고 이동도(~10 cm/Vs), 낮은 공정온도 및 높은 투과율 등의 특성을 갖는 산화물 반도체는 저 소비전력, 대면적화 및 고해상도 LCD Panel에 적합한 재료로서 현재 일부 Mobile Panel 및 TFT-LCD Panel의 양산에 적용되고 있으나, 향후 UHD급(4 K, 8 K)의 대형, 고해상도 Panel에의 적용을 위해서는 30 cm2/Vs 이상의 고 이동도 재료의 개발 및 저 저항 배선의 적용에 따른 소자 신뢰성의 개선이 필요하다. Cu는 대표적인 저 저항 배선 재료로 일부 양산에 적용되고 있으나, Cu 전극과 산화물 반도체의 계면에서 Cu원자의 확산 및 Cu-O 층의 형성에 의한 소자 특성 저하의 문제가 있다. 본 연구에서는 고 이동도의 In doped-ZTO계 산화물 반도체를 기반으로 채널 층과 Cu source-Drain layer의 계면에서의 Cu element의 거동 및 TFT 소자 특성과의 상관관계를 고찰하고, 계면에 형성된 Cu-O layer에 대해 높은 전자 친화도를 갖는 Ca element를 첨가에 의한 TFT 소자 특성의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서는 이러한 효과로 인한 소자 신뢰성의 향상을 기대하였으며, 우선 In doped-ZTO 채널 층에 Cu와 CuCa 2at% source-drain을 적용한 TFT 특성을 확인하였다. 그 결과, Cu는 Field-effect mobility: ~17.67 cm2/Vs, Sub-threshold swing: 0.76 mV/decade 및 Vth:, 4.40 V의 결과가 얻어졌으며 CuCa 2at%의 경우 Field-effect mobility: ~17.84 cm2/Vs, Sub-threshold swing: 0.86 mV/decade 및 Vth:, 5.74 V의 결과가 얻어졌다. 소자신뢰성 측면에서도 Bias Stress의 변화량 ${\delta}Vth$의 경우 Cu : 4.48 V에 대해 CuCa 2at% : 2.81 V로 ${\delta}Vth$:1.67 V의 개선된 결과를 얻었다.
반도체 산업은 집적화와 제품의 원가절감 및 생산수율 향상에 상반되는 초청정 제어 기술의 한 계에 도전하고 있으며, 앞으로 이에 대한 기술축적이 없으면 반도체 산업의 발전은 이루어질수가 없을 만큼중요한 것이라고 사료된다. 초고집적회로의 본격적인 양산시대를 맞이하여, 오염제어 기술에서도 종래의 입자오염이외에, 유기물, 금속 및 가스상 오염물에 대한 복합적인 새로운 계측, 제어 기술이 개발되어져야 할 것이다. 그리고 공기청정화 환경기술뿐만 아니라, 온 . 습도, 기류, 정전기 및 진동제어 관한 극한기술도 예외가 될 수 없으며 큰 비중을 차지하게 될 것이다. 공조환경 제어기술에서 에너지 절감 및 운전비 절감에로의 연구와 함께 온 . 습도 제어 정도에 서도 보다 응답성 빠르고, 정밀도 높은 시스템 개발에 대한 연구가 병행되어야 할 것이다.
최근의 반도체/display 관련 생산장비 및 검사장비들이 대형화/고속화 되어감에 따라 과거 stepping 방식에서 scanning 방식으로 전환된 장비들이 공정 상에 발생하는 과도응답 형태의 진동으로 인하여 제품 수율의 저하와 생산 효율의 감소를 가져오고 있다. 이러한 과도응답의 진동은 장비 자체의 가진력으로부터 발생하므로 건물 구조의 동강성 증대 방안이나 고효율의 방진 시스템 적용으로는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 smart 재료인 MR유체를 이용한 MR damper를 이용하여 방진효율을 유지하면서 과도응답의 진동을 제어하기 위한 반 능동제어 방식의 방진/제진 시스템을 구성하였으며, 시스템 해석과 제어 시스템의 구성을 위하여 6자유도 강체 진동에 대한 운동방정식을 고려하였다.
