• 센서학회지
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• 제8권5호
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• pp.414-420
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• 1999

희생층을 제거하는 기술은 표면 마이크로머시닝 공정의 핵심기술중 하나이다. 그러나 희생층을 제거하는데 널리 쓰이는 BHF 용액을 포함한 HF 수용액은 희생층 제거시 금속층으로 쓰이는 알루미늄도 같이 식각하는 것으로 알려져 있다. 기존의 문헌에서 $NH_4F$:HF:glycerine=4:1:2의 비를 갖는 혼합 용액이 알루미늄과 PSG 간의 식각 선택비가 최적조건으로 제시되었지만 이 희생층 식각액 또한 상당한 알루미능 식각률을 가지고 있다. 본 논문에서는 HF, $NH_4F$, glycerine의 농도를 광범위하게 변화시켜 희생층 제거에 필요한 최적 혼합비를 개발하였으며 그 결과 $NH_4F$:HF:glycerine=2:1:4의 혼합비에서 약 7,700정도의 PSG와 Al의 식각 선택비를 가져 기존의 최적 식각 선택비보다 차수가 약 6배정도 향상된 희생층 식각액을 얻을 수 있었다. 이 조건에서 PSG의 식각률은 희생층 제거시 충분히 빠른 값인 약 $2.1\;{\mu}m/min$을 나타내었다. 이러한 개발된 희생층 식각액은 표면 마이크로머시닝 공정에서 알루미늄 금속 공정의 추가를 용이하게 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권2호
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• pp.33-37
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• 2014

본 논문에서는 AlGaN/GaN HFET의 누설전류 특성을 개선하고자 산화갈륨 희생층 공정을 이용한 새로운 패시베이션 공정을 제안하였다. 오믹 전극 형성시 고온 열처리 과정으로 인해 갈륨의 표면 손상이 불가피하다. 표면 손상을 방지하기 위해 보편적으로 선표면처리 공정을 사용하기도 하지만 이러한 방법만으로는 표면 손상을 완전히 없애기 어렵다. 본 연구에서 새롭게 제안된 산화갈륨 희생층을 이용한 공정 방법은 고온 열처리 후 손상된 표면에 $O_2$ 플라즈마 처리를 통해 산화갈륨층을 형성한 뒤, 염화수소를 이용하여 산화갈륨층을 식각한다. 우수한 상태의 표면 상태를 얻을 수 있었으며, 누설전류의 확연한 감소로 subthreshold slope이 개선되었을 뿐만 아니라 최대 드레인 전류 특성도 594 mA/mm에서 634 mA/mm로 증가하였다. 질화갈륨 희생층 공정의 효과를 분석하기 위해 X-선 광전자 분광법을 이용하여 질화갈륨의 표면 변화에 대해 살펴보았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제7권3호
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• pp.27-29
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• 2000

Lift-off를 이용한 DLC-coated Si-tip FEA 제조에 있어서 gate 절연막의 측면에 DLC가 coating되는 것을 방지하기 위해 기판 상에 Al 희생층을 경사-회전 증착한 뒤 DLC를 coating하고, 다음으로 희생층을 식각하여 tip 이외의 DLC를 제거하는 방법을 제안하였다. 이러한 Al희생층을 이용한 lift-off공정에 의해 제조된 DLC-coated Si-tip FEA의 전류전압 특성과 전류 표동 특성을 조사하였으며, gate 누설 전류의 감소와 방출 전류의 안정성을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.224-232
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• 2000

표면 미세가공 공정에서 Al 공정을 이용하면 Al 전극의 제작에 의해 접촉 저항이나 선 저항 등을 줄여 전기적인 신호 손실을 줄일 수 있고, 산화막을 희생층으로 사용하는 간단한 공정에 의해 Al 구조물 제작이 가능한 장점을 지닌다. 그러나 실제 공정에서는 Al 전극이나 Al 구조물이 희생층 제거 시에 사용되는 HF 용액에 의해서 부식되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 사용되는 희생층 식각액인 BHF/glycerine 혼합 용액에 대한 PSG와 Al의 기본적인 식각 특성은 표면 미세가공에서 발생하는 구조적인 제한 조건에 따라 상당히 달라진다. 본 논문에서는 이러한 희생층의 구조적 특성과 Al 박막의 증착 표면 거칠기의 변화로 인한 식각 특성의 변화를 고려하여 실제로 표면 미세가공에 적용 가능한 혼합 용액의 조건을 조사하였다. 희생층 식각 조건변화에 따른 BHF/glycerine 혼합용액의 최적 혼합비는 $NH_4F$:HF:glycerine=2:1:2에서 가장 좋은 식각 선택비를 보이는 것으로 나타났으며 이 실험 결과를 실제 Al 전극 제작에 적용한 결과 Al 패턴이 희생층 식각액에 대해서 우수한 내식성을 보였다. 또한 Al의 식각액에 대한 내식성을 향상시키기 위하여 CMP 공정을 도입하여 증착 표면을 개선시켰으며 이를 Al 구조물의 제작에 적용하여 식각 특성을 분석하였다. 이러한 분석을 통해 본 논문에서 제시한 식각 조건을 이용하면 Al 전극과 Al 구조물을 표준적인 표면 미세가공 공정을 통하여 간단하게 제작할 수 있다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
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• pp.74-78
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• 2002

