• 한국결정학회지
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• 제7권2호
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• pp.175-182
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• 1996

ZnO 박막의 증착 거동에 대한 기본 실험을 하기 위하여 우선 코닝 7050 유리 기판을 사용하여 증착 변수에 따른 박막의 성장특성을 규명하였다. 산소가스의 영향을 보면, ZnO 박막의 산소를 주입시키지 않은 경우에는 배향성을 갖지 못하고 있으며, 일정양의 산소가 있어야 (002) 배향성을 가진 ZnO 박막이 증착되고 있음을 알 수 있었다. 또한 실험결과에 의하면 rf 전력과 기판온도에 따라서 ZnO 박막의 결정성 및 성장면의 큰 변화가 관찰되고 있는데, 이들 변수의 크기가 증가할수록 SAW소자에 적합한 양질의 배향성 박막을 얻을 수 있었다. 실험에서 얻은 최적조선은 rf 전력 300W, 기판온도 300℃, Ar/O2=50/50 이다. SAW 특성을 분석하기 위하여 diamond/Si 기판위에 Al 박막을 증착시킨 후 자체 제작한 마스크를 이용하여 건식 식각법에 의한 IDT 제작을 시도하였다. 그 다음 위의 최적 조건에서 ZnO 박막을 증착하고 탄성표면파 특성을 분석하였다. 측정에 사용한 디자인은 λ(파장)는 24μm으로서 측정결과 simulation 값과 실험치가 잘 일치하고 있었다. 측정된 중심주파수는 250MHz이고, 이로부터 계산한 ZnO/diamond 구조의 전단 속도는 약 6000m/s의 값을 나타냈으며, 이 값은 실제 이론치와 거의 일치하고 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.164-165
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• 2005

The dry etch characteristics of GaAs over both AlGaAs and InGaP in planar inductively coupled $BCl_3$-based plasmas(ICP) with additions of $SF_6$ or $CF_4$ were studied. The additions of flourine gases provided enhanced etch selectivities of GaAs/AlGaAs and GaAs/InGaP. The etch stop reaction involving formation of involatile $AlF_3$ and $InF_3$ (boiling points of etch products: $AlF_3\sim1300^{\circ}C$, $InF_3$ > $1200^{\circ}C$ at atmosphere) were found to be effective under high density inductively coupled plasma condition. Decrease of etch rates of all materials was probably due to strong increase of flourine atoms in the discharge, which blocked the surface of the material against chlorine neutral adsorption. The process parameters were ICP source power (0 - 500 W), RF chuck power (0 - 30 W) and variable gas composition. The process results were characterized in terms of etch rate, selectivities of GaAs over AlGaAs and InGaP, surface morphology, surface roughness and residues after etching.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.286-286
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• 2010

최근에 환경 오염과 화석 에너지의 고갈 문제를 해결하기 위하여 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양전지 연구에서 가장 이슈가 되는 부분은 저가격화와 고효율이다. 상용화 되어 있는 대부분의 태양전지는 단결정 실리콘 웨이퍼와 다결정 실리콘 웨이퍼를 사용한다. 실리콘 웨이퍼의 원자재 가격을 낮추는 방법에는 한계가 있기 때문에 태양전지 제작 공정에서 공정 단가를 낮추는 방법이 많이 연구되고 있고, 실리콘 웨이퍼가 가지는 재료의 특성상 화합물을 이용한 태양전지 보다 낮은 효율을 가질 수밖에 없기 때문에 반도체 소자 공정을 응용하여 실리콘 웨이퍼 기판에서 고효율을 얻는 방법으로 연구가 진행 되고 있다. 본 연구에서는 마이크로 블라스터를 이용하여 태양전지 cell 상부에 AG(anti-glare)를 가지는 유리 기판을 형성하여 낮은 단가로 태양전지 cell의 효율을 향상시키기 위한 연구를 진행 하였다. 태양전지 cell 상부에 AG를 가지는 유리 기판을 형성하게 되면 태양의 위도가 낮아 표면에서 대부분 반사되는 태양광을 태양전지 cell에서 광기전력효과가 일어나게 하여 효율을 향상시킨다. 이때 사용한 micro blaster 공정은 고속의 입자가 재료를 타격할 때 입자의 아래에는 고압축응력이 발생하게 되고, 이 고압 축응력에 의하여 소성변형과 탄성변형이 발생된다. 이러한 변형이 발전되어 재료의 파괴 초기값보다 크게 되면 크랙이 발생되고, 점점 더 발전하게 되면 재료의 제거가 일어나는 단계로 이루어지는 기계적 건식 식각 공정 기술이라 할 수 있다. 먼저 유리 기판에 마이크로 블라스터 장비를 이용하여 AG를 형성한다. AG는 $Al_2O_3$ 파우더의 입자 크기, 분사 압력, 노즐과 기판과의 간격, 반복 횟수, 노즐 이동 속도 등의 공정 조건에 따른 유리 기판 표면에서의 광학적 특성 및 구조적 특성에 관하여 분석하였다. 일반적인 태양전지 cell 제작 공정에 따라 cell을 제작 한후 AG 유리 기판을 상부에 형성시키고 솔라시뮬레이터를 이용하여 효율을 측정하였다. 이때 솔라시뮬레이터의 광원이 고정되어 있기 때문에 태양전지 cell에 기울기를 주어 태양의 위도 변화에 대해 간접적으로 측정하였다. AG 유리 기판이 태양전지 cell 상부에 형성 되었을 때와 없을 때를 각각 비교하여 AG 유리 기판이 형성된 태양전지 cell에서의 효율 향상을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권1호
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• pp.5-10
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• 2012