반도체 집적회로 제작 기술을 기반으로 하여 각종 물리량 감지를 위한 미세기계구조물과 각종 물리량의 전기신호로의 변화, 증폭, 보정을 위한 전자회로를 동시에 제작하여 하나의 칩 상에 집적화시킬 수 있는 MEMS 기술이 등장하게 됨에 따라 센서의 소형화, 경량화, 다기능화, 고성능화와 함께 비용을 최소화할 수 있는 장점을 가진 반도체 센서가 급격하게 개발되어 자동차 산업에 상용화되고 있다. 특히 반도체 압력센서는 엔진 제어용 MAP센서에서 가장 먼저 상품화되었으며, 현재 타이어압 센서 그리고 탱크 연료압력센서가 상품화되었고, 에어콘 압력 센서등도 실리콘 센서로 대체하기 위한 단계에와 있다.(중략)
본 연구는 전자파, 표류전압, 정전기 등 위험한 환경에서 충분한 안전성과 우수한 성능을 보이며 금속발열선(HBW)에 비해 빠른 작동시간을 가지는 반도체브리지 착화장치를 개발하여 로켓 추진기관 및 자동차 에어백 (Air-Bag)에 적용하는데 그 목적이 있다. 로켓 추진기관 착화장치 및 안전장치에는 고도의 안전성 및 신뢰성이 요구되어 기존의 금속발열선 착화장치보다 전자파, 표류전압, 정전기 등 위험한 환경에서 충분한 안정성과 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 신기술 착화장치 설계사양이 요구되며 자동차 에어백용 인플레이터(inflater)는 에어백에 공급하는 가스를 발생시키기 위한 초기 구성품으로 자동차의 특성상 높은 작동신뢰성 유지와 주변 환경으로부터의 안전성이 요구되어 현존하는 금속발열선형 착화장치를 대체하는 반도체브리지 착화장치 개발이 필수적인 상황이다. (중략)
반도체를 만드는데 있어서 여러가지 박막을 형성하는 공정이 있다. 이때 가장 많이 쓰이는 방법이 CVD(Chemical Vapor Deposition)방법이나 PVD(Physical Vapor Deposition)방법이다. 이들 방법으로 막을 형성하게 되면, 웨이퍼 이면에도 막이 형성되게 된다. 웨이퍼 후면에 증착된 막은 공정 특성상 두께분포가 균일하지 못하고 다음 공정 중에 웨이퍼 전면을 오염시킬 수 있다. 후면의 박막이 있는 상태로 웨이퍼가 batch 방식의 습식공정이 진행되면, 후면의 박막이 떨어져 나와서 웨이퍼 전면을 오염시키게 된다. 또한 공정에 따라서 기판전면은 식각 시키지 않고 후면만 식각 시키는 경우가 발생하는데, 이때 웨이퍼 아래에 설치된 노즐을 사용하여 웨이퍼 후면의 박막을 식각할 수 있다. 본 연구는 노즐에서 약액이 분사되는 방향과 위치를 조절하여 매엽식 장비에서 웨이퍼 후면의 막을 균일하게 식각 시킬 수 있는 노즐을 제작하고 웨이퍼 후면의 $Si_{3}N_{4}$막을 분당 $1000{\AA}$이상 식각 하였으며 균일도를 5% 이하로 하였다.
정교한 생산 공정에 있어서 공정의 갑작스런 변동(Shift)나 점진적인 변화(Drift)에 대해서 얼마나 적절하게 대응하느냐는 생산 제품의 품질과 수율에 상당한 영향을 미친다. 이에 본 과제에서는 반도체 생산 공정에 따른 측정 결과를 분석하여 최상의 공정조건(Recipe)를 유지하기 위한 알고리즘을 개발하고, 개발된 알고리즘의 유효성 판단을 위한 시뮬레이션 툴을 개발하였다. 또한, 다양한 현장 조건을 충족할 수 있도록 사용자 임의의 데이타 구조를 정의하고, 기준 정보를 등록할 수 있도록 유연성이 부여된 사용자 UI를 개발하였다. 생산 설비로부터 공정 관련 데이타를 수집하고, 측정 설비로부터 계측데이타를 수집한 후, 사용자가 설계한 APC 로직에 의해 실시간 공정 제어가 가능한 시스템을 개발하여, 현장 엔지니어가 다양한 APC 로직을 설계하고 구현할 수 있도록 하였다. 현장 엔지니어용 툴은 Graphical Workflow 형태로 개발되었으며, 엔지니어가 복잡한 프로그래밍을 하지 않아도 직관적으로 설계/구현할 수 있도록 하였다. 분석을 위한 리포트 화면을 이용하여, 공정/측정 데이타에 대한 조회기능을 제공하고, Trend, Pair, X-bar 등의 다양한 분석용 챠트를 이용하여 파라미터 분석 기능을 제공하였다. 본 과제에서 증착 장비용 제어 알고리즘을 적용하여 테스트하였으며, 30% 이상의 Cpk 개선 효과를 얻을 수 있었다.
