• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.20-24
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• 2008

본 논문에서는 광파장 이하의 주기를 갖는 다결정 실리콘1차원 격자 기반의 컬러필터를 제안하고 구현하였다. 이 소자는 레이저 간섭 리소그래피 방식을 도입하여 제작되었으며, 기존의 전자빔 리소그래피 방식에 비해 훨씬 큰 유효 면적을 얻을 수 있었다. 특히, 실리콘 격자 층 상부에 산화막을 도입하여 마스크 층으로 활용함으로써 실리콘의 식각 깊이를 용이하게 조절할 수 있었고, 또한 필터의 컷오프 특성을 개선할 수 있었다. 설계된 소자의 파라미터는 실리콘 박막 두께 100 nm, 산화막 두께 200 nm, 격자 주기 450 nm였다. 제작된 청색 컬러필터의 중심파장은 470 nm이고 투과율은 약 40%였다. 그리고 유효 면적 $3mm{\times}3mm$ 내에서 중심파장의 변화는 2 nm 이하, 상대적인 투과율 변화는 <10%였다. 그리고 빔의 입사각에 대한 상대적인 투과율 변화는 약 1.5%/degree였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.393-393
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• 2012

Optically active nanostructures such as subwavelength moth-eye antireflective structures or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) active structures have been demonstrated to provide the effective suppression of unwanted reflections as in subwavelength structure (SWS) or effective enhancement of selective signals as in SERS. While various nanopatterning techniques such as photolithography, electron-beam lithography, wafer level nanoimprinting lithography, and interference lithography can be employed to fabricate these nanostructures, roll-to-roll (R2R) nanoimprinting is gaining interests due to its low cost, continuous, and scalable process. R2R nanoimprinting requires a master to produce a stamp that can be wrapped around a quartz roller for repeated nanoimprinting process. Among many possibilities, two different types of mask can be employed to fabricate optically active nanostructures. One is self-assembled Au nanoparticles on Si substrate by depositing Au film with sputtering followed by annealing process. The other is monolayer silica particles dissolved in ethanol spread on the wafer by spin-coating method. The process is optimized by considering the density of Au and silica nano particles, depth and shape of the patterns. The depth of the pattern can be controlled with dry etch process using reactive ion etching (RIE) with the mixture of SF6 and CHF3. The resultant nanostructures are characterized for their reflectance using UV-Vis-NIR spectrophotometer (Agilent technology, Cary 5000) and for surface morphology using scanning electron microscope (SEM, JEOL JSM-7100F). Once optimized, these optically active nanostructures can be used to replicate with roll-to-roll process or soft lithography for various applications including displays, solar cells, and biosensors.

• 한국진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.150-155
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• 2013

태양전지의 표면에 텍스쳐 구조를 형성하면 빛의 반사율을 줄일 수 있으므로 태양전지의 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 표면의 텍스쳐 구조는 넓은 파장대역에서 빛의 반사를 줄여주기 때문에 다중접합 III-V화합물 태양전지에 아주 유용하다. 본 연구에서는 얇은 Pt층을 식각 마스크로 사용하여 다중접합 III-V태양전지의 window층으로 사용되는 InAlP층에 다양한 텍스쳐 구조를 형성하고 반사율을 측정하였다. 습식식각에 의해 나노미터 크기로 형성된 피라미드 꼴 텍스쳐 구조는 $0.3{\sim}1.5{\mu}m$의 넓은 파장영역에서 빛의 반사율을 13.7%까지 감소시켰다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제2권4호
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• pp.259-267
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• 2002

