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나노기술의 국내외 현황과 전망 (The Present Status and Outlook of Nano Technology)

  • 김용태
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
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    • pp.37-39
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    • 2001
  • 21세기의 벽두부터 국내외적으로 활발히 논의되고 있는 나노기술에 대한 정의를 생각해보는 것으로부터 우리가 나아갈 방향을 살펴보고자 한다. 나노기술이란, 원자 하나 하나 혹은 분자단위의 조작을 통해 1~100nm정도의 범위 안에서 근본적으로 새로운 물질이나 구조체를 만들어 내는 기술을 말한다. 즉 앞으로 우리는 경험해 보지 못한 새로운 현상에 대한 이해를 할 수 있어야 하고, 새로운 물질 자체를 다룰 수 있는 방법이 우리가 해야 할 구체적인 일이 될 것이란 말이 된다. 뿐만 아니라 나노기술은 종래의 정보.통신.전자 분야에서 주로 추구하던 마이크로화와 달리 재료, 기계, 전자, 의학, 약학, 에너지, 환경, 화학, 생물학, 농학, 정보, 보안기술 등 과학기술 분야 전반을 위시하여 사회분야가지 새로운 인식과 철학적인 이해가 필요하게 되었다. 21세기를 맞은 인류가 나아갈 방향을 나노세계에 대한 도전으로 보아야 하며, 과학기술의 새로운 틀을 제공할 것 임에 틀림 없다. 그러나, 이와 같은 나노기술의 출발점을 살펴보면 VLSI기술로 통칭할 수 있는 마이크로전자소자 기술이란 점이다. 국내의 VLSI기술은 메모리기술이라고 해도 과언이 아닐 것이다. 문제는 종래의 메모리기술은 대규모 투자와 집중적인 인력양성을 통해서 세계 최고 수준에 도달 할 수 있었다. 그러나 여기까지 오는 동안 사식 우리는 선진국의 뒷꽁무니를 혼신의 힘을 다해 뒤쫓아 온 결과라고 보아도 틀리지 않는다. 즉, 앞선자를 보고 뒤쫓는 사람은 갈방향과 목표가 분명하므로 최선을 다하면 따라 잡을 수 있다. 그런데 나노기술은 앞선 사람이 없다는 점이 큰 차이이다 따라서 뒷껑무니를 쫓아가는 습성을 가지고는 개척해 나갈 수 없다는 점을 깨닫지 않으면 안된다. 그런 점에서 이 시간 나노기술의 국내외 현황을 살펴보고 우리가 어떻게 할 것인가를 생각해 보는데 의미가 있을 것이다.하여 분석한 결과 기존의 제한된 RICH-DP는 실시간 서비스에 대한 처리율이 낮아지며 서비스 시간이 보장되지 못했다. 따라서 실시간 서비스에 대한 새로운 제안된 기법을 제안하고 성능 평가한 결과 기존의 RICH-DP보다 성능이 향상됨을 확인 할 수 있었다.(actual world)에서 가상 관성 세계(possible inertia would)로 변화시켜서, 완수동사의 종결점(ending point)을 현실세계에서 가상의 미래 세계로 움직이는 역할을 한다. 결과적으로, IMP는 완수동사의 닫힌 완료 관점을 현실세계에서는 열린 미완료 관점으로 변환시키되, 가상 관성 세계에서는 그대로 닫힌 관점으로 유지 시키는 효과를 가진다. 한국어와 영어의 관점 변환 구문의 차이는 각 언어의 지속부사구의 어휘 목록의 전제(presupposition)의 차이로 설명된다. 본 논문은 영어의 지속부사구는 논항의 하위간격This paper will describe the application based on this approach developed by the authors in the FLEX EXPRIT IV n$^{\circ}$EP29158 in the Work-package "Knowledge Extraction & Data mining"where the information captured from digital newspapers is extracted and reused in tourist information context.terpolation performance of CNN was relatively better than NN.콩과 자연 콩이 성분 분석에서 차이를 나타내지 않았다는 점, 네 번째. 쥐를 통한 다양섭취 실험에서 아무런 이상 반응이 없었다는 점등의 결과를 기준으로 알레르기에 대한 개별 검사 없이 안전한