본 논문은 모듈 평가를 위한 태양광 PCS 개발과 이에 적용되는 모듈 성능 비교에 대해 다룬다. 개발되는 인버터는 3상 380V, 26.5kW 급으로 MNPC 타입의 전력반도체 모듈을 적용한다. 전력반도체 모듈 국내 개발품과 해외 선진사 제품(Vincotech사)의 성능비교를 위해 데이터시트를 기반으로 손실 분석을 수행하였다. 그리고 이를 검증하기 위해 개발된 전력모듈을 평가용 인버터에 적용하여 부하별 효율 비교 평가를 진행하였다.
반도체 공정 신호는 주기 신호와 비주기 신호로 구분된다. 특정 패턴을 가지는 주기 신호는 해당 파라미터(parameter)에 대해서 패턴 매칭을 수행하여 관리하는 연구가 진행되고 있다. 반면 비주기 신호 데이터의 경우에는 패턴 매칭 방법을 수행할 수 없다. 또한 반도체 공정에서 얻을 수 있는 두 개 타입의 데이터는 그 파라미터가 방대하기 때문에 현재 실제 공정에 적용되고 있는 방식인 각각 하나의 파라미터에 대해 관리도(control chart)를 구성해 관리하는 것은 많은 비용과 시간의 낭비를 초래한다. 따라서 두 타입 데이터의 여러 개의 파라미터를 동시에 관측할 수 있고 파라미터간의 내재된 상관관계를 고려할 수 있는 장점을 가진 분석 기법에 대한 연구가 필요하다. 주기 신호의 이상탐지를 위한 기존 연구는 신호를 구간으로 나누어 구간별로 SPC 차트적용 시키는 방법, 각 시점 마다 측정되는 값을 하나의 변수로 고려하여 Hotelling's T square, PCA, PLS 등과 같은 다변량 통계 분석을 적용 시키는 방법들이 제시되어 왔다. 이러한 방법들은 다양한 특성을 가지는 주기신호를 분석하고 이상을 탐지 하는데 많은 한계점을 가진다. 이에 본 논문은 다양한 형태를 가지는 신호의 특성을 반영하여 자기구상지도를 기반으로 신호의 분류와 공정의 이상을 탐지하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 자기구상지도를 이용하여 복잡한(고차원, 시계열) 신호를 2차원 상의 노드로 맵핑시킴으로써 신호의 특질(feature)을 추출하고 새로 표현된 신호의 특질을 기반으로 Logistic regression을 적용시켜 이상을 탐지 한다. 다양한 이상 상황을 가진 반도체 공정 신호를 사용하여 제안한 이상탐지 성능을 평가하였다.
반도체 칩의 고집적화로 과거 와이어 본딩 공정에서 BUMP 공정으로 전환되면서 반도체칩과 외부 기기로 이어지는 통신선도 더욱 미세해짐으로 인해 보다 정밀한 작업이 필요한 실정이지만 PSPI의 고점도 특성상 정량제어가 어렵고 버블유입에 따른 수율의 저하가 계속되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 반도체 BUMP 공정에서 고점도 감광성 폴리이미드(PSPI : Photosensitive Polyimide)의 도포(coating)시 발생하는 기포(gas)를 제거하여 공급하는 D&P(Degassing and Pumping) 시스템을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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