• 대한전기학회논문지
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• 제45권1호
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• pp.93-99
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• 1996

The formation properties and oxidation mechanism of electrochemically oxidized porous silicon(OPS) films have been studied. To examine the humidity-sensitive properties of OPS films, surface-type and bulk-type humidity sensors were fabricated. The oxidized thickness of porous silicon layer(PSL) increases with the charge supplied during electrochemical humidity sensor shows high sensitivity at high relative humidity in low temperature. The sensitivity and linearity can be improved by optimizing a porosity of PSL. (author). refs., figs.

• 센서학회지
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• 제8권2호
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• pp.202-209
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• 1999

본 연구에서는 기존의 열산화막과 거의 버금가는 전기적 및 화학적인 성질을 가진다고 알려져 있는 다공질 실리콘 산화막을 이용하여 마이크로스트립 전송선을 제작하였다. 실리콘 기판의 결정상태를 유지하면서 표면적과 화학적 활성이 큰 다공질 실리콘층(porous silicon layer)을 형성한 다음, 이를 열산화 하여 수 십 ${\mu}m$ 두께의 산화막을 실리콘 기판 상에 제조하였다. 수십 ${\mu}m$ 이상의 양질의 산화막을 얻기 위한 다공질 실리콘의 산화시에 스트레스에 의한 웨이퍼의 휘어짐을 방지하기 위하여 다단계의 열산화 공정을 수행하였다. 제조된 실리콘 산화막 상에 마이크로스트립 전송선을 제작하고 그 마이크로웨이브 특성을 측정하여 MMIC 기판으로서의 응용 가능성을 조사하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권5호
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• pp.572-582
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• 1996

전류밀도, 70mA/cm2와 전류인가시간, 5초, 10초 조건의 양극반응으로 다공성 실리콘을 제작하여 800~110$0^{\circ}C$에서 열산화시킨 후 AI 전극을 증착시켜 만든 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 구조의 C-V(Capacilance-Voltage) 특성을 조사하였다. 800, 90$0^{\circ}C$의 저온과 20~30분 이내의 단시간 산화에서는 산화막의 유전상수가 보통의 열산화막보다 크게 나타나고, 산화온도가 110$0^{\circ}C$의 고온과 60분 이상의 장시간 산화의 경우에는 3.9에 근접한 값을 갖는다. 이는 다공성 실리콘 산화막내에 존재하는 산화되지 않은 silicon들에 의한 효과와 표면적 증가에 의한 정전용량의 증가 효과가 복합적으로 작용하는 것이 그 원인이라 생각된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권8호
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• pp.560-564
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• 2003

본 논문에서는 RTP(rapid thermal process)를 이용한 새로운 산화방법을 고안했으며, 이는 짧은 시간에 다공질 실리콘을 산화시킴으로써 이 기술은 여타 방법에 비해 경제적이고 간편한 방법으로 짧은 시간에 두꺼운 산화막을 성장시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 먼저, 양극반응을 통해 PSL(porous silicon layer)을 형성한 후 이를 저온 산화시킨 후에 급속 열처리 산화공정(RTO: rapid thermal oxidation)를 이용해서 OPSL(oxidized porous silicon layer)을 제조하고, 그 물성 및 전기적 특성을 조사하여, 열 산화로 제작된 OPSL과 그 특성을 비교하였다. 시편의 절연 파괴전압은 약 3.9 MV/cm의 값을 보여 벌크 산화막보다는 적은 값이지만 절연 재료로서는 충분한 값이고, 누설전류는 0 ∼ 50 V의 인가 전압에서 100 ∼ 500 ㎀의 값을 보였다. 그리고, XPS 결과는 RTO 공정 추가가 저온 산화막의 완전 산화에 크게 기여함을 확인하였으며, 저온 산화막의 표면 및 내부에서도 산화반응이 완전하게 이루어졌음을 확인하였다. 이 결과로부터 저온 OPSL을 제조할 때, RTO 공정이 OPSL의 산화 및 치밀화(densification)의 증가에 크게 기여함을 알 수 있었다. 따라서, 이의 방법으로 제조된 OPSL은 저온을 요구하는 공정에서 소자의 절연막, 전기적인 분리층 그리고 실리콘 고주파용 기판 등으로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.1085-1088
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• 2003

In this work, we fabricated a gas-sensing device based on porous silicon(PS), and its I-V and C-V properties were investigated for sensing alcohol vapor. The structure of the sensor consists of thin Au/Oxidized porous silicon/porous silicon/Silicon/Al, where the silicon substrate is etched anisotropically to be prepared into a membrane shape. As the result, I-V curves showed typical tunneling property, and C-V curves were shaped like those of a MIS (metal-insulator- semiconductor) capacitor, where the capacitance in accumulation was increased with alcohol vapor concentration.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1066-1068
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• 1995

The formation properties and oxidation mechanism of electrochemically oxidized porous silicon(OPS) films have been studied. To examine the humidity-sensitive properties of OPS films, surface-type and bulk-type humidity sensors were fabricated. The oxidized thickness of porous silicon layer(PSL) increases with the charge supplied during electrochemical oxidation and current density. The humidity sensor shows high sensitivity at high relative humidity in low temperature. The sensitivity and linearity can be improved by increasing a porosity of PSL.