일반적으로 mesa 구조의 발광다이오드 제작은 MOCVD법으로 수행되고 있다. 특히 개개의 발광다이오드 칩을 식각하고 분리하기 위해서 발광다이오드는 반응성이온식각(RIE)공정과 절단(scribing) 공정을 거치게 된다. 플라즈마를 이용한 건식식각공정인 RIE 공정은 결함, 전위, 표면의 댕글링 본드 형성과 같은 몇 가지 문제점을 유발하고, 이러한 이유로 인해 소자 특성을 저하시킨다. 선택영역성장법은 사파이어 기판 위에 고품질의 GaN 에피층을 성장시키는 방법으로써 주목받고 있다. 본 논문에서는 고품질의 막을 제작하고 공정을 간소화하기 위해서 선택영역성장법을 도입하였고, 기존의 발광다이오드 특성에 영향을 주지 않는 선택영역의 크기를 규정하고자 한다. 실험에 사용된 원형의 선택성장영역의 직경크기는 2500, 1000, 350, 200 ${\mu}m$이고, 선택성장 된 발광다이오드의 소자 특성을 얻고자 SEM, EL, I-V 측정을 시행하였다. 주된 발광파장의 위치는 직경크기 2500, 1000, 350, 200 ${\mu}m$에서 각각 485, 480, 450, 445 nm로 측정되었다. 직경 350, 200 ${\mu}m$에서는 불규칙한 표면과 기존 발광다이오드보다 높은 저항 값을 얻을 수 있었지만, 직경 2500, 1000 ${\mu}m$에서는 평탄한 표면과 앞서 말한 350, 200 ${\mu}m$의 특성보다 우수한 전류-전압 특성을 얻을 수 있었다. 이러한 결과들로 기존 발광다이오드의 특성에 영향을 주지 않는 적당한 선택성장 직경크기는 1000 ${\mu}m$ 이상임을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.35-39
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• 2018

광결합 효율(Fiber coupling efficiency)을 개선하기 위해서는 Laser diode에서 넓은 각도로 방출된 빛을 광섬유의 중심(Core) 부분으로 모아주는 집광렌즈(Collimating lens)가 필수적이다. 현재 사용되는 집광렌즈는 형틀(Mold)을 이용한 글래스 몰드(Glass mold) 공법이 널리 사용되고 있다. 이 방식은 생산단가가 저렴하지만, 정교한 성형이 어렵고 구면수차와 같은 품질문제가 있다. 본 연구는 기존의 글래스 몰드 공법을 반도체 공정으로 대체함으로써 표면 가공의 정밀도를 높이고, 렌즈의 재질 또한 반도체 공정에 적합한 실리콘으로 변경하였다. 반도체공정은 PR을 이용한 포토리소그래피(Photolithography) 공정과 플라즈마를 이용한 건식 식각(Dry etching) 공정으로 구성된다. 광결합 효율은 실리콘 렌즈의 광학적 특성을 평가하기 위해 초정밀 정렬 시스템을 사용하여 측정되었다. 그 결과, 렌즈 직경 $220{\mu}m$ 일 때의 최대 광결합 효율은 50%로 측정되었고, 렌즈 직경 $210-240{\mu}m$ 범위에서는 최고 광결합 효율 대비 5% 이하의 광결합 특성저하를 보여줌을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제19권2호
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• pp.68-72
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• 2009

