• 전자공학회논문지SC
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• 제48권2호
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• pp.28-34
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• 2011

이전 보고에서 우리는 오직 포토리소그래피(photolithography) 공정만을 이용하여 단일벽 탄소 나노튜브 (single-walled carbon nanotube; SWCNT)를 산화막 (silicon-dioxide; $SiO_2$)이 형성된 실리콘 (silicon; Si) 기판위에 선택적으로 흡착시키는 공정 방법에 대해 조사했었다. 본 논문에서, 우리는 위에서 설명한 기법을 이용하여 단일벽 탄소 나노튜브 채널을 가진 전계효과 트랜지스터 (field emission transistor; FET)를 제작하였다. 또한, 제작된 단일벽 탄소 나노튜브 기반 전계효과 트랜지스터 소자의 게이트 전압에 따른 전류 전압특성이 조사되었다. 이 전계효과 트랜지스터는 센서로서 작동될 수 있다. 포토리소그래피 공정에 의해 열산화막이 형성된 실리콘 기판 표면위에 단일벽 탄소 나노튜브가 흡착될 부분(채널부분)의 포토레지스트가 노출되도록 포토레지스트 패턴이 형성된다. 이 포토레지스트 패턴이 형성된 기판은 단일벽 탄소 나노튜브가 분산된 다이클로로벤젠 (dichlorobenzene; DCB) 용액 속에 담가진다. 남아 있는 포토레지스트 패턴이 아세톤에 의해 제거 되면, 결과적으로 채널부분 (소오스와 드레인 전극사이) 에 선택적으로 단일벽 탄소 나노튜브 채널이 형성된다. 이 간단한 가기 조립 기술이 이용됨으로써 우리는 단일벽 탄소 나노튜브 채널을 가진 4개의 전계효과 트랜지스터 어레이를 성공적으로 제작하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.473-473
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• 2013

전자종이, 입을 수 있는 디스플레이, 플렉서블 터치 스크린, 투과성 면 등과 같은 차세대 플렉서블 투명 전자소자는 기계적으로 유연하고 광학적으로 투명하며 무게가 가벼운 특성을 지녀야 할 것으로 예상된다. 현재까지는Indium tin oxide (ITO), zinc tin oxide (ZTO), carbon nano tube (CNT)와 polyimide 계열의 물질들이flexible, wearable, and transparent electronics (FWTEs) 소자의 electrode, active channel, dielectric layers로 제안되어 활발히 연구되었다. 최근에는 높은 이동도(~200,000 cm2/Vs) 및 유연성(fracture strain of 30%), 투명도 (97.5% for monolayer)와 같은 특성을 갖는 그래핀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 그래핀을 차세대 플렉서블 투명 전자소자 구현에 적용하기 위해서는 플렉서블하고 투명한 절연체의 확보 및 그래핀의 진성(intrinsic) 특성 유지 등과 같은 문제점들을 해결해야 한다. 따라서, 본 연구팀에서는 그래핀 기반 플렉서블 투명 전자소자의 게이트 절연층으로 적합한 poly-4-vinylphenol/poly (melamineco-formaldehyde) (PVP/PMF) 물질을 제시하고 이에 대한 전기적 재료적 분석을 수행하였다. 특히 다양한 PVP와 PMF의 비율 및 가열(annealing 혹은 curing) 온도에서 형성된 PVP/PMF 층의 화학 및 전기적 특성을 FT-IR, I-V, 그리고 C-V 측정을 통해 확인하였다. PVP/PMF는 유기절연 물질의 하나로서 높은 유연성과 투명도를 갖고 있을 뿐만 아니라 그래핀에 적용 시 그래핀의 진성 특성을 확보할 수 있다. 이는 PVP/PMF에 존재하는 hydroxyl (-OH) 그룹과 그래핀 상에서 정공(hole)을 공급하는 것으로 알려져 있는 -OH 그룹들간의 cross-linking 메커니즘에 의한 것으로 예상된다. 마지막으로 최적화된 PVP/PMF (낮은 hysteresis 전압)를 게이트 절연층에 적용하여 polyethylene terephthalate (PET) 기판 및 연구원의 손가락 위에 95.8%의 투명도 및 0에 가까운 Dirac point를 갖는 그래핀 기반 플렉서블 투명 전자소자를 성공적으로 집적하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.64-64
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• 2000

Since its discovery in 1991, the carbon nanotube has attracted much attention all over the world; and several method have been developed to synthesize carbon nanotubes. According to theoretical calculations, carbon nanotubes have many unique properties, such as high mechanical strength, capillary properties, and remarkable electronical conductivity, all of which suggest a wide range of potential applications in the future. Here we report the synthesis in the catalytic decomposition of acetylene at ~65 $0^{\circ}C$ over Ni deposited on SiO2, For the catalyst preparation, Ni was deposited to the thickness of 100-300A using effusion cell. Different approaches using porous materials and HF or NH3 treated samples have been tried for synthesis of carbon nanotubes. It is decisive step for synthesis of carbon nanotubes to form a round Ni particles. We show that the formation of round Ni particles by heat treatment without any pre-treatment such as chemical etching and observe the similar size of Ni particles and carbon nanotubes. Carbon nanotubes were synthesized by chemial vapour deposition ushin C2H2 gas for source material on Ni coated Si substrate. Ni film gaving 20~90nm thickness was changed into Ni particles with 30~90nm diameter. Heat treatment of Ni fim is a crucial role for the growth of carbon nanotube, High-resolution transmission electron microscopy images show that they are multi-walled nanotube. Raman spectrum shows its peak at 1349cm-1(D band) is much weaker than that at 1573cm-1(G band). We believe that carbon nanotubes contains much less defects. Long carbon nanotubes with length more than several $\mu$m and the carbon particles with round shape were obtained by CVD at ~$650^{\circ}C$ on the Ni droplets. SEM micrograph nanotubes was identified by SEM. Finally, we performed TEM anaylsis on the caron nanotubes to determine whether or not these film structures are truly caron nanotubes, as opposed to carbon fiber-like structures.