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Maskless lithography 응용을 위한 마이크로렌즈 어레이 개발 (Development of Microlens Array for Maskless Lithography Application)

  • 남민우;오해관;김근영;서현우;위창현;송요탁;양상식;이기근
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.33-39
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    • 2009
  • 마스크리스 리소그래피(maskless lithography)에 응용하기 위한 마이크로렌즈 어레이(microlens array, MLA)가 석영의 습식 식각과 UV 접착제(UV adhesive)의 코팅을 바탕으로 개발되었다. 제작된 MLA의 초점거리는 ${\sim}45\;{\mu}m$ 정도였으며, 집광되는 광선의 초점은 ${\sim}1\;{\mu}m$로 측정되었다. MLA를 통과하며 초점을 맺은 빔(beam)의 크기 및 세기가 charge coupled device (CCD) 카메라와 빔 프로파일러(beam profiler)를 이용하여 각각 측정되었으며, 일정한 세기의 점들이 초점면에서 고르게 관찰되었다. 초점거리는 코팅된 UV 접착제의 두께에 따라 변화하였으며, UV 접착제의 두께가 두꺼울수록 짧아지는 경향을 보였다. 일반적인 마스크 얼라이너(mask aligner)를 이용한 MLA의 UV 포커싱(UV focusing)이 감광막(photoresist, PR) 상에서 실시되었으며, MLA를 통과한 빛이 감광막 위에 일정하게 집광되었다. 마스크 얼라이너와 MLA 사이의 거리 변화에 따라 감광막에 구현된 패턴 사이즈가 조절 되었다. 고온에서 오랜 시간이 지난 후에도 소자의 특성은 전혀 변함이 없었다.

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35 GHz 대역을 위한 LCP 기판 적용된 커패시터 및 인덕터 구현 (Implementation of Capacitor and Inductor Applied LCP Substrate for 35-GHz frequency band)

  • 이지연;유종인;최세환;이재영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.67-75
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    • 2020
  • 본 논문에서는 LCP(Liquid Crystal Polymer) 기판을 적용하여 35 GHz 대역 회로에서 사용될 수 있는 커패시터 및 인덕터를 다양한 용량으로 구현하였다. 회로에 적용하는 데에 따라 높은 용량을 갖는 수동소자가 필요하고, 이는 기본 구조인 전극형 커패시터와 Spiral 구조 인덕터로 설계할 수 있으나, 이 구조는 SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 35 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 사용 불가능하다. 이러한 주파수 한계를 발견하여, 본 논문에서는 DC와 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 고안하였다. 기본 구조는 DC와 같은 낮은 주파수 사용에 적합하며, 35 GHz 대역인 고주파용으로는 마이크로스트립 λ/8 길이 stub 구조로 설계하였으며, open 및 short stub 구조는 각각 커패시터 및 인덕터로 동작하고, stub의 임피던스로부터 계산식을 통해 용량 값을 추출할 수 있다. 유전율 2.9인 LCP 기판으로 제작하고 측정하여, DC 사용 기본 구조 커패시터와 인덕터는 각각 1.12 ~ 13.9 pF, 0.96 ~ 4.69 nH 용량의 라이브러리를 구성하였다. 고주파 영역에서 사용 가능한 stub 구조의 커패시터와 인덕터는 각각 0.07 ~ 2.88 pF, 0.34 ~ 1.27 nH 으로 라이브러리를 구축하였다. 측정을 통해 용량 값을 다양화하는 방법을 검증하였으므로 더욱 세분화된 라이브러리를 구축할 수 있으며, 이들은 사용 주파수 35 GHz 대역의 TRM(Transmit-Receive Module)에서 동작 회로와 집적화가 가능하고, 회로에 적절히 활용될 수 있는 수동소자의 대안이 될 것이다.

