• 센서학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.70-75
• /
• 2000

단결정 실리콘웨이퍼를 사용한 태양전지 제조에 있어 가장 큰 문제점은 재료의 높은 가격이다. 본 연구에서는 이러한 문제의 해결방안으로 현재 DRAM 소자 제조과정에서 폐기되는 웨이퍼를 리사이클링하여 태양전지를 제작하고 저가의 제조공정과 전지의 특성을 연구하였다. DRAM용 실리콘 웨이퍼는 비저항이 높고 두꺼워 태양전지 재료로서 부적합하나, 본 연구에서는 후면전계 (Back Surface Field) 형성, 표면 Texturing, 반사 방지막 형성 등의 공정들을 조합하여 효율향상을 위한 최적조건을 찾아내고, 두께변화에 따른 효율변화를 조사하였다. 최적화된 위의 모든 조건들을 적용하였을 때, $4\;cm^2$의 면적, $300\;{\mu}m$ 두께를 가지는 태양전지에서 단락전류밀도 ($J_{sc}$)는 $28\;mA/cm^2$, 개방전압 ($V_{oc}$) 0.51V, 충실도(Fill Factor)면에서는 0.53으로 가장 높은 값을 얻었고, 10% 이상의 효율을 확보할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 폐기되는 실리콘 웨이퍼들을 재활용하여 실용성이 큰 저가의 단결정 실리콘 태양전지를 제작할 수 있는 방법을 확보할 수 있었다.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제9권6호
• /
• pp.276-280
• /
• 2010

Copper(Cu) as an interconnecting metal layer can replace aluminum (Al) in IC fabrication since Cu has low electrical resistivity, showing high immunity to electromigration compared to Al. However, it is very difficult for copper to be patterned by the dry etching processes. The chemical mechanical polishing (CMP) process has been introduced and widely used as the mainstream patterning technique for Cu in the fabrication of deep submicron integrated circuits in light of its capability to reduce surface roughness. But this process leaves a large amount of residues on the wafer surface, which must be removed by the post-CMP cleaning processes. Copper corrosion is one of the critical issues for the copper metallization process. Thus, in order to understand the copper corrosion problems in post-CMP cleaning solutions and study the effects of DC biases and post-CMP cleaning solution concentrations on the Cu film, a constant voltage was supplied at various concentrations, and then the output currents were measured and recorded with time. Most of the cases, the current was steadily decreased (i.e. resistance was increased by the oxidation). In the lowest concentration case only, the current was steadily increased with the scarce fluctuations. The higher the constant supplied DC voltage values, the higher the initial output current and the saturated current values. However the time to be taken for it to be saturated was almost the same for all the DC supplied voltage values. It was indicated that the oxide formation was not dependent on the supplied voltage values and 1 V was more than enough to form the oxide. With applied voltages lower than 3 V combined with any concentration, the perforation through the oxide film rarely took place due to the insufficient driving force (voltage) and the copper oxidation ceased. However, with the voltage higher than 3 V, the copper ions were started to diffuse out through the oxide film and thus made pores to be formed on the oxide surface, causing the current to increase and a part of the exposed copper film inside the pores gets back to be oxidized and the rest of it was remained without any further oxidation, causing the current back to decrease a little bit. With increasing the applied DC bias value, the shorter time to be taken for copper ions to be diffused out through the copper oxide film. From the discussions above, it could be concluded that the oxide film was formed and grown by the copper ion diffusion first and then the reaction with any oxidant in the post-CMP cleaning solution.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.1-7
• /
• 1999