• ETRI Journal
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• 제26권4호
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• pp.315-320
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• 2004

This paper proposes a 10-${\mu}m$ thick oxide layer structure that can be used as a substrate for RF circuits. The structure has been fabricated using an anodic reaction and complex oxidation, which is a combined process of low-temperature thermal oxidation (500 $^{\circ}C$ for 1 hr at $H_2O/O_2$) and a rapid thermal oxidation (RTO) process (1050 ${\circ}C$, for 1 min). The electrical characteristics of the oxidized porous silicon layer (OPSL) were almost the same as those of standard thermal silicon dioxide. The leakage current density through the OPSL of 10 ${\mu}m$ was about 10 to 50 $nA/cm^2$ in the range of 0 to 50 V. The average value of the breakdown field was about 3.9 MV/cm. From the X-ray photo-electron spectroscopy (XPS) analysis, surface and internal oxide films of OPSL prepared by a complex process were confirmed to be completely oxidized. The role of the RTO process was also important for the densification of the porous silicon layer (PSL) oxidized at a lower temperature. The measured working frequency of the coplanar waveguide (CPW) type short stub on an OPSL prepared by the complex oxidation process was 27.5 GHz, and the return loss was 4.2 dB, similar to that of the CPW-type short stub on an OPSL prepared at a temperature of 1050 $^{\circ}C$ (1 hr at $H_2O/O_2$). Also, the measured working frequency of the CPW-type open stub on an OPSL prepared by the complex oxidation process was 30.5 GHz, and the return was 15 dB at midband, similar to that of the CPW-type open stub on an OPSL prepared at a temperature of $1050^{\circ}C$ (1 hr at $H_2O/O_2$).

• 통합자연과학논문집
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• 제3권3호
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• pp.168-173
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• 2010

Novel porous silicon chip exhibiting dual optical properties, both Frbry-Perot fringe (optical reflectivity) and photoluminescence had been developed and used as chemical sensors. Porous silicon samples were prepared by an electrochemical etch of p-type sillicon wafer (boron-doped, <100> orientation, resistivity 1 - 10 ${\Omega}$). The ething solution was prepared by adding an equal volume of pure ethanol to an aqueous solution of HF (48% by weight). The porous silicon was illuminated with a 300 W tungsten lamp for the duration of etch. Ething was carried out as a two-electrode Kithley 2420 preocedure at an anodic current. The surface of porous silicon was characterized by FT-IR instrument. The porosity of samples was about 80%. Three different types of porous silicon, fresh porous silicon (Si-H termianated), oxidized porous silicon (Si-OH terminated), and surface-derivatized porous silicon (Si-R terminated), were prepared by the thermal oxidation and hydrosilylation. Then the samples were exposed to the wapor of various organics vapors. such as chloroform, hexane, methanol, benzene, isopropanol, and toluene. Both reflectivity and photoluminescence were simultaneously measured under the exposure of organic wapors.

• 통합자연과학논문집
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• 제3권3호
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• pp.153-156
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• 2010

Oxidation behaviors of porous silicon were investigated by the measurement of area of $SiO_2$ vibrational peaks in FT-IR spectra during thermal oxidation of porous silicon at corresponding temperatures. Visible photoluminescent porous silicon samples were obtained from an electrochemical etch of n-type silicon of resistivity between 1-10 ${\Omega}/cm$. The etching solution was prepared by adding an equal volume of pure ethanol to an aqueous solution of HF. The porous silicon was illuminated with a 300 W tungsten lamp for the duration of etch. Etching was carried out as a two-electrode galvanostatic procedure at applied current density of 200 $mA/cm^2$ for 5 min. The porosity of samples prepared was about 80%. After formation of porous silicon, the samples were thermally oxidized at $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, and $400^{\circ}C$, respectively. The growth rate of $SiO_2$ layer of porous silicon was investigated by using FT-IR spectroscopy. The effect of oxidation of porous silicon was presented.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권6호
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• pp.23-30
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• 2005

본 논문에서는 다양한 에미터 금속 재료를 이용하여 산화된 다공질 폴리실리콘(Oxidized Porous Poly-Silicon) 전계방출 소자를 제조하였으며 에미터 금속의 열처리 효과가 산화된 다공질 폴리실리콘 전계방출소자의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 에미터 금속 중 구동전극을 가진 Pt/Ti 에미터 전극을 $300^{\circ}C$-1hr 열처리한 경우 전자방출 효율은 $V_{ps}$=12 V에서 최대 $2.98\%$의 효율을 나타내었으며, $350^{\circ}C$-1hr 열처리한 경우 $V_{ps}$=16V에서 $3.37\%$의 가장 높은 효율을 나타내었다. 이는 열처리 공정을 통해 OPPS 전계방출 소자 표면에 다수의 결정립 경계와 무수히 많은 미세한 다공질 간의 흡착성의 개선으로 인한 면 저항 감소에 의한 것을 알 수 있다. OPPS 전계 방출 소자를 디스플레이소자로 적용하기 위해 형광체 발광 특성을 조사해 본 결과, $900^{\circ}C$-50min 산화 후 Pt/Ti(5nm/2nm) 에미터 전극을 사용하여 제조된 OPPS 전계 방출 소자의 경우 15 V에서 3600 cd/$m^2$, 20 V에서 6260 cd/$m^2$의 상대적으로 높은 휘도를 나타내었다. 열처리는 Ti층과 OPPS 간의 흡착성을 개선시키고 에미터 전극에 고른 전계를 가하는 중요한 역할을 한다.