• 한국진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.88-93
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• 1998

본 연구에서는 기계-화학적 연마(Chemical-Mechanical-Polishing: CMP)공정을 이용 하여 게이트 전극을 가지는 실리콘 전계방출 소자를 제작하였으며, 또한 그 전자방출 특성 을 분석하였다. 실리콘 전계방출 소자를 제작하기 위해 실리콘을 두단계로 이루어진 건식식 각과 산화공정으로 팁을 뾰족하게 만들었으며, 게이트를 형성하기 위하여 고 선택비를 가지 는 CMP공정을 사용하였으며, 연마 시간과 연마 압력의 변화로 게이트 높이와 개구의 직경 을 쉽게 조절할 수 있었다. 또한, CMP공정시 발생되는 디싱(dishing)문제를 산화막 마스킹 을 사용함으로 해결하여 자동 정렬된 게이트전극의 개구를 깨끗하게 형성할 수 있었다. 제 작된 에미터의 높이와 팁끝의 반경은 각각 1.1$\mu$m, 100$\AA$정도이며, 제작된 2809개의 팁 어 레이로 80V의 게이트전압에서 31$\mu$A의 방출전류를 얻을 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.37-44
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• 2015

본 논문에서 전계효과 트랜지스터 (field effect transistor; FET) 제작을 위한 표면 프로그램된 aminopropylethoxysilane(APTES)와 1-octadecyltrichlorosilane(OTS) 패턴을 이용하여 단일벽 탄소 나노튜브(single-walled carbon nanotube; SWCNT)를 실리콘 기판 위에 선택적으로 흡착시키는 공정방법을 제안하였다. 양성 표면 분자 패턴을 만들기 위해 형성된 APTES 패턴은 많은 양의 SWCNT의 흡착을 위해 제작되었고, OTS 만을 이용한 공정보다 효과적인 SWCNT 흡착이 가능하다. 산화막(silicon dioxide)이 형성된 실리콘 기판 위에 사진공정(photolithography process)을 이용하여 임의의 감광액(photoresist; PR) 패턴이 형성되었다. PR 패턴이 형성된 기판은 헥산 용매를 이용하여 1:500 (v/v)로 희석된 OTS 용액 속에 담가진다. OTS 박막이 표면 전체에 만들어지고, PR 패턴이 제거되는 과정에서 PR 위에 형성되었던 OTS 박막도 같이 제거되어, 선택적으로 형성된 OTS 박막 패턴을 얻을 수 있다. 이 기판은 다시 에탄올 용매를 이용하여 희석된 APTES 용액 속에 담가진다. APTES 박막은 OTS 박막 패턴이 없는 노출된 산화막 위에 형성된다. 마지막으로 이처럼 APTES와 OTS에 의해 표면 프로그램된 기판은 SWCNT가 분산된 다이클로로벤젠(dichlorobenzene) 용액 속에 담가진다. 결과적으로 SWCNT는 양 극성을 띠는(positive charged) APTES 박막 패턴 위에만 흡착된다. 반면 중성O TS 박막 패턴 위에는흡착되지 않는다. 이러한 표면 프로그램 방법을 사용하여 SWCNT는 원하는 영역에 자기 조립시킬 수 있다. 우리는 이 방법을 이용하여 소오스와 드레인 전극사이에 SWCNT가 멀티 채널로 구성된 다중채널 FET를 성공적으로 제작하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.433-433
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• 2012

As the requirement in patterning geometry continuously shrinks down, the termination of etch process at the exact time became crucial for the success in nano patterning technology. By virtue of real-time optical emission spectroscopy (OES), etch end point detection (EPD) technique continuously develops; however, it also faced with difficulty in low open ratio etching, typically in self aligned contact (SAC) and one cylinder contact (OCS), because of very small amount of optical emission from by-product gas species in the bulk plasma glow discharge. In developing etching process, one may observe that coupon test is being performed. It consumes costs and time for preparing the patterned sample wafers every test in priority, so the coupon wafer test instead of the whole patterned wafer is beneficial for testing and developing etch process condition. We also can observe that etch open area is varied with the number of coupons on a dummy wafer. However, this can be a misleading in OES study. If the coupon wafer test are monitored using OES, we can conjecture the endpoint by experienced method, but considering by data, the materials for residual area by being etched open area are needed to consider. In this research, we compare and analysis the OES data for coupon wafer test results for monitoring about the conditions that the areas except the patterns on the coupon wafers for real-time process monitoring. In this research, we compared two cases, first one is etching the coupon wafers attached on the carrier wafer that is covered by the photoresist, and other case is etching the coupon wafers on the chuck. For comparing the emission intensity, we chose the four chemical species (SiF2, N2, CO, CN), and for comparing the etched profile, measured by scanning electron microscope (SEM). In addition, we adopted the Dynamic Time Warping (DTW) algorithm for analyzing the chose OES data patterns, and analysis the covariance and coefficient for statistical method. After the result, coupon wafers are over-etched for without carrier wafer groups, while with carrier wafer groups are under-etched. And the CN emission intensity has significant difference compare with OES raw data. Based on these results, it necessary to reasonable analysis of the OES data to adopt the pre-data processing and algorithms, and the result will influence the reliability for relation of coupon wafer test and whole wafer test.