• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.21-21
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• 2009

후막 광식각 기술을 이용하여 형성된 Ag 전극과 LTCC 기판 사이의 접착력을 향상시키기 위하여 무기 바인더로서 anorthite, diopside 및 MLS-62 glass frit을 첨가하여 감광성 Ag paste를 제조하였다. 소성 후의 glass pool effect를 감소시키기 위해 attrition mill을 통하여 미세 glass 분말을 준비하였다. Glass frit은 Ag powder의 5vol%~25vol%의 함량으로 첨가하여 감광성 Ag paste를 제조하였고 패턴 형성 후 $850^{\circ}C$에서 1시간 소결하였다. 전극과 기판 사이의 접착력은 micro-ball shear test 법으로 측정하였으며, Ag 전극 부착력은 glass frit의 함량 증가에 따라 증가하다가 감소하는 경향을 보이는데, 이는 과량의 glass frit 첨가로 인한 전극 내부에 액상 풀의 형성에 기인한 것으로 보여진다. Ag 전극의 면저항은 glass frit의 함량이 증가함에 따라 $0.13m{\Omega}{/\square}$에서 $2.06m{\Omega}{/\square}$까지 증가하는 경향을 나타내었다. 소성 전후의 전극 패턴의-수축율은 $100{\mu}m$의 선폭을 기준으로 glass frit의 첨가랑이 증가할수록 43.3%에서 35.0%로 감소하였으며, 그 결과 최소 선폭 $25{\mu}m$의 미세 전극 패턴의 형성이 가능하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권6호
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• pp.662-668
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• 1994

실리콘 질화막을 습식 산화하여 제작한 산화막/질화막 복합층과 이 박막의 산화막을 식각하여 제작한 oxynitride 박막의 물리적, 전기적 특성을 기술하였다. $900^{\circ}C$에서 산화시간이 증가함에 따라 산화막/질화막의 경우에는 축전용량은 급격히 감소하였으나 절연 파괴전장은 증가하였다. Oxynitrite박막은 축전용량과 절연파괴 전장이 모두 증가하였다. Oxynitride박막의 경우 축전 용량의 증가와 절연 파괴 전장이 증가하였는데 이는 유효 주께 감소와 박막의 양질화에 기인하였다. 또한, 산화 시강의 증가에 따라 Oxynitride박막의 TDDB특성과 초기 불량율도 향상되었다. 결론적으로 Oxynitride박막은 dynamic기억소자의 유전체 박막으로 사용하기에 적합하였다.

• 한국재료학회지
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• 제3권4호
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• pp.352-360
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• 1993

열산화막위에 LPCVD법을 이용하여 질화막을 형성시킨 후, 질화막의 열처리 유무와 습식재산화처리의 공정조건에 따른 다양한 막의 두께를 가진 ONO(oxide nitride oxide)캐패시터를 제작하여 여러가지 물성을 조사하였다. 질화막을 습식산화처리하여 전체막의 굴절윷과 식각거동을 관찰한 결과, 40$\AA$두께의 질화막은 치밀하지 못하여 계속되는 산화공정동안에 하부층 산화막이 성장되었고 정전용량의 확보능력도 떨어졌다. ONO다층유전박막의 전도전류는 하부층 혹은 상부층 산화막의 두께가 증가함에 따라 감소하였다. 그러나 산화막이 50$\AA$ 이상인 경우에는 정전용량의 감소요인으로 작용할 뿐, hole유입에 대한 barrier역할은 크게 향상되지 못하였다. 산화전 질화막에 대한 열처리 효과는 막의 굴절율과 정전용량에 큰 영향을 주지 못하였으나 절연파괴전압은 약 2-3V 상승효과를 보였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.24.1-24.1
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• 2011

