• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.6 no.1
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• pp.29-32
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• 2005

Chemical mechanical polishing is an essential process in the production of copper-based chips. On this work, the stability of hydrogen peroxide ($H_{2}O_{2}$) as an oxidizer of copper CMP slurry has been investigated. $H_{2}O_{2}$ is known as the most common oxidizer in copper CMP slurry. But $H_{2}O_{2}$ is so unstable that its stabilization is needed using as an oxidizer. As adding KOH as a pH buffering agent, stability of $H_{2}O_{2}$ decreased. However, $H_{2}O_{2}$ stability in slurry went up with putting in small amount of BTA as a film forming agent. There was no difference of $H_{2}O_{2}$ stability between pH buffering agents KOH and TMAH at similar pH value. Addition of $H_{2}O_{2}$ in slurry in advance of bead milling led to better stability than adding after bead milling. Adding phosphoric acid resulted in the higher stability. Using alumina C as an abrasive was good at stabilizing for $H_{2}O_{2}$.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1581-1583
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• 2002

본 논문은 다공질 실리콘 다이어프램에 대한 화학 센서의 일종인 습도, 에탄올, 메탄올의 감지 특성을 측정하고 전기 전도도의 변화를 고찰하였다. 먼저, TMAH 용액으로 실리콘 다이어프램을 제작한 후, HF와 에탄올의 혼합 용액내에서 일정 전압을 인가하여 다공질 실리콘 다이어프램을 형성하였다. 다공질 실리콘을 면(100)에 수직한 방향으로 $50{\sim}100{\mu}m$ 두께로 균일하게 형성하여 p+-PSi-n+ 구조의 소자를 제작하였다. 다공질 실리콘 다이어프램의 절대습도에 대한 감도는 입력 주파수 5kHz에서 인가 전압이 $2{\sim}6$Vpp에서 $376.3{\sim}784.8{\Omega}$/%RH으로 변하였다. 또, 인가 전압 6Vpp에서 입력 주파수가 $2{\sim}5$kHz으로 변할 때 $393.3{\sim}784.8{\Omega}$/%RH으로 변하였다. 또한, 에탄올에 대한 감도는 $0.068{\mu}A$/%이며, 메탄올은 $0.212{\mu}A$/%으로 다공질 실리콘 다이어프램은 에탄올 보다 메탄올이 더 민감하게 반응하였다. 일반적으로 다공질 실리콘의 전기전도도는 charged surface traps과 screening effect에 의존한다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.23 no.6
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• pp.533-538
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• 2014

We fabricated grooved mushroom structures with anisotropic wettability on silicon substrates using basic MEMS processes. The geometry of these grooved mushroom structures could be changed by controlling the additional IPA solution during Si etching by TMAH solution. To understand anisotropic wettability, contact angles (CAs) of hexadecane droplets were measured in the orthogonal and parallel directions to grooved lines. The CA measurement results displayed anisotropic wetting on the grooved mushroom structures. However, specimens with $80{\mu}m$ distance between top layers displayed isotropic and superoleophobic wetting. This study demonstrates that the thickness of the top layer is more critical than the width or height of the ridge when determining the wettability of organic solvent. Despite the wide distance between top layers ($80{\mu}m$), the specimen with a thin top layer (100 nm) showed highly anisotropic wetting and low CA due to the pinning of droplets at the edge of the top layer.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.32 no.1
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• pp.141-144
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• 2011

We report the synthesis of $SrTiO_3$, $BaTiO_3$ and $Ba_xSr_{1-x}TiO_3$ (BST) nanoparticles (NPs) in various compositions (x = 0.25, 0.5 and 0.75) by an inorganic sol-gel method under a basic condition. Highly crystalline nanoparticles were formed at the reaction temperature of 25 - $100^{\circ}C$ from a stabilized titanium alkoxide in tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and barium or strontium acetate in aqueous solution. Morphology and particle structure of the synthesized BST NPs were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The BST nanoparticles in various compositions were monodispersed without mutual aggregation, and their average sizes were in the range of 70 - 80 nm. Furthermore, they showed highly crystallized perovskite phase over the whole composition range from $SrTiO_3$ to $BaTiO_3$. We also proposed a mechanism for the low-temperature formation of BST NPs.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.145-145
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• 2010

