• 한국세라믹학회지
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• 제53권3호
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• pp.349-353
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• 2016

We prepared a number of reaction-bonded silicon carbides (RBSCs) made from various mixing ratios of raw SiC particles, and investigated their microstructure and etch characteristics by Reactive Ion Etch (RIE). Increasing the amount of $9.5{\mu}m$-SiC particles results in a microstructure with relatively coarser Si regions. On the other hand, increasing that of $2.6{\mu}m$-SiC particles produces much finer Si regions. The addition of more than 50 wt% of $2.6{\mu}m$-SiC particles, however, causes the microstructure to become partially coarse. We also evaluated their etching behaviors in terms of surface roughness (Ra), density and weight changes, and microstructure development by employing Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) and Scanning Electron Microscope (SEM) techniques. During the etching process of the prepared samples, we confirmed that the residual Si region was rapidly removed and formed pits isolating SiC particles as islands. This leads to more intensified ion field on the SiC islands, and causes physical corrosion on them. Increased addition of $2.6{\mu}m$-SiC particles produces finer residual Si region, and thus decreases the surface roughness (Ra.) as well as causing weight loss after etching process by following the above etching mechanism.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D2호
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• pp.41-47
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• 1999

본 논문에서는 플라즈마 건식 식각 공정을 모의 실험하기 위하여 셀 제거 방법을 적용하여 개발한 시뮬레이터의 성능을 보고한다. 마스크의 기하학적 형상에 의한 그림자 효과(shadow effect)를 고려하기 위한 알고리즘과, 오차의 누적을 막기 위한 알고리즘을 새로이 적용하였다. 입사하는 이온의 분포를 계산하기 위해서 해석적 모델과 몬테 카를로 방법을 모두 적용하였다. 또한 사용자가 유닉스(UNIX) 환경에서 공정 조건을 편리하게 입력할 수 있도록 그래픽 사용자 환경(graphic user interface, GUI)을 개발하였다. 개발된 3D-SURFILER(SURface proFILER)의 성능을 검증하기 위한 콘택 홀(contact hol) 구조의 시뮬레이션에서 셀의 수를 36,000($30{\times}40{\times}30$)으로 설정하여 시뮬레이션하였을 때 SUN ULTRA 1 시스템에서 약 10Mbyte의 메모리가 사용되었으며, 시뮬레이션 시간을 20분이었다. 종횡비(aspect ratio)가 1.57인 콘택 홀 구조에서 반응성 이온 식각(reactive ion etching, RIE)을 시뮬레이션하였으며, 이온의 증속 식각의 정도를 나타내는 손상 계수의 변화와 압력이 600mTorr일 때의 이온의 입사 분포에 의한 토포그래픽(topography) 진화를 시뮬레이션하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.65-65
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• 1999

Dry etching technique provides more easy controllability on the etch profile such as anisotropic etching than wet etching process and the results of lots of researches on the characterization of various plasmas or ion beams for semiconductor etching have been reported. Chlorine-based plasmas or chlorine ion beam have been often used to etch several semiconductor materials, in particular Si-based materials. We have studied the effect of He flow rate on the Si and SiO2 dry etching using chlorine-based plasma. Experiments were performed using reactive ion etching system. RF power was 300W. Cl2 gas flow rate was fixed at 58.6 sccm, and the He flow rate was varied from 0 to 120 sccm. Fig. 1 presents the etch depth of si layer versus the etching time at various He flow rate. In case of low He flow rate, the etch rate was measured to be negligible for both Si and SiO2. As the He flow increases over 30% of the total inlet gas flow, the plasma state becomes stable and the etch rate starts to increase. In high Ge flow rate (over 60%), the relation between the etch depth and the time was observed to be nearly linear. Fig. 2 presents the variation of the etch rate depending on the He flow rate. The etch rate increases linearly with He flow rate. The results of this preliminary study show that Cl2/He mixture plasma is good candidate for the controllable si dry etching.