This study investigated dry etching of acrylic in capacitively coupled $SF_6$, $SF_6/O_2$ and $SF_6/CH_4$ plasma under a low vacuum pressure. The process pressure was 100 mTorr and the total gas flow rate was fixed at 10 sccm. The process variables were the RIE chuck power and the plasma gas composition. The RIE chuck power varied in the range of $25{\sim}150\;W$. $SF_6/O_2$ plasma produced higher etch rates of acrylic than pure $SF_6$ and $O_2$ at a fixed total flow rate. 5 sccm $SF_6$/5 sccm $O_2$ provided $0.11{\mu}m$/min and $1.16{\mu}m$/min at 25W and 150W RIE of chuck power, respectively. The results were nearly 2.9 times higher compared to those at pure $SF_6$ plasma etching. Additionally, mixed plasma of $SF_6/CH_4$ reduced the etch rate of acrylic. 5 sccm $SF_6$/5 sccm $CH_4$ plasma resulted in $0.02{\mu}m$/min and $0.07{\mu}m$/min at 25W and 150W RIE of chuck power. The etch selectivity of acrylic to photoresist was higher in $SF_6/O_2$ plasma than in pure $SF_6$ or $SF_6/CH_4$ plasma. The maximum RMS roughness (7.6 nm) of an etched acrylic surface was found to be 50% $O_2$ in $SF_6/O_2$ plasma. Besides the process regime, the RMS roughness of acrylic was approximately $3{\sim}4\;nm$ at different percentages of $O_2$ with a chuck power of 100W RIE in $SF_6/O_2$ plasma etching.

• 한국재료학회지
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• 제17권12호
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• pp.642-647
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• 2007

We investigated dry etching of acrylic (PMMA) in $O_2/N_2$ plasmas using a multi-layers electrode reactive ion etching (RIE) system. The multi-layers electrode RIE system had an electrode (or a chuck) consisted of 4 individual layers in a series. The diameter of the electrodes was 150 mm. The etch process parameters we studied were both applied RIE chuck power on the electrodes and % $O_2$ composition in the $N_2/O_2$ plasma mixtures. In details, the RIE chuck power was changed from 75 to 200 W.% $O_2$ in the plasmas was varied from 0 to 100% at the fixed total gas flow rates of 20 sccm. The etch results of acrylic in the multilayers electrode RIE system were characterized in terms of negatively induced dc bias on the electrode, etch rates and RMS surface roughness. Etch rate of acrylic was increased more than twice from about $0.2{\mu}m/min$ to over $0.4{\mu}m/min$ when RIE chuck power was changed from 75 to 200 W. 1 sigma uniformity of etch rate variation of acrylic on the 4 layers electrode was slightly increased from 2.3 to 3.2% when RIE chuck power was changed from 75 to 200 W at the fixed etch condition of 16 sccm $O_2/4\;sccm\;N_2$ gas flow and 100 mTorr chamber pressure. Surface morphology was also investigated using both a surface profilometry and scanning electron microscopy (SEM). The RMS roughness of etched acrylic surface was strongly affected by % $O_2$ composition in the $O_2/N_2$ plasmas. However, RIE chuck power changes hardly affected the roughness results in the range of 75-200 W. During etching experiment, Optical Emission Spectroscopy (OES) data was taken and we found both $N_2$ peak (354.27 nm) and $O_2$ peak (777.54 nm). The preliminarily overall results showed that the multi-layers electrode concept could be successfully utilized for high volume reactive ion etching of acrylic in the future.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.162-162
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• 1999

