• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1267-1269
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• 1997

본 논문에서는 SDB(Silicon Direct Bonding) 기술을 적용하여 빠른 스위칭 속도 및 낮은 도통 전압을 갖는 1200v 10A n-ch IGBT를 제작하였다. 기존의 epi wafer를 이용한 IGBT 제작시 스위칭 속도 개선을 위한 전자조사 방법을 사용하지 않고 buffer의 농도를 증가시켜 아노드 영역의 정공 주입 효율을 제어하여 90ns의 스위칭 속도를 가지며, 2.0V의 도통전압을 갖는 IGBT를 구현하였으며, SDB IGBT 제작시 bonding 계면의 문제 및 표면의 particle 및 결함이 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였으며, 이를 실험 결과와 비교 평가하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권3호통권96호
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• pp.78-83
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• 1999

The bonding interface is dependent on the properties of surfaces prior to SDB(silicon wafer direct bonding). In this paper, we prepared silicon surfaces in several chemical solutions, and annealed bonding wafers which were combined with thermally oxidized wafers and bare silicon wafers in the temperature range of $600{\times}1000^{\circ}C$. After bonding, the bonding interface is investigated by an infrared(IR) topography system which uses the penetrability of infrared through silicon wafer. Using this procedure, we observed intrinsic bubbles at elevated temperatures. So, we verified that these bubbles are related to cleaning and drying conditions, and the interface oxides on silicon wafer reduce the formation of intrinsic bubbles.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.305-310
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• 2013

본 연구는 Si/$SiO_2$/Si-sub 구조의 SDB(silicon-direct-bonding) 웨이퍼를 이용한 고온용 압력센서의 제작 및 특성을 연구한 것이다. 압력센서는 SDB 웨이퍼의 첫 번째 층의 단결정 실리콘을 이용하여 압저항을 제작하기 때문에 감도가 우수하며, 두 번째 층의 산화막으로 압저항과 실리콘 기판을 절연 분리하여, 일반적인 실리콘소자의 사용 온도 한계인 $120^{\circ}C$ 이상의 고온에서도 사용이 가능하다. 제작된 압력센서는 고감도의 압력감도 및 센서 출력의 직선성 및 히스테리시스 특성이 매우 우수함을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제3권2호
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• pp.74-80
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• 1994

Silicon direct bonding 기술은 잔류 응력이 없고, 안정한 특성을 가진 센서의 제작과 silicon-on-insulator 소자의 제조에 널리 이용되고 있다. SDB의 공정 절차는 크게 실리콘 웨이퍼의 수산화 공정 과정과 wet oxidation fumace에서 고온의 열처리 공정 과정을 거치게 된다. 수산화 공정을 행한 후, Fourier transformation-infrared spectroscopy를 사용하여 실리콘 웨이퍼 표면을 분석하여 보면, 실리콘 웨이퍼의 표면에서는 수산화기가 생성됨을 알 수 있다. 실험 결과, $H_{2}O_{2}\;:\; H_{2}SO_{4}$ 용액을 사용한 친수성 용액 처리의 경우에 있어서는 수산화기가 3474 $cm^{-1}$ 주위의 넓은 영역에서 관찰되었다. 그러나, diluted HF 용액의 경우에 있어서는 수산화기가 관찰되지 않았다. 접합된 실리콘웨이퍼를 tetramethylammonium hydroxide 식각 용액을 사용하여 식각 공정을 수행하였다. 식각 공정은 자동 식각 중지가 수행되었으며, 식각된 표면은 평탄하고 균일하였다. 그러므로, 이러한 SDB 기술은 우수한 특성을 가진 압력, 유속, 가속도 센서 등과 같은 센서의 제작 및 센서 응용 분야에 이용될 수 있을 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.159-163
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• 2001

실리콘 웨이퍼 직접 접합을 성공하기 위해서는 양호한 접합면을 구성하여야 하며, 이를 위해 접합면에서 발생하는 주요 결함 중 하나인 기포형 접합 결함을 억제하여야 한다. 본 연구에서는 접합면에서 발생하는 기포형 결함의 상온 접합 및 열처리 과정에서의 거동을 관찰하여 내부의 압력이 증가함을 직접 관찰할 수 있었다. 또한, 대기압 하의 열처리에서 결함이 발생하지 않는 $SiO_2$-$SiO_2$ 접합 웨이퍼가 진공에서의 열처리에서 결함이 발생하는 현상을 통해 기포형 결함의 내부 압력과 성장과의 관계를 실험을 통하여 증명할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.759-762
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• 2000