반도체 소자의 크기가 수십 나노미터 영역으로 줄어들면서, 메모리 소자 또한 미세화를 위해 새로운 기술을 요구하고 있다. 1T DRAM은 하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터 구조를 가진 기존의 DRAM과 달리, 캐패시터 영역을 없애고 하나의 트랜지스터만으로 동작하기 때문에 복잡한 공정과정을 줄일 수 있으며 소자집적화에도 용이하다. 또한 SOI (Silicon-On-Insulator) 기판을 사용함으로써 단채널효과와 누설전류를 감소시키고, 소비전력이 적다는 이점을 가지고 있다. 1T DRAM은 floating body effect에 의해 상부실리콘의 중성영역에 축적된 정공을 이용하여 정보를 저장하게 된다. floating body effect를 발생시키기 위해 본 연구에서는 SOI 기판을 사용한 MOSFET을 사용하였는데, SOI 기판은 불순물 도핑농도에 따라 상부실리콘의 공핍층 두께가 결정된다. 실제로 불순물을 $10^{15}cm^{-3}$ 정도 도핑을 하게 되면 완전공핍된 SOI 구조가 된다. 이는 subthreshold swing값이 작고 저전압, 저전력용 회로에 적합한 특성을 보이기 때문에 부분공핍된 SOI 구조보다 우수한 특성을 가진다. 하지만, 상부실리콘의 중성영역이 완전히 공핍되어 정공이 축적될 공간이 존재하지 않게 된다. 이를 해결하기 위해 기판에 전압을 인가 후 kink effect를 확인하여, 메모리 소자로서의 구동 가능성을 알아보았다. 본 연구에서는 상부실리콘의 두께가 감소함에 따라 1T DRAM의 메모리 특성변화를 관찰하고자, TMAH (Tetramethy Ammonuim Hydroxide) 용액을 이용한 습식식각을 통해 상부실리콘의 두께가 각기 다른 소자를 제작하였다. 제작된 소자는 66 mv/dec의 우수한 subthreshold swing 값을 나타내며 빠른 스위칭 특성을 보였다. 또한 kink effect가 발생하는 최적의 조건을 찾고, 상부실리콘의 두께가 메모리 소자의 쓰기/소거 동작의 경향성에 미치는 영향을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.317-317
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• 2010

This paper reports syntheses of $TiO_2$ nanocubes and theirs application to DSSC. We synthesized $TiO_2$ nanocubes via solvothermal method using titanium isopropoxide (TTIP) and tetramethylammoiumhydroxide (TMAH). By adding longer alkyl chain ammonium hydroxide that slowed down the growth rate of the crystal, $TiO_2$ nanocubes were obtained with average particle size in the range of 40 nm to 70 nm. By TEM investigation, each particle was found to be single crystal of anatase having six-faces of (001) and {100} crystallographic planes truncated by {101} series of planes, which are clearly distinguishable from spherical nanoparticles. Among various application, utilizing nanocubes as photo-electrode in dye-sensitized solar cell, we investigated photo-electron conversion performances in comparison with spherical shaped $TiO_2$ nanoparticles by I-V characteristics and IPCE measurements, etc.. Photocurrent-transient analysis revealed that $TiO_2$ nanocubes have a higher transient electron transfer rate by more than 10 times compared with spherical particles of similar size. Fast electron transport along the cube edges having small curvature was suggested as a plausible origin of high diffusion coefficient of electron in nanocube $TiO_2$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.299.2-299.2
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• 2013