CMP (Chemical Mechanical Planarization)는 고직접도의 다층구조의 소자를 형성하기 위한 표면연마 공정으로 사용되며, pattern 크기의 감소에 따른 공정 중요도는 증가하고 있다. 반도체 소자 제조 공정에서는 낮은 비용으로 초기재료를 만들 수 있고 우수한 성능의 전기 절연성질을 가지는 산화막을 만들 수 있는 단결정 실리콘 웨이퍼가 주 재료로 사용되고 있으며, 반도체 공정에서 실리콘 웨이퍼 표면의 거칠기는 후속공정에 매우 큰 영향을 미치므로 CMP 공정을 이용한 평탄화 공정이 필수적이다. 다결정 실리콘 박막은 현재 IC, RCAT (Recess Channel Array Transistor), 3차원 FinFET 제조 공정에서 사용되며 CMP공정을 이용한 표면 거칠기의 최소화에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 알칼리성 슬러리를 이용한 단결정 및 다결정 실리콘의 식각 및 연마거동에 대한 특성평가를 실시하였다. 화학적 기계적 연마공정에서 슬러리의 pH는 슬러리의 분산성, removal rate 등 결과에 큰 영향을 미치고 연마대상에 따라 pH의 최적조건이 달라지게 된다. 따라서 단결정 및 다결정 실리콘 연마공정의 최적 조건을 확립하기 위해 static etch rate, dynamic etch rate을 측정하였으며 연마공정상의 friction force 및 pad의 온도변화를 관찰한 후 removal rate을 계산하였다. 실험 결과, 단결정 실리콘은 다결정 실리콘보다 static/dynamic etch rate과 removal rate이 높은 것으로 나타났으며 슬러리의 pH에 따른 removal rate의 증가율은 다결정 실리콘이 더 높은 것으로 관찰되었다. 또한 다결정 실리콘 연마공정에서는 friction force 및 pad의 온도가 단결정 실리콘 연마공정에 비해 상대적으로 더 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 단결정 실리콘의 연마 공정에서는 화학적 기계적인 거동이 복합적으로 작용하지만 다결정 실리콘의 경우 슬러리를 통한 화학적인 영향보다는 공정변수에 따른 기계적인 영향이 재료 연마율에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이를 통한 최적화된 공정개발이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.308-308
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• 2013

본 연구에 염료감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cells; DSSCs)의 광전변환효율을 높이기 위해 작업전극에 새로운 구조의 광투과층 및 산란층을 도입하였다. DSSCs 작업전극의 빛을 투과시키는 투과층에 크기가 10 nm 이하의 nanoparticle $TiO_2$를 적용하고, 투과된 빛이 산란되어 많은 전자가 여기 될 수 있도록 기존의 큰 입자 사이즈였던 산란층을 이용하는 대신 $TiO_2$ nanorod 및 nanotube 형태의 구조를 도입하여 기존의 작업전극과 비교하였다. 산란층에서 방향성을 가지는 rutile 상의 $TiO_2$는 저온에서 안정적인 anatase 상의 $TiO_2$보다 화학적으로 안정하며, 높은 산란율을 가지고, 광에 의해 여기된 전자를 직접적으로 집전전극에 전달해 줌으로서 소자의 효율을 증가시킨다고 보고되고 있다. Rutile 상의 $TiO_2$ 층 제작 시 수열합성법을 이용하면 nanorod 모양의 $TiO_2$층을 형성할 수 있고, 이와 같은 방법으로 성장시킨 산란층에 전기영동법의 식각 효과를 사용하면 nanotube 모양의 $TiO_2$층을 성장시킬 수 있어 산란효과의 극대화 및 전극의 표면적을 넓히는 장점이 있다. 각각의 방법을 이용하여 만든 구조 위에 입자 크기 10 nm의 $TiO_2$를 Dr blade 방법으로 도포하여 double layer (산란층+흡수층)로 구성된 작업 전극을 이용한 DSSCs를 제작한 후 I-V curve와 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)를 측정하여 효율 및 전기화학적 특성을 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.36.2-36.2
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• 2011

최근 나노기술의 비약적인 발전을 바탕으로 그 동안 구현이 쉽지 않았던 마이크로-나노 단위의 생체모사(biomimetics) 기술이 큰 각광을 받고 있다. 그 중에서도 특히 연잎 효과(lotus-effect)로 대표되는 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성(superhydrophobicity) 표면 구현은 생물, 화학, 물질 등의 다양한 분야에 있어 큰 사용가치를 가지기 때문에 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 초소수성을 가지는 표면을 구현하기 위해서는 표면의 화학적인 조성을 변화시켜 표면의 거칠기를 증대시키는 방법과 표면에너지를 낮추는 방법으로 구분될 수 있으며, 이를 위해 표면에 나노구조체를 형성시켜 표면 거칠기를 증대시키는 방법과 silane 계열의 자가-형성 단일막(Self-assembled monolayer)을 코팅하여 표면에너지를 낮추는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 표면에 나노구조체를 형성시키는 과정에서 비싼 공정 비용이 발생하며, 대면적 구현이 쉽지 않다는 단점이 있으며, silane 계열의 자가-형성 단일막의 경우에는 제거가 쉽지 않아 추후 다양한 소자에의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법(Aqueous Electroless Etching)을 이용하여 대면적으로 합성시킨 실리콘 나노와이어의 표면 산소 흡착 처리를 통해 $156^{\circ}$ 이상의 초소수성 표면을 구현하였다. 액상 기반으로 형성된 실리콘 나노와이어의 표면은 열처리 공정을 통해 OH-기에서 O-기로 치환되어 낮은 표면에너지를 가지게 되며, 낮아진 표면에너지와 산화과정에서 증대된 표면 거칠기를 통해 Wenzel-state의 초소수성 표면 성질을 보였다. 변화된 나노와이어의 표면 거칠기는 주사전자현미경 (FE-SEM)과 주사투과현미경 (HR-TEM)을 통해 관찰되었다. 또한, 나노와이어의 길이와 열처리 공정 조건에 따라 나노와이어의 표면을 접촉각 $0^{\circ}$의 초친수성(superhydrophilicity) 특성부터 접촉각 $150^{\circ}$ 이상의 초소수성 특성까지 변화시킬 수 있었으며, 나노와이어의 길이에 따라 표면 난반사율을 조절하여 90% 이상의 매우 높은 흡수율을 가지는 나노와이어 표면을 구현할 수 있었다. 이러한 산소 흡착법을 이용한 초소수성 표면 구현은 기존 자가-형성 단일막 코팅을 이용한 방법에 비해 소자 제작 및 활용에 있어 매우 유리하며, 바이오칩, 수광소자 등의 다양한 응용 분야에 적용 가능할 것으로 예상된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권6호
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• pp.297-303
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• 2003