MEMS공정을 이용하여 폴리실리콘의 piezoresistivity를 이용한 스트레인 센서어레이를 제작하였고, 이 센서 어레이를 flexible substrate에 패키징하는 공정을 개발하였다. 실리콘 웨이퍼에 표면 가공(surface micromachining)된 센서는 폴리이미드 코팅, release-etch 방법을 통해 웨이퍼로부터 분리되어 폴리이미드를 기판으로 하는 flexible sensor array module을 완성할 수 있었다. 공정은 희생층과 절연층을 증착하고 폴리실리콘 0.5 $\mu\textrm{m}$을 증착, 도핑 및 패터닝하여 센서 어레이를 구성하였다. 이 센서어레이를 flexible substrate에 패키징 하기 위해서 폴리이미드를 코팅하여 15 $\mu\textrm{m}$의 막을 구성하였고, 100% $O_2$RIE를 이용한 선택적 식각 방법으로 via hole을 구성하였다. 이후 전기도금을 통해 회로를 구성하여 1단계 패키징(die to chip carrier)과 2단계 패키징(chip to substrate)을 웨이퍼 레벨에서 완성하였다. 희생층을 제거함으로서 웨이퍼로부터 센서어레이 모듈을 분리하였다. 제작되어진 센서 모듈은 임의의 곡면에 실장이 가능하도록 충분한 flexibility를 얻을 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.1137-1139
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• 1999

저가의 우수한 성능을 갖는 적외선 영상표시 소자 구현에 적합한 마이크로 볼로미터를 MEMS 기술을 사용하여 제작하였다. 작은 열질량을 갖는 마이크로미터 단위의 열적고립 구조(thermal isolation structure) 제작은 폴리이미드(PI2611)를 희생층으로 사용하여 최종적으로 ashing공정 단계에서 폴리이미드를 제거하여 마이크로 볼로미터 구조를 완성하였다. 이 때의 구조층으로는 PECVD 질화실리콘($SiN_x$) 박막, 감지층으로 산화바나듐($VO_x$) 박막을 사용하였다. 본 연구에서는 폴리이미드 패턴 형성시 건식식각 공정조건 변수에 따라서 패턴의 기울기를 조절하여 폴리이미드 측면에서 발생되는 불 균일한 박막 증착과 패터닝 문제를 개선하였다. 또한 저응력의 질화실리콘 박막을 사용하여 잔류응력에 의한 열적고립 구조의 뒤틀림 현상을 완화하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.28-31
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• 2011

본 논문에서는 d33 모드로 구동하여 우수한 성능을 가지는 RF-MEMS 스위치의 구현을 위한 희생층과 구조층의 조합으로서 DLC와 포토레지스트를 제안하였다. 포토레지스트의 경화현상을 방지하기 위하여 DLC 구조층은 상온에서 RF-PECVD 방법을 이용하여 증착하였다. 그리고 PZT 압전층은 RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 상온에서 구조층 위에 증착하였으며, 희생층의 제거 후 결정화를 위하여 급속 열처리 (RTA) 장비를 이용하여 후 열처리하였다. PZT의 결정화 과정과 DLC의 기계적 성질의 변화를 다양한 온도조건에 따라 분석한 결과 DLC는 PZT의 결정화 온도까지 영률과 강도면에서 우수한 특성을 나타냄을 확인하였다. 또한 포토레지스트를 사용함으로서 공정을 단순화하고 낮은 비용으로 제작이 가능하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.725-730
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• 1996

The key process in silicon surface micromachining is the selective etching of a sacrificial layer to release the silicon microstructure. The newly developed anhydrous HF/$CH_3$OH gas phase etching of TEOS (teraethylorthosilicate) sacrificial layers onto the polysilicon and the nitride substrates was employed to release the polysilicon microstructures. A residual product after TEOS etching onto the nitride substrate was observed on the surface, since a SiOxNy layer is formed on the TEOS/nitride interface. The polysilicon microstructures are stuck to the underlying substrate because SiOxNy layer does not vaporize. We found that the only sacrificial etching without any residual product and stiction is TEOS etching onto the polysilicon substrate.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.258-258
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• 2011

최근 유연 기판을 이용한 태양전지 및 TFT 등 전자소자 개발에 관한 연구가 주목받고 있다. 본 연구에서는 공정 시 유리한 유리기판상 전자소자 제작 후 폴리이미드막 박리를 통한 유연전자 소자 구현을 목적으로 한다. 폴리이미드막 박리를 목적으로 희생층으로서 a-Si:H을 사용하였다. 유리기판상에 60 nm 두께의 a-Si : H을 ICP (Induced coupled plasma) 공정으로 증착한 후 a-Si : H층 상부에 30 ${\mu}m$ 두께로 폴리이미드를 코팅하여 Hot plate와 furnace에서 열처리를 거쳤다. 이후 각기 다른 파장을 갖는 레이저의 파워를 가변하며 유리 기판 후면에 조사하였다. 실험 결과 355 nm UV 레이저로 가공한 경우 희생층으로 사용 된 a-Si : H층 내에 존재하는 수소가 레이저 빛 에너지에 의해 결합이 끊어지면서 유리기판과 폴리이미드막이 분리됨을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.195-195
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• 2010

본 연구에서 제작한 u-bolometer 은 적외선을 흡수하는 멤브레인이 a-Si 위에 Ti 메탈로 이루어져 있다. 이 u-bolometer 는 MEMS 센서로써 3차원 공진 구조를 제작하기 위해서는 희생층을 제거하는 공정이 필수적이며 이 희생 층으로 Polyimide를 사용하고 있는 공정에서 Plasma Ashing 공정은 더욱더 필수적이다. 이 Ashing 공정은 O2 플라즈마를 이용하며 이때 흡수물질인 Ti 레이어가 플라즈마에 의해 면저항과 흡수율의 특성이 어떻게 변화되는지 플라즈마 공정 전후를 분석한 결과 면저항의 변화가 나타났으며 uniformity도 높게 변화하였다. 또한 적외선 흡수율이 약 5% 차이가 나타나는 것을 확인 할 수 있었다.