We investigated the potassium remaining on a crystalline silicon solar cell after potassium hydroxide (KOH) etching and its effect on the lifetime of the solar cell. KOH etching is generally used to remove the saw damage caused by cutting a Si ingot; it can also be used to etch the rear side of a textured crystalline silicon solar cell before atomic layer-deposited Al2O3 growth. However, the potassium remaining after KOH etching is known to be detrimental to the efficiency of Si solar cells. In this study, we etched a crystalline silicon solar cell in three ways in order to determine the effect of the potassium remnant on the efficiency of Si solar cells. After KOH etching, KOH and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) were used to etch the rear side of a crystalline silicon solar cell. To passivate the rear side, an Al2O3 layer was deposited by atomic layer deposition (ALD). After ALD Al2O3 growth on the KOH-etched Si surface, we measured the lifetime of the solar cell by quasi steady-state photoconductance (QSSPC, Sinton WCT-120) to analyze how effectively the Al2O3 layer passivated the interface of the Al2O3 layer and the Si surface. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) was also used to measure how much potassium remained on the surface of the Si wafer and at the interface of the Al2O3 layer and the Si surface after KOH etching and wet cleaning.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.2143-2145
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• 2004

본 논문은 미세공정을 이용하여 다중전극을 배열하여 전압 인가에 의해 선택적으로 약물 방출이 가능한 구역화된 약물 저장용 구조물의 설계 및 제작에 관한 것이다. 두께 525${\mu}m$ 언 (100) Si wafer를 이용하여 TMAH 용액의 조성 및 온도에 따라 Si 식각 기초실험을 하고 그 결과를 이용하여 최적 식각조건을 설정하였다. 구조물 opening 크기를 다양하게 설계하여 미량의 약물을 선택적으로 방출할 수 있게 하고자 역 피라미드 형태의 약물 저장용 구조물을 제작하였다. 전압 인가에 의한 약물 방출시 Au 전극의 특성을 고찰하고자 저장 구조물 위에 anode의 면적과 anode 전극간 거리를 변화시켜서 설계 및 제작하였고, polyimide를 전극 사이의 절연막으로 이용하였다. 제작된 구조품의 전극 특성은 5V의 설정전압을 인가하였을 경우 2500s 동안 0.25mA로 안정적으로 유지되었으나 10V, 15V, 20V일 경우 전극의 산화현상으로 Au 전극이 부식이 되어 전류가 안정적으로 흐르지 않는 것을 알 수 있었으며, 약물전달시스템에서 안정적인 전류 공급을 위해서는 Au 전극이 산화 되지 않는 전압 인가 조건 및 시간은 설정해야 함을 알 수 있었다.

• Air Cleaning Technology
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• v.17 no.4 s.67
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• pp.39-57
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• 2004