rf magnetron sputtering법을 이용하여 Mn-Ni-Co계 써미스터 박막을 증착하였다. $300^{\circ}C$ 및 $Ar/O_2$ = 10/0에서, cubic spinel 상형성이 이루어졌으며 공정가스에 산소 첨가 시, cubic spinel 상은 열처리를 통해서도 형성되지 않았다. 써미스터 박막은 Mn, Ni, Co 성분 외 다른 이종 성분은 포함되어 있지 않았다. 써미스터 박막에 대한 적외선 반사 특성을 분석으로 증착된 박막은 일정 각도로 입사되는 적외선에 대해 비교적 높은 반사율을 가짐을 관찰할 수 있었다. DI water : $HNO_3$: HCI=60 : 30 : 10 vo1%에서 써미스터 박막의 식각 속도는 약 63 nm/min였다. 박막 써미스터의 B상수는 약 3500 K였으며 TCR은 약 -3.95%/K였다 전압감도는 약 108.5 V/W였으며 NEP와 specific detectivity는 각각 $5.1\times 10^{-7}$ W/$Hz^{-1/2}$ $0.2\times 10^6$cm $Hz^{1/2}$/W였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.123-130
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• 2016

본 논문에서는 원격 화학 센서로 활용 가능한 플렉서블 미세유체 메타물질 흡수체를 제안한다. 제안된 흡수체는 잉크젯 프린팅 기법으로 종위 기판 위에 인쇄한 분할고리공진기(SRCR: Split Ring Cross Resonator)와 Polydimethylsiloxane(PDMS) 기판에 레이저 식각된 미세유체 채널로 구성되어 있어 매우 유연한 특징을 보인다. 본 연구에서 제안한 메타물질 흡수체는 미세유체 채널에 주입된 화학물질에 따른 실효 유전율의 변화를 공진주파수의 이동으로 감지할 수 있다. 제안된 흡수체는 시뮬레이션과 측정을 통하여 성능을 검증하였다. 측정 결과, 공기의 경우에는 10.49 GHz에서 흡수가 되었고, 에탄올과 탈이온수의 경우에는 각각 10.04 GHz와 8.9 GHz에서 흡수체로 동작함을 확인할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.291-297
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• 1999

텅스텐 박막의 RIE 플라즈마 에칭공정에서 에칭속도는 $SF_6$와 $N_2$ 가스와의 상대적인 비와 공정 변수들에 매우 민감하게 의존함을 알았다. 질소 첨가효과와 텅스텐 박막/PR과의 에칭 선택비에 관련된 애칭 profile 결과를 SEM 사진으로 나타내었다. $SF_6-N_2$ 가스 에칭 후 텅스텐 막 표면에 잔존하는 화합물을 XPS를 이용하여 그 종류와 화학적 결합상태를 조사하고, 남아있는 F 이온들은 플라즈마가 켜져 있는 상태에서 OES를 이용하여 측정함으로써 정확한 에칭 메커니즘을 규명하고자 하였다.

• 센서학회지
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• 제12권5호
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• pp.199-204
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• 2003

본 논문에서는 Ta-N 스트레인게이지를 이용한 극한 환경용 세라믹 박막형 압력센서의 제작 및 특성에 관하여 연구하였다. 압력감지부로 Ta-N 스트레인게이지를 사용하였으며, SDB(Si-wafer Direct Bonding)와 전기화학적 식각정지법을 이용하여 매몰 cavity를 가지는 저가격 고수율의 Si 박막 다이어프램을 제작하였다. 또한, 실리콘 박막 다이어프램상에 박막형 스트레인게이지를 형성하여 세라믹 박막형 압력센서를 제작하였다. 제작된 세라믹 박막형 압력 센서는 기존의 스트레인 게이지를 이용한 로드셀에 비해서 온도특성이 우수하고 재현성, 소형화, 집적화 및 저가격화가 가능하기 때문에 고온, 고압 등의 각한 환경에서도 사용이 가능할 것으로 기대된다.