• 한국진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.99-101
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• 2000

Submicron aperture 제작 기술은 near field optical sensor 또는 liquid metal ion source에 응용될 수 있는 가능성으로 인해 흥미를 모으고 있다. 본 실험에서는 submicron aperture 제작에 대해 기술할 것이다. 먼저 2 $\mu\textrm{m}$크기의 dot array를 광학 리소그라피 방법으로 패턴화하였다. KOH 비등방성 식각 방법으로 V-groove형을 만든 후, $1000^{\circ}C$에서 600분동안 건식 산화작업을 거쳤다. 이 산화과정에서 결정 방향에 따라 산화율이 달라지게 되는데 Si(111)면은 Si(100)면에 비해 산화율이 커서 두꺼운 산화막이 형성되며, 이 막은 연이은 건식식각 과정에서 etch-mask로 활용된다. Reactive ion etching은 ICP (Inductively Coupled Plasma) 장비를 사용하였으며, V-groove의 바닥에 형성된 90nm두께의 SiO$_2$와 그 아래의 Si을 식각하였다. 이 때, 기판에 걸린 negative bias는 $Cl_2$ RIE의 anisotropic etchig 효과를 증대시키는 것 같았으며, SEM촬영 결과 식각 후에 Si(111)면 위에는 약 130 nm정도의 산화층이 잔류하고 있었다. 이렇게 형성된 Si aperture는 향후 NSOM sensor등에 적용될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.531-536
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• 2005

포토리지스트 마스크로 패턴된 CoTb 및 CoZrNb 자성 박막에 대한 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 식각이 $Cl_2/Ar$와 $C_2F_6/Ar$ 가스를 이용하여 진행되었고 식각 속도와 식각 프로파일 측면에서 조사되었다. $Cl_2$와 $C_2F_6$ 가스의 농도가 증가함에 따라서 자성 박막들의 식각 속도는 감소하였고 식각 경사는 낮아졌다. 자성 박막들의 식각 가스로서 $Cl_2/Ar$이 빠른 식각 속도와 가파른 식각 경사를 얻는데 있어서 $C_2F_6/Ar$ 보다 더 효과적이었다. Coil rf power의 증가는 플라즈마 내의 Ar 이온과 라디칼의 밀도를 증가시키고 dc bias voltage의 증가는 기판으로 스퍼터되는 Ar 이온의 에너지를 증가시키기 때문에 coil rf power와 dc bias voltage가 증가할수록 식각 속도와 식각 경사는 증가하였지만 패턴의 측면에서 재증착이 일어났다. 자성 박막들의 적층으로 형성된 magnetic tunnel junction stack에 고밀도 플라즈마 반응성 이온 식각을 적용하여, 높은 식각 경사와 재증착이 없는 깨끗한 식각 프로파일을 얻었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권4호
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• pp.29-32
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• 2009

기공의 밀도가 높은 다공성 실리콘 산화물 박막이 GaAs 기판 상에 형성이 되었다. 다공성 실리콘 산화막을 형성하기 위해서 자기조립 형태로 배열하는 블록공중합체를 사용하였다. GaAs 기판 상에 화학기상증착 (CVD)을 이용하여 실리콘 산화막을 형성하였다. 폴리스티렌 (PS) 바탕에 벌집 형태로 배열된 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA)가 주기적으로 배열되어 있는 나노패턴 박막을 형성하였고 PMMA를 아세트 산으로 제거하여 PS만 남아있는 나노크기의 마스크를 형성하였다. 형성된 PS 나노패턴의 지름은 15 nm, 박막의 두께는 40 nm 였으며 이를 건식 식각용 마스크로 사용하여 화학반응성식각 (RIE) 을 진행하였고 PS의 나노패턴이 산화막 기판상에 전사되도록 하였다. 식각 시간을 조절하여 산화막에 형성된 기공이 GaAs 표면까지 연결되도록 하였고 이는 불산으로 산화막을 제거하여 확인하였다. 식각시간은 90초에서 110초였으며 산화막 상에 나노패터닝된 기공이 형성되는 식각 시간은 90초에서 100초 사이였다. 형성된 나노 패터닝된 산화막 기공의 지름은 20~22 nm였고 식각 시간에 따라서 조절이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.454-454
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• 2014

