• 대한금속재료학회지
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• 제46권3호
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• pp.169-173
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• 2008

본 논문에서는 인산을 이용하여을 인산을 이용하여 nGaN을 습식식각 할때의 표면식각 진행 특성을 조사 하였다. 인산을 이용한 고온에서의 식각은 diffusion rate limited regime을 통하여 이루어짐을 확인 하였으며, 또한 초기식각은 lateral 크기가 $20{\mu}m$에서 $5{\mu}m$ 정도인 bimodal 형태의 hexagonal 모양의 hole과 pits이 형성되며, 식각이 진행됨에 따라 표면에 형성된 hexagonal hole 등이 적층구조로 형성되거나 혹은 laterally 병합되며 식각됨을 관찰 하였다. 또한 PL 분석을 통하여 표면 거칠기 증가로 인한 extraction efficiency의 향상도 관찰할 수 있었다. 이러한 결과로부터 인산을 이용한 습식식각을 통하여 GaN의 표면 texturing 공정이 이용 가능할 수 있을 것으로 예상 된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권5호
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• pp.196-201
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• 2014

화학적 습식 에칭을 통해 AlN와 GaN의 결함 및 표면 특성을 분석했다. 화학적 습식 에칭은 단결정의 결함을 선택적으로 에칭하기 때문에 결정의 품질을 평가하는 좋은 방법으로 주목 받고 있다. AlN와 GaN의 단결정은 NaOH/KOH 용융액을 이용하여 에칭을 했으며, 에칭 후 표면 특성을 알아보기 위해 주사전자현미경(SEM)과 원자힘 현미경(AFM)을 촬영했다. 에치 핏의 깊이를 측정하여 표면에 따른 에칭 속도를 계산했다. 그 결과 AlN와 GaN 표면에는 두 개의 다른 형태에 에치 핏이 형성 되었다. (0001)면의 metal-face(Al, Ga)는 육각 추를 뒤집어 놓은 형태를 갖는 반면 N-face는 육각형 형태의 소구 모양(hillock structure)을 하고 있었다. 에칭 속도는 N-face가 metal-face(Al, Ga)보다 각 각 약 109배(AlN)와 5배 정도 빨랐다. 에칭이 진행되는 동안 에치 핏은 일정한 크기로 증가하다 서로 이웃한 에치 핏들과 합쳐지는 것으로 보여졌다. 또한 AlN와 GaN의 에칭 공정을 화학적 메커니즘을 통해 알아 보았는데, 수산화 이온($OH^-$)과 질소의 dangling bond에 영향을 받아 metal-face(Al, Ga)와 N-face가 선택적으로 에칭되는 것으로 추론되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.48.1-48.1
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• 2010

단결정 실리콘 태양전지 제조 공정이 진행되는 과정에서 각종 오염물에 의해 표면이 오염된다. 태양전지의 효율 개선을 위한 표면 texturing 공정은 주로 wet etch을 주로 사용한다. Wet etch 공정 시 주로 사용되는 KOH 용액은 texturing 후 실리콘 웨이퍼 표면에 K+ 이온을 남기고 이는 태양전지 표면에서의 불순물로 작용하여 효율을 저하시키는 요인이 된다. 이를 제거하기 위해 불산 및 오존에 의한 세정 공정이 추가로 필요로 하게 된다. 이러한 공정을 최소화 하며 잔존하는 알칼리 금속도 제거하기 위해, etchant로 알카리 용액이 아닌 ethylenediamine을 사용하여 texturing 후 KOH 용액과 비교해 보았다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권11호
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• pp.748-753
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• 2009

The surface morphology and the surface roughness of n-type SiC induced by wet-treatment using 45% KOH and buffered oxide etchant (BOE-1HF : $6H_2O$) were investigated by atomic force microscopy (AFM). While Si-face of SiC could be etched by alkali solutions such as KOH, acidic solutions such as BOE were hardly able to etch SiC. When the rough SiC samples were used, the surface roughness of etched sample was decreased after wet-treatment regardless of etchant, due to the planarization the of surface by widening of scratches formed by mechanical polishing. It was observed that the initial etching was affected by the energetically unstable sites, such as dangling bond and steps. However, when a relatively smooth sample was used, the surface roughness was rapidly increased after treatment at $180^{\circ}C$ for 1 hr and at room temperature for 4 hr by using KOH solution, resulting from the nano-sized structures such as pores and bumps. This indicates that porous SiC surface can be achieved by using purely chemical treatment.

• 전기화학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2013

본 총설에서는 Si 비등방성 식각(anisotropic etching) 공정인 metal-assisted chemical etching(MAC etch 혹은 MACE) 분야 기본 원리, 중요 변수, 그리고 최근 연구 성과들을 정리하였다. 1990년에 최초로 Si 표면에 금속 촉매를 증착한 후 $H_2O_2$/HF 기반 식각을 진행하면 용액 중에서도 비등방성 식각을 통해 다양한 고종횡비(high aspect ratio) 나노구조를 형성할 수 있다는 것이 밝혀 졌다. 고가의 진공기반 장비가 필요한 건식 식각에 비해, 습식 식각을 통해서도 상대적으로 간편하고 경제적으로 종횡비가 큰 Si 마이크로/나노 구조를 만들 수 있게 되었다. 초기 연구들을 통해 MAC etch중 산화제가 촉매에 의해 환원되고, 촉매/Si 계면 근처의 Si 원자들이 선택적으로 식각/용해되어 수직 방향으로 촉매가 Si 기판을 파고 들어가며 비등방성 식각이 발생함이 밝혀졌다. MAC etch에 영향을 미치는 중요 변수로는 금속 촉매의 종류 및 모양, 식각액의 조성, Si기판의 도핑 농도이다. 또한 본 총설은 MAC etch에 의해 형성된 Si 나노 구조를 이용한 태양전지, 수소 연료, 리튬 이온 전지 등의 응용 분야를 다루었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.176-181
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• 2012