We present a novel 3D fabrication method with single X-ray process utilizing an X-ray mask in which a micro-actuator is integrated. An X-ray absorber is electroplated on the shuttle mass driven by the integrated micro-actuator during deep X-ray exposures. 3D microstructures are revealed by development kinetics and modulated in-depth dose distribution in resist, usually PMMA. Fabrication of X-ray masks with integrated electrothermal xy-stage and electrostatic actuator is presented along with discussions on PMMA development characteristics. Both devices use $20-\mu\textrm{m}$-thick overhanging single crystal Si as a structural material and fabricated using deep reactive ion etching of silicon-on-insulator wafer, phosphorous diffusion, gold electroplating, and bulk micromachining process. In electrostatic devices, $10-\mu\textrm{m}-thick$ gold absorber on $1mm{\times}1mm$ Si shuttle mass is supported by $10-\mu\textrm{m}-wide$, 1-mm-long suspension beams and oscillated by comb electrodes during X-ray exposures. In electrothermal devices, gold absorber on 1.42 mm diameter shuttle mass is oscillated in x and y directions sequentially by thermal expansion caused by joule heating of the corresponding bent beam actuators. The fundamental frequency and amplitude of the electrostatic devices are around 3.6 kHz and $20\mu\textrm{m}$, respectively, for a dc bias of 100 V and an ac bias of 20 VP-P (peak-peak). Displacements in x and y directions of the electrothermal devices are both around $20{\;}\mu\textrm{m}$at 742 mW input power. S-shaped and conical shaped PMMA microstructures are demonstrated through X-ray experiments with the fabricated devices.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권5호
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• pp.21-28
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• 1999

Deep Submicron 영역에서 요구되는 고성능 소자로서 자기-정렬된 ESD(Elevated Source/Drain)구조의 MOSFET을 제안하였다. 제안된 ESD 구조는 일반적인 LDD(Lightly-Doped Drain)구조와는 달리 한번의 소오스/드레인 이온주입 과정이 필요하며, 건식 식각 방법을 적용하여 채널의 함몰 깊이를 조정할 수 있는 구조를 갖는다. 또한 제거가 가능한 질화막 측벽을 최종 질화막 측벽의 형성 이전에 선택적인 채널 이온주입을 위한 마스크로 활용하여 hot-carrier 현상을 감소시켰으며, 반전된 질화막 측벽을 사용하여 기존이 ESD 구조에서 문제시될 수 있는 자기-정렬의 문제를 해결하였다. 시뮬레이션 결과, 채널의 함몰 깊이 및 측벽의 넓이를 조정함으로써 충격이온화율(ⅠSUB/ID) 및 DIBL(Drain Induced Barrier Lowering) 현상을 효과적으로 감소시킬 수 있고, 유효채널 길이에 따라 차이가 있으나 두 번의 질화막 측벽을 사용함으로써 hot-carrier 현상이 개선될 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.287-292
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• 1997

본 실험은 고밀도 플라즈마원인 inductively coupled plasma(ICP)를 이용하여 실리카 도파로의 코아를 형성하고자 하였다. $CF_4/CHF_3$유량비, bias power 및 source power 등의 변화에 따른 산화막의 식각 특성 즉 식각 속도, 식각 단면 및 식각된 표면의 거칠기 등의 변화를 검토하였다. 또한 single Langmuir probe 및 optical emission spectroscopy(OES)를 이용하여, 식각 변수에 따른 ICP의 플라즈마 특성을 관찰하였다. 이상의 결과를 토대로, $SiO_2-P_2O_5$로 구성된 실리카 도파로의 코아(core)층을 형성하였고, 이때 최적화된 식각 조건 에서 식각 속도는 380nm/min이고, 마스크 층으로 사용된 Al(Si 1%)와 산화막과의 식각 선 택비는 30:1이상이였다. 형성된 실리카 도파로를 scanning electron microscopy(SEM)으로 관찰한 결과, 코아층의 식각 단면이 수직하고 패턴 선폭의 손실이 거의 없음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.210-210
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• 2011

The effects of CH2F2 and N2 gas flow rates on the etch selectivity of silicon nitride (Si3N4) layers to extreme ultra-violet (EUV) resist and the variation of the line edge roughness (LER) of the EUV resist and Si3N4 pattern were investigated during etching of a Si3N4/EUV resist structure in dual-frequency superimposed CH2F2/N2/Ar capacitive coupled plasmas (DFS-CCP). The flow rates of CH2F2 and N2 gases played a critical role in determining the process window for ultra-high etch selectivity of Si3N4/EUV resist due to disproportionate changes in the degree of polymerization on the Si3N4 and EUV resist surfaces. Increasing the CH2F2 flow rate resulted in a smaller steady state CHxFy thickness on the Si3N4 and, in turn, enhanced the Si3N4 etch rate due to enhanced SiF4 formation, while a CHxFy layer was deposited on the EUV resist surface protecting the resist under certain N2 flow conditions. The LER values of the etched resist tended to increase at higher CH2F2 flow rates compared to the lower CH2F2 flow rates that resulted from the increased degree of polymerization.