MCM-D 기판에 수동소자를 내장시키는 공정을 개발하였다. MCM-D 기판은 Cu/감광성 BCB를 각각 금속배선 및 절연막 재료로 사용하였고, 금속배선은 Ti/cu를 각각 1000$\AA$/3000$\AA$으로 스퍼터한 후 fountain 방식으로 전기 도금하여 3 um Cu를 형성하였으며, BCB 층에 신뢰성있는 비아형성을 위하여 BCB의 공정특성과 $C_2F_6$를 사용한 플라즈마 cleaning영향을 AES로 분석하였다. 이 실험에서 제작한 MCM-D 기판은 절연막과 금속배선 층이 각각 5개, 4개 층으로 구성되는데 저항은 2번째 절연막 위에 thermal evaporator 방식으로 NiCr을 600$\AA$증착하여 시트저항이 21 $\Omega$/sq가 되게 형성하였고. 인덕터는 coplanar 구조로 3, 4번째 금속배선층에 형성하였으며, 커패시터는 절연막으로 PECVD $Si_3N_4$를 900$\AA$증착한 후 1, 2번째 금속배선층에 형성하여 88nF/$\textrm {cm}^2$의 커패시턴스를 얻었다. 이 공정은 PECVD $Si_3N_4$와 thermal evaporation NiCr 공정을 이용함으로써 기존의 반도체 공정을 이용하여 MCM-D 기판에 수동소자를 안정적으로 내장시킬 수 있었다.

• 센서학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.265-273
• /
• 1999

본 논문에서는 MEMS 공정에 많이 사용되는 tetraethoxysilane (TEOS) 산화막, low temperature oxide (LTO), 7 wt%, 10 wt% phosphosilicate glass (PSG)의 잔류응력을 Euler beam과 bent-beam strain sensor를 제작하여 측정하였다. 이러한 산화막 잔류응력 측정 구조물을 만들기 위해 다결정실리콘을 희생층으로 사용하였으며 $XeF_2$를 이용하여 희생층 식각을 하였다. 먼저 각 산화막의 증착 당시 잔류응력을 측정한 후 $500^{\circ}C$에서 $800^{\circ}C$까지 질소분위기에서 1 시간 동안 열처리하였다. 또 표면미세가공에서 가장 많이 사용되는 $585^{\circ}C$, $625^{\circ}C$ 다결정실리콘 증착 조건에서 열처리하여 산화막의 잔류응력 변화를 측정하였다. 측정 결과 TEOS와 LTO, 7 wt% PSG는 $600^{\circ}C$ 이하에서 압축잔류응력이 줄어들다가 그 이상에서 다시 커지는 반면에 phosphorus 농도가 높은 10 wt% PSG의 경우는 $500^{\circ}C$이상에서 압축잔류응력이 증가하는 것을 확인하였다. 또 7 wt% PSG가 $585^{\circ}C$ 다결정실리콘 증착 시 가장 작은 잔류응력을 나타내었다.

• 한국안광학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.63-68
• /
• 2009

목적: Magnetron의 세기를 비대칭으로 한 unbalanced magnetron sputtering 장치를 설계 제작하고, 이 장치를 사용하여 sus304시편 위에 TiN을 코팅할 때 산소영향을 연구하고자 한다. 방법: 코팅막의 두께를 알기 위해 실리콘 웨이퍼 위의 코팅막을 SEM으로 단면을 관찰하였고, TiN 코팅박막표면의 성분을 분석하기 위하여 XPS를 사용하였으며, 표면안쪽의 성분을 관찰하기 위해 depth profile을 하였다. 결과: XPS depth profile 데이터로부터 티타늄과 질소 뿐만 아니라 산소가 일정한 양으로 존재하며, 산소의 양은 약 65 at.%의 큰 양이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 두께에 따른 색상변화는 세 개의 피크가 모여서 형성이 된 Ti $ 2p_{3/2}$ 피크의 모양이 두께에 따라 약간 다르다는 것을 알 수 있었다. 결론: 코팅 중에 산소가 섞여 순수한 TiN보다는 $ TiO_2$, TiN, $ TiO_{x}N_{y}$ 세가지 조합에 의해 색이 결정되는 것을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.2143-2145
• /
• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제25권12호
• /
• pp.1015-1020
• /
• 2012