굽힘응력을 받는 유연전자소자에서 중립축 위치의 제어 (Control of Position of Neutral Line in Flexible Microelectronic System Under Bending Stress)

  • 서승호;이재학;송준엽;이원준
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.79-84
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    • 2016
  • 유연전자소자가 외부힘에 의해 변형될 경우 반도체 다이가 기계적 응력 때문에 변형되거나 파괴되고 이러한 변형이나 파괴는 channel의 전자이동도를 변화시키거나 배선의 저항을 증가시켜 집적회로의 동작 오류를 발생시킨다. 따라서 반도체 집적회로는 굽힘 변형이 발생해도 기계적 응력이 발생하지 않는 중립축에 위치하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굽힘변형을 하는 flip-chip 접합공정이 적용된 face-down flexible packaging system에서 중립축의 위치와 파괴 모드를 조사하였고 반도체 집적회로와 집중응력이 발생한 곳의 응력을 감소시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해, 설계인자로 유연기판의 두께 및 소재, 반도체 다이의 두께를 고려하였고 설계인자가 중립축의 위치에 미치는 영향을 조사한 결과 유연기판의 두께가 중립축의 위치를 조절하는데 유용한 설계인자임을 알 수 있었다. 3차원 모델을 이용한 유한요소해석 결과 반도체 다이와 유연기판 사이의 Cu bump 접합부에서 항복응력보다 높은 응력이 인가될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 flexible face-down packaging system에서 반도체 다이와 Cu bump 의 응력을 감소시킬 수 있는 설계 방법을 제안하였다.

PoP용 패시브 소자 임베디드 기판의 warpage 감소를 위한 파라메타 설계에 관한 연구 (A Study on the Parameters of Design for Warpage reduction of Passive components Embedded Substrate for PoP)

  • 조승현;김도한;오영진;이종태;차상석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.75-81
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    • 2015
  • 본 논문에서는 2개의 패시브 소자가 임베디드된 PoP(Package on Package)용 양면 기판의 휨을 감소시키기 위해 유한요소법을 이용한 수치해석과 파라메타 설계를 위한 다구찌법이 사용되었다. 양면 회로층 두께와 솔더 레지스트 두께가 4인자 3수준으로 설계되어 파라메타 영향도가 분석되었다. 또한, 유닛 영역의 솔더 레지스트가 제거하거나 도포된 모델의 휨을 해석하여 솔더 레지스트의 영향도를 분석하였다. 마지막으로 실험을 통해 수치해석과 다구찌법에 의한 파라메타 설계의 효과를 입증하였다. 연구결과에 의하면 휨에 미치는 영향은 볼 사이드에 있는 회로층이 지배적으로 크고 칩 사이드의 회로층이 두 번째로 크며 솔더 레지스트의 영향이 가장 작았다. 또한, 칩 사이드 유닛영역의 솔더 레지스트는 도포 유무에 따른 영향도가 매우 작았다. 한편 기판의 휨은 볼 사이드 회로층의 두께가 얇을수록, 칩 사이드 회로층의 두께와 솔더 레지스트의 두께는 두꺼울수록 감소하였다.

PEDOT:PSS 정공 수송층에 금 나노입자를 첨가한 유기태양전지의 제작 및 특성 연구 (Fabrication and Characterization of Organic Solar Cells with Gold Nanoparticles in PEDOT:PSS Hole Transport Layer)