• 센서학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-14
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• 2000

스핀 코팅 방법으로 제조된 P(VDF/TrFE) 막의 유전적 특성을 조사하였다. 막의 결정성과 막질을 개선하기 위해 스핀 코팅 후에 3 단계에 걸친 열처리 공정을 하였다. 상부전극을 마스크로 사용하는 간단한 P(VDF/TrFE) 막의 식각공정과 조건을 확립하였다. 분극을 여러 단계에 걸쳐 하는 정확한 분극공정을 실현하였다. 스핀코팅으로 제조된 막의 두께는 용액농도 10 wt%, 스핀속도 3000 rpm, 스핀시간 30초에서 $1.87\;{\mu}m$였다. 제조된 P(VDF/TrFE) 막의 유전상수와 유전손실을 측정하였다. 1 kHz의 주파수에서 분극전 P(VDF/TrFE) 막의 유전상수는 13.5, 유전 손실은 0.042로 나타났으며 분극후 각각 11.5, 0.037로 나타났다.

• 한국표면공학회지
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• 제53권3호
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• pp.116-123
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• 2020

Ion beam irradiation induces self-organization of nanostructure on the surface of polymer film. We show that the incident angle of Ar ions on polyethylene naphthalate(PEN) film changes self-organized nanostructure. PEN film was irradiated by argon ion beams with the ion incident angle of 0°, 30°, 45°, 60°, and 80°. Nanostructure was altered from dimple to ripple structure as the angle increases. The ripple structure changed to pillar structure after 60°due to that the shallow incident angle increased the ion energy transfer per depth up to 50 eV/Å, which value could induce excessive surface heating and oligomer formation reacting as a physical mask for anisotropic etching. And quantitative analysis of the nanostructures was adapted by using ABC model and fractal dimension theory.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.469-469
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• 2011

고효율 염료감응형 태양전지(DSSC, Dye-Sensitized Solar Cell)의 구현을 위해서 유용한 방법중 하나는 정렬된 기공 (pore)을 $TiO_2$막 내에 형성시키는 것이다. 메조포러스 (mesoporous) $TiO_2$막은 dip coating이나 spin coating과 같은 방법으로 주로 증착되고 있으며, P123이나 F127과 같은 amphiphilic triblock copolymer를 메조포러스 구조를 만들기 위한 뼈대로 사용하고 있다. 또한, 이렇게 생성된 구조에서 amphiphilic triblock copolymer는 열처리 공정을 통하여 쉽게 제거될 수 있다. 고효율 태양전지를 구현하는 또 다른 방법으로는 패턴 된 기판을 사용하는 것이다. 패턴 된 기판은 빛의 반사를 억제하여 흡수율을 높이는 역할을 한다. 그러나 패턴 된 기판 위에서 메조포러스 $TiO_2$막의 형성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 spin coating 방법으로 패턴 된 Si (111) 기판 위에 메조포러스 $TiO_2$를 성장하고 그 미세구조를 분석하였다. 패턴 된 기판은 nanosphere lithography(NSL) 법으로 mask를 증착한 후 건식 식각 (dry etching) 공정을 통해서 제작되었으며, 마스크와 불순물 등 은 초음파 세척 등으로 제거되었다. 메조포러스 $TiO_2$막은 1-propanol, P123, titanium isopropoxide와 HCl을 섞어 만든 용액으로 1 cm${\times}$1 cm 기판 위에 3000 rpm과 4000 rpm으로 각각 증착하였으며, 5일 동안 4도에서 에이징한 후 350도에서 3시간 열처리하였다. 이렇게 형성한 메조포러스 막의 형상과 미세구조적 특성이 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope), X-선 회절(XRD, X-ray diffraction) 등을 이용하여 연구되었다. 특히, 증착 조건에 따른 메조포러스 $TiO_2$박막의 형성 기구에 관한 고찰이 진행되었다. 나아가, $TiO_2$박막과 패턴 사이에 형성되는 계면 구조에 관한 연구를 투과전자현미경을 이용하여 진행하였다.