Silicon microwire array is one of the promising platforms as a means for developing highly efficient solar cells thanks to the enhanced light trapping efficiency. Among the various fabrication methods of microstructures, deep reactive ion etching (DRIE) process has been extensively used in fabrication of high aspect ratio microwire arrays. In this presentation, we show precisely controlled Si microwire arrays by tuning the DRIE process conditions. A periodic microdisk arrays were patterned on 4-inch Si wafer (p-type, $1{\sim}10{\Omega}cm$) using photolithography. After developing the pattern, 150-nm-thick Al was deposited and lifted-off to leave Al microdisk arrays on the starting Si wafer. Periodic Al microdisk arrays (diameter of $2{\mu}m$ and periodic distance of $2{\mu}m$) were used as an etch mask. A DRIE process (Tegal 200) is used for anisotropic deep silicon etching at room temperature. During the process, $SF_6$ and $C_4F_8$ gases were used for the etching and surface passivation, respectively. The length and shape of microwire arrays were controlled by etching time and $SF_6/C_4F_8$ ratio. By adjusting $SF_6/C_4F_8$ gas ratio, the shape of Si microwire can be controlled, resulting in the formation of tapered or vertical microwires. After DRIE process, the residual polymer and etching damage on the surface of the microwires were removed using piranha solution ($H_2SO_4:H_2O_2=4:1$) followed by thermal oxidation ($900^{\circ}C$, 40 min). The oxide layer formed through the thermal oxidation was etched by diluted hydrofluoric acid (1 wt% HF). The surface morphology of a Si microwire arrays was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800). Optical reflection measurements were performed over 300~1100 nm wavelengths using a UV-Vis/NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent) in which a 60 mm integrating sphere (Labsphere) is equipped to account for total light (diffuse and specular) reflected from the samples. The total reflection by the microwire arrays sample was reduced from 20 % to 10 % of the incident light over the visible region when the length of the microwire was increased from $10{\mu}m$ to $30{\mu}m$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.667-667
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• 2013

Optimizing morphology of the front surface with three dimensional structures (3D) in solar cell is essential element for not only effectivelight harvesting but also carrier collection and separation without the cost burden in process. We designed a three-dimensionally ordered front surface with wet chemical etching. Wet chemical etching is a proper way to have three dimensional structures. The method efficiently transmits the incident light at the front surface to a Si absorber and has competitive price in manufacturing when comparing with reactive ion etching (RIE) to have three dimensional structures. This indicates that optimized front surface with three dimensional structures by wet chemical etching will bring effective light management in solar cells.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 15TH KACG TECHNICAL MEETING-PACIFIC RIM 3 SATELLITE SYMPOSIUM SESSION 4, HOTEL HYUNDAI, KYONGJU, SEPTEMBER 20-23, 1998
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• pp.85-90
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• 1998

Reactive ion etching (RIE) of Ta-Al alloy thin film and SiO2 thin films was observed during the etching with the CF4 gas and the could be used effectively to etch the Ta-Al alloy thin film. The etching rate of the thin film at a Ta content of 50 mol% was about 67$\AA$/min. No selectivity between the Ta-Al alloy thin film and SiO2 thin films was observed during the etching with the CF4 gas and the etching rate of the SiO2 layer was 12 times faster than that of the Ta-Al alloy thin film. In addition, it was observed that photoresist of AZ5214 was more useful than Shiepley 1400-2 in RIE with the CF4 gas.

• 한국재료학회지
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• 제3권4호
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• pp.327-335
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• 1993

Helmholz구성을 가진 두개의 전자석에 의해 작동되는 RF cylindrical magnetron을 사용하여 이의 플리즈마 성질을 가한 자장의 함수로 조사하고, 또한 $CHF_3$와 $CF_4/H_2$를 3mTorr의 낮은 압력하에서 사용하여 실리콘의 반응성 이온 건식식각 특성을 조사하였다. 또한 여러 자장의 크기 및 개스 분위기하에서 식각한 실리콘으로 제조한 Schottky다이오드의 전류-전압 특성으로 식각으로 인한 실리콘의 손상정도를 측정하였다. Cylindrical magnetron에 가한 자장을 증가시킴에 따라 플라즈마내이온밀도 및 분해될 개스밀도(radical density)가 직선적으로 증가하였으며 시편이 위치한 전극에 유도되는 직류 자기 바이아스 전압(dc self-bais voltage)은, 반면, 지수적인 감소를 하였다. 100Gauss부근의 자장을 가한 경우에 최대의 식각속도를 갖고 이때의 실리콘의 식각속도가 자장을 가하지 않은 경우에 비해서 5배정도로 증가하였으며, 전지적인 특성 역시 습식방법을 사용하여 식각한 실리콘에 가까운 정도의 이온 손상이 없느 식각상태를 얻을 수 있었다.