  • 김성호;최재영;장호정
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.39-46
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    • 2013
  • 본 논문은 캐리어의 이동도 및 전도도를 개선하고, 흡수된 빛의 이동 경로를 증가시켜 광흡수도를 높이기 위하여 정공 수송층 재료에 금 나노입자를 첨가하여 유기태양전지를 제작하였다. 광활성층으로는 P3HT와 PCBM의 bulk-heterojunction 구조를 사용하였다. 유기태양전지에서 금 나노입자를 첨가한 정공 수송층의 효과를 관찰하기 위하여 금 나노입자의 첨가량(0, 0.5, 1.0 wt% Au)과 열처리온도(상온, $110^{\circ}C$, $130^{\circ}C$, $150^{\circ}C$)에 따른 광학적 전기적 특성을 조사하였다. 최대전력변환효율을 갖는 유기태양전지는 0.5 wt% 금 나노입자 첨가한 소자와 $130^{\circ}C$에서 열처리한 소자에서 관찰되었다. 이때 유기태양전지의 전기적 특성은 금 나노입자를 0.5 wt% 첨가한 경우, 단락전류밀도, 곡선인자 및 전력변환효율은 각각 10.2 $mA/cm^2$, 55.8% 및 3.1%로 나타났으며, $130^{\circ}C$에서 열처리한 경우, 12.0 $mA/cm^2$의 단락전류밀도와 64.2%의 곡선인자를 가지며, 4.0%의 전력변환효율이 관찰되었다.

Ag의 두께에 따른 V2O5/Ag/ITO 구조의 다층 박막의 광학적, 전기적 특성 (The Effect of Ag thickness on Optical and Electrical Properties of V2O5/Ag/ITO Multilayer)

  • 고영희;박광훈;고항주;하준석
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.7-11
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    • 2014
  • 최근 유기태양전지의 효율향상을 위하여 고분자의 PEDOT:PSS 양극(Anode) 버퍼층이 널리 사용되고 있다. 그러나 고효율 태양전지의 개발과 더불어 새로이 적용되고 있는 역구조 유기 태양전지에는 이 같은 친수성의 PEDOT:PSS 고분자가 소수성의 양극이나 광활성층 상에 균일하게 코팅되는 것이 문제점으로 지적되고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 양극 버퍼층으로 $V_2O_5$와 같은 p-type 금속산화물을 사용한 연구가 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 저항을 낮추고 홀 이동도를 향상 시키기 위해 Ag를 삽입층으로 한 $V_2O_5$/Ag/ITO 구조의 다층 박막을 제작하고 Ag두께에 따른 전기적, 광학적, 구조적 특성의 변화에 대하여 살펴보았다. 가시광 영역에서는 Ag 두께가 증가함에 따라 광 투과율이 감소하는 반면 전기적 특성은 향상되는 것을 볼 수 있었다. 광소자의 투명전극산화물로 적합한 구조인지 평가하기 위해 Figure Of Merit(FOM)의 값을 측정하였고, 그 결과 Ag의 두께가 4 nm에서 가장 좋은 특성을 나타냈다. $V_2O_5$/Ag/ITO 구조의 다층 박막은 가시광 영역에서 Ag의 두께가 4 nm일 때 88%의 광 투과율을 나타내었고 저항 값은 $4{\times}10^{-4}{\Omega}cm$로써 광소자로 적합한 구조임을 확인하였다.

DRAM 소자의 PCT 신뢰성 측정 후 비정상 AlXOY 층 형성에 의해 발생된 불량 연구 (A Study of Failure Mechanism through abnormal AlXOY Layer after pressure Cooker Test for DRAM device)

  • 최득성;정승현;최채형
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.31-36
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    • 2018
  • 본 연구에서는 DRAM 소자의 Pressure Cooker Test (PCT) 신뢰성 평가 후 발생한 불량 원인에 대한 연구를 진행하였다. 불량 시료의 물리적 관측 결과 변색, Al의 부식 및 손실, 그리고 금속 간 중간 절연막 박리 등이 관측되었다. 추가 물리적 화학적 분석 결과 비정상적인 물질인 $Al_XO_Y$ 층을 발견하였다. 불량 원인을 파악 하기 위해 package ball 크기 실험 및 보호막 pin hole 등의 연관성 실험을 진행하였으나 원인으로 판명되지 않았다. 또한 EMC 물질에 포함되어 있는 Cl에 의한 Al 할로겐화 평가를 진행하였다. 진행 결과 약간의 개선 효과를 보였지만 완벽한 문제 해결을 이루어 내지 못했다. Galvanic corrosion 가능성 가설을 세웠고, 면밀한 분석 결과 pad open 지역에서 Ti 잔존물을 발견할 수 있었다. 검증 실험으로 repair 식각 분리 실험을 진행하여 개선 효과를 보았다. 개선 된 조건에서 PCT 신뢰성 기준치를 만족 하는 결과를 얻었다. 금번 PCT 불량 메카니즘은 다음과 같이 설명할 수 있다. 공정 repair etch시 Ti 잔류물이 남아 Galvanic 메커니즘에 의해 Al이 이온화 된다. 이온화 된 Al이 후속 PCT 신뢰성 측정 시 $H_2O$와 반응하여 비 정상 물질인 $Al_XO_Y$를 생성하였다.