Present transistors which have vertical structure show increased parasitic capacitance characteristics in accordance with the increase of non-active base area and collector area, consequently have disadvantage for high speed switching performance. In this paper, a horizontal structure transistor which has minimized parasitic capacitance in virtue of SDB(Silicon Direct Bonding) wafer and oxide sidewall isolation utilizing silicon trench technology is presented. Its structural characteristics were designed by ATHENA(SUPREM4), the process simulator from SILVACO International, and its performance was proven by ATLAS, the device simulator from SILVACO International. The performance of the proposed horizontal structure transistor was certified through the VCE-lC characteristics curve, $h_{FE}$ -IC characteristics, and GP-plot.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.830-833
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• 2003

This paper describes the fabrication and characteristics of 3C-SiCOI sotctures by SDB and etch-back technology for high-temperature MEMS applications. In this work, insulator layers were formed on a heteroepitaxial 3C-SiC film grown on a Si(001) wafer by thermal wet oxidation and PECVD process, successively. The pre-bonding of two polished PECVD oxide layers made the surface activation in HF and bonded under applied pressure. The wafer bonding characteristics were evaluated by the effect of HF concentration used in the surface treatment on the roughness of the oxide and pre-bonding strength. Hydrophilic character of the oxidized 3C-SiC film surface was investigated by ATR-FTIR. The strength of the bond was measured by tensile strengthmeter. The bonded interface was also analyzed by SEM. The properties of fabricated 3C-SiCOI structures using etch-back technology in TMAH solution were analyzed by XRD and SEM. These results indicate that the 3C-SiCOI structure will offers significant advantages in the high-temperature MEMS applications.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.147-150
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• 2003

In this paper, We fabricated a high temperature pressure sensor using SBD(silicon- direct-bonding) wafer of $Si/SiO_2$/Si-sub structure. This sensor was very sensitive because the piezoresistor is fabricated by single crystal silicon of the first layer of SDB wafer. Also, it was possible to operate the sensor at high temperature over $120^{\circ}C$ which is the temperature limitation of general silicon sensor because the piezoresistor was dielectric isolation from silicon substrate using silicon dioxide of the second layer. The sensitivity of this sensor is very high as the measured result of D2200 shows $183.6\;{\mu}V/V{\cdot}kPa$. Also, the output characteristic of linearity was very good. This sensor was available at high temperature as $300^{\circ}C$.

• 센서학회지
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• 제13권3호
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• pp.175-181
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• 2004

A pressure sensor for high temperature was fabricated by using a SDB(Silicon-Direct-Bonding) wafer with a Si/$SiO_{2}$/ Si structure. High pressure sensitivity was shown from the sensor using a single crystal silicon of the first layer as a piezoresistive layer. It also was made feasible to use under the high temperature as of over $120^{\circ}C$, which is generally known as the critical temperature for the general silicon sensor, by isolating the piezoresistive layer dielectrically and thermally from the silicon substrate with a silicon dioxide layer of the second layer. The pressure sensor fabricated in this research showed very high sensitivity as of $183.6{\mu}V/V{\cdot}kPa$, and its characteristics also showed an excellent linearity with low hysteresis. This sensor was usable up to the high temperature range of $300^{\circ}C$.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.514-519
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• 2000

This paper describes on the temperature characteristics of a SDB(silicon-wafer direct bonding) SOI(silicon-on-insulator) Hall sensor. Using the buried oxide $SiO_2$as a dielectrical isolation layer a SDB SOI Hall sensor without pn junction has been fabricated on the Si/ $SiO_2$/Si structure. The Hall voltage and the sensitivity of the implemented SOI Hall sensor show good linearity with respect to the applied magnetic flux density and supplied current. In the temperature range of 25 to 30$0^{\circ}C$ the shifts of TCO(temperature coefficient of the offset voltage) and TCS(temperature coefficient of the product sensitivity) are less than $\pm$6.7$\times$10$_{-3}$ and $\pm$8.2$\times$10$_{-4}$$^{\circ}C$ respectively. These results indicate that the SDB SOI structure has potential for the development of a silicon Hall sensor with a high-sensitivity and high-temperature operation.