• 센서학회지
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• 제14권3호
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• pp.137-143
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• 2005

Research in the field of biosensor has enormously increased over the recent years. The metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) type protein sensor offers a lot of potential advantages such as small size and weight, the possibility of automatic packaging at wafer level, on-chip integration of biosensor arrays, and the label-free molecular detection. We fabricated MOSFET protein sensor and proposed the gold-black electrode as the gate metal to improve the response. The experimental results showed that the output voltage of MOSFET protein sensor was varied by concentration of albumin proteins and the gold-black gate increased the response up to maximum 13 % because it has the larger surface area than that of planar-gold gate. It means that the expanded gate allows a larger number of ligands on same area, and makes the more albumin proteins adsorbed on gate receptor.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.251-251
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• 2010

카메라 모듈에서 사용되어지는 적외선 차단 필터는 적외선 영역을 차단시킴으로써 보다 선명한 영상을 획득할 수 있는 매우 중요한 부품으로 각광을 받고 있다. 가시광선과 적외선 영역에서 주로 사용되어지는 광학 박막 물질로는 고 굴절률을 가지는 $TiO_2$와 저 굴절률을 가지는 $SiO_2$가 일반적으로 쓰인다. 본 실험에서는 카메라 모듈용으로 사용되어지는 적외선 차단 필터를 설계하고 이온빔 증착 장비를 이용하여 코팅 공정을 한 후에 각각의 특성들을 평가하였다. Macleod 프로그램을 사용하여 640nm 및 650nm 차단 필터를 설계하였으며, 설계된 데이터를 이용하여 Ion-Assisted Deposition 장비를 사용, $TiO_2/SiO_2$ 유전층을 다층 박막으로 증착하였다. 코팅되어진 차단 필터의 특성을 관찰하고자 Spectrophotometer를 이용하여 투과도를 측정하였고, SEM 사진 단면 관찰로 다층 박막의 두께를 알 수 있었으며, AFM 측정으로 표면의 거칠기 정도를 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 필터의 파장을 조절하여 박막을 증착하였다. 640nm 및 650nm 차단 필터는 설계 곡선과 각각 6nm와 2nm 이내에서 일치하였으며, 400~600nm에서 80% 이상의 투과도를 보였고, 근적외선 영역인 700nm이상에서는 1%이하의 투과도를 보였다. 이러한 결과는 wafer level packaging 을 이용한 카메라 모듈 조립 공정에 응용할 수 있으며, 본 실험에서 제작된 적외선 차단 필터를 이용, 8인치 차단 필터를 제작하는데 기초데이터로 사용할 수 있을 것이다.

• 한국표면공학회지
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• 제56권3호
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• pp.180-184
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• 2023

Scholars have proposed wafer-level bonding and three-dimensional (3D) stacked integrated circuit (IC) and have investigated Cu-Cu bonding to overcome the limitation of Moore's law. However, information about quantitative Cu-Cu direct-bonding conditions, such as temperature, pressure, and interfacial adhesion energy, is scant. This study determines the optimal temperature and pressure for Cu-Cu bonding by varying the bonding temperature to 100, 150, 200, 250, and 350 ℃ and pressure to 2,303 and 3,087 N/cm². Various conditions and methods for surface treatment were performed to prevent oxidation of the surface of the sample and remove organic compounds in Cu direct bonding as variables of temperature and pressure. EDX experiments were conducted to confirm chemical information on the bonding characteristics between the substrate and Cu to confirm the bonding mechanism between the substrate and Cu. In addition, after the combination with the change of temperature and pressure variables, UTM measurement was performed to investigate the bond force between the substrate and Cu, and it was confirmed that the bond force increased proportionally as the temperature and pressure increased.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권4호
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• pp.39-46
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• 2003

플립칩용으로 Sn-Cu 공정 솔더 범프를 전해도금을 이용하여 제조하고 특성을 연구하였다. Si 웨이퍼 위에 UBM(Under Bump Metallization)으로 Al(400 nm)/Cu(300 nm)/Ni(400 nm)/Au(20 nm)를 전자빔 증착기로 증착하였다. 전류밀도가 1 A/d$\m^2$에서 8 A/d$\m^2$으로 증가함에 따라 Sn-Cu 솔더의 도금속도는 0.25 $\mu\textrm{m}$/min에서 2.7 $\mu\textrm{m}$/min으로 증가하였다. 이 전류밀도의 범위에서 전해도금된 Sn-Cu 도금 합금의 조성은 Sn-0.9∼1.4 wt%Cu의 거의 일정한 상태를 유지하였다. 도금 전류밀도 5 A/d$\m^2$, 도금시간 2hrs, 온도 $20^{\circ}C$의 조건에서 도금하였을 때, 기둥 직경 약 120 $\mu\textrm{m}$인 양호한 버섯 형태의 Sn-Cu 범프를 형성할 수 있었다. 버섯형 도금 범프를 $260^{\circ}C$에서 리플로우 했을 때 직경 약 140 $\mu\textrm{m}$의 구형 범프가 형성되었다. 화학성분의 균일성을 분석한 결과 버섯형 범프에서 존재하던 범프내 Sn 등 성분 원소의 불균일성은 구형 범프에서는 상당 부분 해소 되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.52-59
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• 2023

팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지의 Cu 재배선층 적용을 위해 Ti 확산방지층과 폴리벤즈옥사졸(polybenzoxazole, PBO) 절연층 사이의 계면 신뢰성을 평가하였다. PBO 경화 온도 및 고온/고습 시간에 따라 4점 굽힘 시험으로 정량적인 계면접착에너지를 평가하였고, 박리계면을 분석하였다. 175, 200, 및 225℃의 세 가지 PBO 경화 온도에 따른 계면접착에너지는 각각 16.63, 25.95, 16.58 J/m² 로 200℃의 경화 온도에서 가장 높은 값을 보였다. 박리표면에 대한 X-선 광전자 분광분석 결과, 200℃에서 PBO 표면의 C-O 결합의 분율이 가장 높으므로, M-O-C 결합이 Ti/PBO 계면접착 기구와 연관성이 높은 것으로 판단된다. 200℃에서 경화된 시편을 85℃/85% 상대 습도에서 500시간 동안 고온/고습 처리 하는 동안 계면접착에너지는 3 .99 J/m²까지 크게 감소하였다. 이는 고온/고습 처리동안 Ti/PBO 계면으로의 지속적인 수분 침투로 인해 계면 근처 PBO의 화학결합이 약해져서 weak boundary layer를 형성하기 때문으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.361-361
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• 2013

비냉각 적외선 검출소자는 빛이 전혀 없는 환경에서도 사물을 감지하는 열상장비의 핵심소자이다. 마이크로볼로미터 적외선 검출기는 상온에서 동작하며, 온도안정화를 위해 TEC를 장착하여 진공패키지로 조립된다. 패키지는 진공을 유지할 수 있도록 일반적으로 메탈로 제작되며, 단가 감소 및 생산성 증대를 위해 wafer level packaging 방법을 이용한다. 마이크로볼로미터의 특성은 패키지의 진공 변화에 매우 민감하다. 센서의 감도를 증가시키기 위해서는 진공환경을 유지해야 한다. 볼로미터 소자의 특성은 상압에서 열전도는 기판과 멤브레인 사이의 에어갭을 통해 열손실을 야기하므로 센서의 반응도가 현저히 줄어든다. 에어갭이 1 um 정도 되더라도 그 사이에 존재하는 열전도가 가능하므로 진공을 유지하여 열고립 상태를 증대시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 소자의 동작시 압력, 즉 진공도가 볼로미터 소자의 반응도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 마이크로볼로미터 소자는 $2{\times}8$ 어레이 형태로 제작하였으며, metal pad를 각 단위셀에 배치하였으며, 공통전극으로 한 개의 metal pad를 넣어 설계하였다. 흡수체로써 VOx를 사용하였으며, 열 고립구조를 위해 2.5 um 공명 흡수층의 floating 구조로 멤브레인을 형성하였다. 진공패키지는 메탈패키지를 제작하여 볼로미터 칩을 TEC 위에 장착하였으며, 신호의 감지를 위해 가변저항을 매칭시켰다. 반응도는 신호 대 잡음 값을 획득하여 소자에 도달하는 적외선 에너지에 대해 반응하는 값을 계산에 의해 얻어내는 것이다. 픽셀 크기는 $50{\times}50$ um이며, 패키지 조립 공정 후 온도변화에 따른 저항 측정을 통해 TCR 값을 얻었다. 이때 TCR은 약 -2.5%/K으로 나타났다. $2{\times}8$의 4개 단위소자에 대해 측정한 값은 균일하게 TCR 값이 나타났다. 광반응 특성은 볼로미터 단위소자에 대해서 먼저 고진공(5e-6 torr) 하에서 측정하였으며, 반응도는 25,000 V/W의 값을 나타내었고, 탐지도는 약 2e+8 $cmHz_{1/2}$/W로 나타났다. 패키지의 압력 조절을 위해 TMP 및 로터리 펌프를 이용하여 100 torr에서 1e-4 torr의 범위에서 압력조절 밸브를 이용하여 질소가스의 압력으로 진공도를 변화시켰다. 적외선 반응신호는 압력이 증가함에 따라 감소하였으며, 2e-1 torr의 압력에서 신호의 크기가 감소하기 시작하여 5 torr에서 반응도의 1/2 값을 나타냄을 알 수 있었다. 30 torr 이상에서는 신호가 잡음값 과거의 동일하여 신호대 잡음비가 1로 나타남을 알 수 있었다. 또한 진공도 변화에 대해, 흑체온도에 따른 반응도 및 탐지도의 특성을 조사한 결과를 발표한다. 반응도의 증가를 위해 진공도는 진공도는 1e-2 torr 이하의 압력을 유지해야 함을 본 실험을 통해 알 수 있었다.