GaAs기판의 표면 Offcut각도가 InGaP 에피막의 전위밀도에 미치는 영향 (Effects of Surface Offcut Angle of GaAs Substrate on Dislocation Density of InGaP Epilayers)

  • 이종원;박경수;이종식
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.49-56
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    • 2002
  • 본 연구에서는 평탄형 (exact) GaAs 기판과 $2^{\circ}$, $6^{\circ}$, $10^{\circ}$ 경사형 (offcut) GaAs 기판 등 네 종류의 기판에 유기금속 기상성장장치를 이용하여 InGaP 에피막을 성장시켰고, 기판경사도에 따른 계면의 탄성특성이 InGaP 에피막의 전위밀도에 미치는 영향에 대하여 최초로 연구하였다. 탄성변형은 TXRD의 격자부정합과 격자 misfit등을 고려하여 산출되었고, 전위밀도는 에피막의 x-선 반치폭을 이용하여 계산되었다. 기판경사도가 $6^{\circ}$일 때 계면의 탄성특성이 가장 양호하였고, x-선 반치폭은 가장 낮았다. 11 K PL측정 결과, 기판경사도 증가에 따라 PL 발진파장은 감소하였고, 기판경사도가 $6^{\circ}$에서 PL 강도 역시 가장 높았다. 에피막의 TEM 관측 결과, 회절패턴은 전형적인 zincblende 구조를 보였고, 기판경사도 $6^{\circ}$에서 전위밀도가 가장 낮게 관측되어 TXRD 및 저온 PL측정 결과와 부합되었다. 본 연구의 결과와 소자제작 특성 및 빔특성을 종합적으로 고려해 볼 대, 광전소자용 InGaP/GaAs 이종접합구조에서 최적의 기판경사도는 $6^{\circ}$임을 밝혔다.

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스프레이코팅법에 의한 패시베이션 박막이 플렉시블 CIGS 태양전지의 특성에 미치는 영향 (Effects of Passivation Thin Films by Spray Coatings on Properties of Flexible CIGS Solar Cells)

  • 이상희;박병민;김기홍;장영철;피재호;장호정
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.57-61
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    • 2016
  • $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 휨성 태양전지의 셀을 보호하기 위하여 스프레이 코팅방법에 의해 수분과 공기로부터의 보호막을 형성하고 그 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. 일반적으로 CIGS 휨성 태양전지의 소자층을 보호하기 위해서 EVA(ethylene-vinyl acetate) 필름을 라미네이션 장비를 통하여 여러 겹 보호막을 형성함으로써 복잡한 공정으로 인해 원가상승의 요인으로서 작용한다. 본 연구는 휨성 CIGS 태양전지의 보호막을 라미네이션 박막공정 대신에 간단한 스프레이 코팅공정을 통한 패시베이션(passivation) 박막층을 형성함으로써 CIGS 태양전지 무게의 경량화와 공정시간 단축 연구를 진행하였다. 패시베이션 박막층으로는 PVA(polyvinyl alcohol), SA(sodium alginate) 물질에 $Al_2O_3$ 나노 입자를 첨가하여 유 무기 복합 용액을 사용하였다. 스프레이 코팅된 소자에 비해 에너지 변환 효율특성 62.891 gm/[$m^2-day$]의 비교적 양호한 습기 차단 특성을 나타내었다.