Resistance of the front electrode is the highest proportion of the ingredients of the series resistance in crystalline silicon solar cell. While resistance of the front electrode is decreased with larger area, it induces the optical loss, causing the conversion efficiency drop. Therefore the front electrode with high aspect ratio increasing its height and decreasing is necessary for high-efficiency solar cell in considering shadowing loss and resistance of front electrode. In this paper, we used the screen printing method to form high aspect ratio electrode by multiple printing. Screen printing is the straightforward technology to establish the electrodes in silicon solar cell fabrication. The several printed front electrodes with Ag paste on silicon wafer showed the significantly increased height and slightly widen finger. As a result, the resistance of the front electrode was decreased with multiple printing even if it slightly increased the shadowing loss. We showed the improved electrical characteristics for c-Si solar cell with repeatedly printed front electrode by 0.5%. It lays a foundation for high efficiency solar cell with high aspect ratio electrode using screen printing.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.25-29
• /
• 2015

저가격, 높은 생산성, 고해상도를 가지는 소자의 패턴 제작 방법에 대한 요구가 계속적으로 증가하고 있다. 롤투롤 연속생산 공정은 저비용, 대량생산이 가능한 차세대 공정으로 각광받고 있다. 본 논문에서는 PLC (planar lightwave circuit) 소자의 제작을 위해서 롤투롤 공정을 이용하여 제조하는 방법을 연구하였다. 제안한 기술은 polydimethylsiloxane (PDMS) 고분자를 이용하여 롤투롤 공정을 통해 PLC소자를 제작하는 공정을 연구하였다. 실리콘 웨이퍼에 형성된 마이크로 패턴을 복제 공정을 수행하였으며 이를 원통금형에 적용하여 롤투롤 공정의 롤 몰드(roll mold)로 사용하였다. 웹 텐션과 웹 속도의 공정 조건 최적화로 롤투롤 공정을 이용하여 PLC소자를 제작하였다. 제작된 PLC소자는 약4.0dB의 삽입손실을 가지는 $1{\times}2$ 광분배기이며, 제안한 롤투롤 공정 기술을 이용한 PLC소자의 제작 공정이 대량연속생산에 유효함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.142.2-142.2
• /
• 2015

Plasma etch endpoint detection (EPD) of SiO2 and PR layer is demonstrated by plasma impedance monitoring in this work. Plasma etching process is the core process for making fine pattern devices in semiconductor fabrication, and the etching endpoint detection is one of the essential FDC (Fault Detection and Classification) for yield management and mass production. In general, Optical emission spectrocopy (OES) has been used to detect endpoint because OES can be a simple, non-invasive and real-time plasma monitoring tool. In OES, the trend of a few sensitive wavelengths is traced. However, in case of small-open area etch endpoint detection (ex. contact etch), it is at the boundary of the detection limit because of weak signal intensities of reaction reactants and products. Furthemore, the various materials covering the wafer such as photoresist (PR), dielectric materials, and metals make the analysis of OES signals complicated. In this study, full spectra of optical emission signals were collected and the data were analyzed by a data-mining approach, modified K-means cluster analysis. The K-means cluster analysis is modified suitably to analyze a thousand of wavelength variables from OES. This technique can improve the sensitivity of EPD for small area oxide layer etching processes: about 1.0 % oxide area. This technique is expected to be applied to various plasma monitoring applications including fault detections as well as EPD.

• 센서학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.22-27
• /
• 2005

A thermoelectric flow sensor for small quantity of gas flow rate was fabricated using silicon wafer semiconductor process and bulk micromachining technology. Evanohm R alloy heater and chromel-constantan thermocouples were used as a generation heat unit and sensing parts, respectively. The heater and thermocouples are thermally isolated on the $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}/Si_{3}N_{4}$ laminated membrane. The characteristics of this sensor were observed in the flow rate range from 0.2 slm to 1.0 slm and the heater power from 0.72 mW to 5.63 mW. The results showed that the sensitivities $(({\partial}({\Delta}V)/{\partial}(\dot{q}));{\;}{\Delta}V$ : voltage difference, $\dot{q}$ : flow rate) were increased in accordance with heater power rise and decreasing of flow rate.