첨단산업으로 불리는 반도체, LCD, PDP, 유기EL(OLED) 등의 생산 공정은 고도의 청정상태를 요구하며, 때문에 이들의 생산공정 중 대부분이 클린룸 내에서 이루어진다. 클린룸 내에서의 주요공정은 크게 박막형성(Layering), 노광(Photo Lithography), 식각(Etching) 등 3가지 공정으로 나눌 수 있으며, 반도체 제조공정의 경우 특별히 도핑(Doping) 공정이 추가된다. 오염물질을 함유하는 클린룸 배기는 일반적으로 산, 알칼리, Toxic(PFCs, Flammable), VOC 등으로 분류하며, 각각의 배기는 각 배기특성에 맞는 오염제어 장치를 통해, 정화된 후, 대기로 방출된다. 산, 알칼리 배기는 일반적으로 최종 단계에서 중앙집중식 습식스크러버에 의해 흡수, 중화 처리되며, VOC의 경우 농축기(Concentrator) & 축열식 열 산화장치(RTO) 설비에 의해 연소 처리된다. 하지만 CVD공정으로부터의 배기가 주를 이루는 Toxic배기의 경우, 다량의 PFCs(과불소화합물) 가스를 함유하고 있는 이유로, 대부분 클린룸 내부에 P.O.U(Point of use) 처리장치가 설치되며, P.O.U에 의해 1차 처리된 후 최종적으로 중앙집중식 습식스크러버를 거쳐 대기로 방출된다. 알칼리배기의 주성분으로는 암모니아($NH_3$), HMDS (Hexa Methyl DiSilazane), TMAH (Tetra Methyl Ammonium Hydroxide), LGL, CD 등이며 흡수액에 황산(Sulfuric Acid)용액을 공급, 중화처리하고 있다. 탄소성분을 먹이로 하는 미생물의 번식에 의한 막힘 문제를 제외하고는 큰 문제가 없다. 하지만 Toxic배기 및 산배기의 경우 처리효율이, 가스흡수 이론에 의한 계산결과와 비교할 때, 매우 저조하게 나타나는 효율부족 현상을 겪고 있으며, 이는 잔여 PFCs 가스성분 및 반응에어로졸, 응축에어로졸 등의 영향으로 추정하고 있다. 최근 Toxic 배기의 경우, P.O.U 설비를 Burn & Wet type으로 변경하여, 배기 중 PFCs 및 반응에 에어로졸($SiO_2$)의 농도를 원천적으로 감소시키는 노력이 진행 중이다. 산배기의 경우, 산결로 현상에 의한, 응축에어로졸이 문제가 되고 있으나 내식열교환기(Anti-Corrosive Heat Exchanger), 하전액적스크러버 시스템(Charged Droplets Scrubber System), Wet ESP(Wet Electrostatic Procipitator) 등의 도입을 통해 문제해결을 위한 노력을 경주하고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.376-377
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• 2011

결정질 실리콘 태양전지 연구에 있어서 가장 중요한 부분은 재료의 저가화와 공정의 단순화에 의한 저가의 태양전지 셀 제작 부분과 고효율의 태양전지 셀 제작 부분이다. 본 논문에서는 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 태양전지용 재생웨이퍼를 제작함으로써 고효율을 가지는 단결정 실리콘 웨이퍼를 저 가격에 생산하기 위한 것이다. 특히 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 가공 할 때 표면에 생성되는 요철은 기존 태양전지 셀 제작에서 텍스쳐링 공정과 같은 표면 구조를 가지게 됨으로써 태양전지 셀에 제작 공정을 줄일 수 있는 효과도 가지게 된다. 마이크로 블라스터는 챔버 내에 압축된 공기나 가스에 의해 가속 된 미세 파우더들이 재료와 충돌하면서 재료에 충격을 주고 그 충격에 의해 물질이 식각되는 기계적 건식 식각 공정 기술이다. 이러한 물리적 충격을 이용하는 마이크로 블라스터 공정은 기존 재생웨이퍼 제작 공정 보다 낮은 재처리 비용으로 간단하게 태양전지용 재생웨이퍼를 제작 할 수 있다. 하지만 마이크로 블라스터를 이용하면 표면에 식각된 미세 파티클의 재흡착이 일어나게 되므로 이를 제거하기 위하여 DRE(damage remove etching) 공정이 필요하게 된다. 본 연구에서는 이방성, 등방성 식각 공정으로 태양전지용 재생웨이퍼를 제작하기 위해 가장 적합한 DRE 공정을 찾기 위해 등방성 식각은 RIE 식각으로, 그리고 이방성 식각은 TMAH 식각을 이용하였다. 마이크로 블라스터 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용한 표면 요철 구조를 확인 하였고, DRE 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용하여 표면 요철 구조를 확인 하였다. 각각의 lifetime을 측정하여 표면 식각으로 생성된 결함들을 분석하여 태양전지용 재생웨이퍼 제작에 가장 적합한 공정을 확인 하였다.