초고주파 집적회로의 핵심소자로 각광을 받고 있는 GaAs MESFET(MEtal-emiconductor)은 게이트 형성 공정이 가장 중요하며, WNx 내화금속을 이용한 planar 게이트 구조의 경우 임계전압(Vth:threshold voltage)의 균일도가 우수할 뿐만 아니라 특히 Side-wall을 이용한 self-align 게이트는 소오스 저항을 줄일 수 있어 고성능의 소자 제작을 가능하게 한다.(1) 본 연구의 핵심이 되는 Side-wall을 형성하기 위하여 PECVD법에 의한 SiOx 박막을 증착하고, 건식식각법을 이용하여 SiOx side-wall을 형성하였다. 이 공정을 이용하여 소오스 저항이 낮고 임계전압의 균일도가 우수한 고성능의 self-aligned gate MESFET을 제작하였다. 3inch GaAs 기판상에 이온주입법에 의한 채널 형성, d.c. 스퍼터링법에 의한 WNx 증착, PECVD법에 의한 SiOx 증착, MERIE(Magnetic Enhanced Reactive Ion Etcing)에 의한 Side-wall 형성, LDD(Lightly Doped Drain)와 N+ 이온주입, 그리고 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 사용하여 활성화 공정을 수행하였다. 채널은 40keV, 4312/cm2로, LDD는 50keV, 8e12/cm2로 이온주입하였고, 4000A의 SiOx를 증착한 후 2500A의 Side-wall을 형성하였다. 옴익 접촉은 AuGe/Ni/Au 합금을 이용하였고, 소자의 최종 Passivation은 SiNx 박막을 이용하였다. 제작된 소자의 전기적 특성은 hp4145B parameter analyzer를 이용한 전압-전류 측정을 통하여 평가하였다. Side-wall 형성은 0.3$\mu\textrm{m}$ 이상의 패턴크기에서 수직으로 잘 형성되었고, 본 연궁에서는 게이트 길이가 0.5$\mu\textrm{m}$인 MESFET을 제작하였다. d.c. 특성 측정 결과 Vds=2.0V에서 임계전압은 -0.78V, 트랜스컨덕턴스는 354mS/mm, 그리고 포화전류는 171mA/mm로 평가되었다. 특히 본 연구에서 개발된 트랜지스터의 게이트 전압 변화에 따른 균일한 트랜스 컨덕턴스의 특성은 RF 소자로 사용할 때 마이크로 웨이브의 왜곡특성을 없애주기 때문에 균일한 신호의 전달을 가능하게 한다. 0.5$\mu\textrm{m}$$\times$100$\mu\textrm{m}$ 게이트 MESFET을 이용한 S-parameter 측정과 Curve fitting 으로부터 차단주파수 fT는 40GHz 이상으로 평가되었고, 특히 균일한 트랜스컨덕턴스의 경향과 함께 차단주파수 역시 게이트 바이어스, 즉 소오스-드레스인 전류의 변화에 따라 균일한 값을 보였다. 본 연구에서 개발된 Side-wall 공정은 게이트 길이가 0.3$\mu\textrm{m}$까지 작은 경우에도 사용가능하며, WNx self-align gate MEESFET은 낮은 소오스저항, 균일한 임계전압 특성, 그리고 높고 균일한 트랜스 컨덕턴스 특성으로 HHP(Hend-Held Phone) 및 PCS(Personal communication System)와 같은 이동 통신용 단말기의 MMICs(Monolithic Microwave Integrates Circuits)의 제작에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제19권3호
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• pp.132-136
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• 2009

This study investigates GaAs dry etching in capacitively coupled $BCl_3/N_2$ plasma at a low vacuum pressure (>100 mTorr). The applied etch process parameters were a RIE chuck power ranging from $100{\sim}200W$ on the electrodes and a $N_2$ composition ranging from $0{\sim}100%$ in $BCl_3/N_2$ plasma mixtures. After the etch process, the etch rates, RMS roughness and etch selectivity of the GaAs over a photoresist was investigated. Surface profilometry and field emission-scanning electron microscopy were used to analyze the etch characteristics of the GaAs substrate. It was found that the highest etch rate of GaAs was $0.4{\mu}m/min$ at a 20 % $N_2$ composition in $BCl_3/N_2$ (i.e., 16 sccm $BCl_3/4$ sccm $N_2$). It was also noted that the etch rate of GaAs was $0.22{\mu}m/min$ at 20 sccm $BCl_3$ (100 % $BCl_3$). Therefore, there was a clear catalytic effect of $N_2$ during the $BCl_3/N_2$ plasma etching process. The RMS roughness of GaAs after etching was very low (${\sim}3nm$) when the percentage of $N_2$ was 20 %. However, the surface roughness became rougher with higher percentages of $N_2$.

• 한국재료학회지
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• 제19권8호
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• pp.421-426
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• 2009

We report on the capacitively coupled O2 plasma etching of PMMA and polycarbonate (PC) with a diffusion pump. Plasma process variables were process pressure and CCP power at 5 sccm $O_2$ gas flow rate. Characterization was done in order to analyze etch rate, etch selectivity, surface roughness, and morphology using stylus surface profilometry and scanning electron microscopy. Self bias decreased with increase of process pressure in the range of 25$\sim$180 mTorr. We found an important result for optimum pressure for the highest etch rate of PMMA and PC, which was 60 mTorr. PMMA and PC had etch rates of 0.46 and 0.28 ${\mu}m$/min under pressure conditions, respectively. More specifically, etch rates of the materials increased when the pressure changed from 25 mTorr to 60 mTorr. However, they reduced when the pressure increased further after 60 mTorr. RMS roughnesses of the etched surfaces were in the range of 2.2$\sim$2.9 nm. Etch selectivity of PMMA to a photoresist was $\sim$1.5:1 and that of PC was $\sim$0.9:1. Etch rate constant was about 0.04 ${\mu}m$/minW and 0.02 ${\mu}m$/minW for PMMA and PC, respectively, with the CCP power change at 5 sccm $O_2$ and 40 mTorr process pressure. PC had more erosion on the etched sidewall than PMMA did. The OES data showed that the intensity of the oxygen atomic peak (777.196 nm) proportionally increased with the CCP power.