고 있다. 발광다이오드의 낮은 광추출효율은 반도체소재와 외부 공기와의 큰 굴절률 차이로 인하여 발생하는 전반사 현상에 기인한 것으로 이 문제를 해결하기 위하여 발광다이오드 소자의 발광면 및 기판을 텍스처링하는 방법이 중요하게 인식되고 있다. 하지만 현재까지 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석한 연구는 미진한 상황이다. 본 연구에서는 임프린팅 및 건식식각 공정을 이용하여 다양한 구조의 나노 및 micron 급 패턴을 발광다이오드의 p-GaN층에 형성하였다. 발광다이오드 기판 위에 하드마스크로 사용하기 위한 SiO2를 50nm 증착한 후 그 위에 UV 임프린팅 공정을 진행하여 폴리머 패턴을 형성시켰다. 임프린팅 공정으로 형성된 폴리머 패턴을 CF4CHF3 플라즈마를 이용하여 SiO2를 건식식각하였고, 이후에 SiCl4와 Ar 플라즈마를 이용한 ICP 식각 공정을 진행하여 p-GaN층을 100nm 식각하였다. 마지막으로 BOE를 이용한 습식식각 공정으로 p-GaN층에 남아있는 SiO2층을 제거하여 p-GaN층에 sub-micron에서 micron급의 홀 패턴을 형성하였다. Photoluminescence(PL) 측정을 통해서 발광다이오드 소자에 형성된 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석하였다.