Due to the high etch rate and low fabrication cost, the wet etching of silicon using KOH etchant is widely used in MEMS fabrication area. However, anisotropic etch characteristic obstruct intuitional mask design and compensation structures are required for mask design level. Therefore, the accurate modeling for various types of silicon surface is essential for fabrication of three-dimensional MEMS structure. In this paper, we modeled KOH etch profile for MEMS based energy harvester using fuzzy logic. Modeling results are compared with experimental results and it is applied to design of compensation structure for MEMS based energy harvester. Through Fuzzy inference approaches, developed model showed good agreement with the experimental results with limited etch rate information.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제19권2호
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• pp.77-81
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• 2020

Silicon wafer etching in micro electro mechanical systems (MEMS) fabrication is challenging to form 3-D structures. Well known Si-wet etch of silicon employs potassium hydroxide (KOH), tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and sodium hydroxide (NaOH). However, the existing silicon wet etching process has a fatal disadvantage that etching of the back side of the wafer is hard to avoid. In this study, a wet etching bath for 150 mm wafers was designed to prevent back-side etching of silicon wafer, and we demonstrated the optimized process recipe to have anisotropic wet etching of silicon wafer without any damage on the backside. We also presented the design of wet bath for 300 mm wafer processing as a promising process development.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.211-216
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• 2012

염화제이철 수용액에 의한 스테인레스 강판의 식각반응에 관한 연구를 수행하였다. 식각액 교반속도, 식각온도, $Fe^{3+}$ 이온 농도, 식각액의 유리산도 및 비중 등 여러 공정변수가 식각속도에 미치는 영향에 대해 조사하였고, 그 결과, AK(aluminum-killed) 철, 크롬(chlomium) 강, 그리고 스테인레스 강(STS430J1L 합금)의 식각반응이 1차 반응식을 잘 따름을 알 수 있었다. 또한 식각액의 피로도(fatigue ratio)가 16% 이하로 유지되면 식각액 내에 슬러지가 발생하지 않으며, 식각된 강판의 표면거칠기 또한 좋아짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 조사한 범위 내에서는, 식각액의 보메(Baume)가 증가하면 식각속도는 감소하나 유리산도가 식각속도에 미치는 영향은 미비함을 알 수 있었다. 한편 본 연구의 실험결과는 공정모델링을 통해 유도된 식각속도식의 계산결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2003년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.41-41
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• 2003

텅스텐(W)은 높은 thermal stability 와 process compatibility 및 우수한 corrosion r resistance 둥으로 integrated circuit (IC)의 gate 및 interconnection 둥으로의 활용이 대두되고 있으며, 차세대 thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD)의 gate 및 interconnection m materials 둥으로 사용되고 았다. 그러나, 이러한 장점을 가지고 있는 팅스텐 박막이 실제 공정상에 적용되가 위해서는 건식 식각이 주로 사용되는데, 이는 wet chemical 을 이용한 습식 식각을 사용할 경우 낮은 etch rate, line width 의 감소 및 postetch residue 잔류 동의 문제가 발생하기 때문이다. 또한 W interconnection etching 을 하기 위해서는 높은 텅스텐 박막의 etch rate 과 하부 layer ( (amorphous silicon 또는 poly-SD와의 높은 etch selectivity 가 필수적 이 라 할 수 있다. 그러 나, 지금까지 연구되어온 결과에 따르면 텅스탠과 하부 layer 와의 etch selectivity 는 2 이하로 매우 낮게 관찰되고 았으며, 텅스텐의 etch rate 또한 150nm/min 이하로 낮은 값을 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서는 halogen-based inductively coupled plasma 를 이용하여 텅스텐 박막 식각시 여러 가지 첨가 가스에 따른 높은 텅스탠 박막의 etch rate 과 하부 layer 와의 높은 etch s selectivity 를 얻고자 하였으며, 그에 따른 식각 메커니즘에 대하여 알아보고자 하였다. $CF_4/Cl_2$ gas chemistry 에 첨 가 가스로 $N_2$와 Ar을 첨 가할 경 우 텅 스텐 박막과 하부 layer 간의 etch selectivity 증가는 관찰되지 않았으며, 반면에 첨가 가스로 $O_2$를 사용할 경우, $O_2$의 첨가량이 증가함에 따라 etch s selectivity 는 계속적으로 증가렴을 관찰할 수 있었다. 이는 $O_2$ 첨가에 따라 형성되는 WOF4 에 의한 텅스텐의 etch rates 의 감소에 비하여, $Si0_2$ 등의 형성에 의한 poly-Si etch rates 이 더욱 크게 감소하였기 때문으로 사료된다. W 과 poly-Si 의 식각 특성을 이해하기 위하여 X -ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하였으며, 식각 전후의 etch depth 를 측정하기 위하여 stylus p pmfilometeT 를 이용하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.268-271
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• 2005

Etch resistance of mask layer on silicon substrate modified by AFM-based Tribo-Nanolithography (TNL) in Aqueous Solution in an aqueous solution was demonstrated. n consists or sequential processes, nano-scratching and wet chemical etching. The simple scratching can form a mask layer on the silicon substrate, which acting as an etching mask. For TNL, a specially designed cantilever with diamond tip, allowing the formation of mask layer on silicon substrate easily by a simple scratching process, has been applied instead of conventional silicon cantilever fur scanning. This study demonstrates how the TNL parameters can affect the etch resistance of mask layer, hence introducing a new process of AFM-based maskless nanolithography in aqueous solution.