• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.16 no.5
• /
• pp.365-371
• /
• 2003

We prepared silicon on insulator(SOI) wafer pairs of Si/1800${\AA}$ -SiO$_2$ ∥ 1800${\AA}$ -SiO$_2$/Si using water direct bonding method. Wafer pairs bonded at room-temperature were annealed by a normal furnace system or a fast linear annealing(FLA) equipment, and the micro-structure of bonding interfaces for each annealing method was investigated. Upper wafer of bonded pairs was polished to be 50 $\mu\textrm{m}$ by chemical mechanical polishing(CMP) process to confirm the real application. Defects and bonding area of bonded water pairs were observed by optical images. Electrical and mechanical properties were characterized by measuring leakage current for sweeping to 120 V, and by observing the change of wafer curvature with annealing process, respectively. FLA process was superior to normal furnace process in aspects of bonding area, I-V property, and stress generation.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 1993.07b
• /
• pp.1057-1059
• /
• 1993

Some interested phenomena, which were appeared near the bonding interface, were investigated by angle lapping and delineation method, SEM, and TEM observations. Voids, defects, material continuity, and interfacial oxide stability were observed and discussed in the fusion-bonded Bi-Si or Si-$SiO_2$/Si wafer pairs.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.8 no.1
• /
• pp.38-44
• /
• 1998

RF 스퍼터링법으로 (001)Si 기판위에 AIN완충층을 성장하고, 그 위에 HVPE법으로 GaN를 성장하였다. GaN의 성장률은 103$0^{\circ}C$의 온도에서 AIN완충충의 두께가 각각 500$\AA$과 2000$\AA$ 일때 65$\mu\textrm{m}$/hr와 84$\mu\textrm{m}$/hr로서 AIN완충층의 두께가 증가함에 따라 증가하였다. AIN완충층위에서 GaN의 성장초기에는 수 $\mu\textrm{m}$크기의 결정들이 임의의 방향으로 성장된 후 성장시간이 경과함에 따라 수평방향으로의 성장에 의하여 합쳐지게 되며, c-축 방향으로 배향된 평탄한 표면을 갖는 다결정체가 성장되었다. 20K의 온도에서 측정된 광루미네센스(PL)스펙트럼에서는 3.482eV에서 자유여지자에 의한 발광과 3.7472eV에서 반치폭이 9.6meV인 도너 구속여기자 발광 및 3.27eV 부근에서의 도너-억셉터 쌍 사이의 재결합과 LO포는 복제에 의한 발광이 나타났다. 그러나 2.2eV부근에서의 황색발광은 관찰되지 않았다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.12 no.6
• /
• pp.508-512
• /
• 2002

$2000{\AA}-SiO_2/Si(100)$ and $560{\AA}-Si_3N_4/Si(100)$ wafers, which are 10 cm in diameter, were directly bonded using a rapid thermal annealing method. We fixed the anneal time of 30 second and varied the anneal temperatures from 600 to $1200^{\circ}C$. The bond strength of bonded wafer pairs at given anneal temperature were evaluated by a razor blade crack opening method and a four-point bonding method, respectively. The results clearly slow that the four-point bending method is more suitable for evaluating the small bond strength of 80~430 mJ/$\m^2$ compared to the razor blade crack opening method, which shows no anneal temperature dependence in small bond strength.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.7 no.1
• /
• pp.7-12
• /
• 2000

As an essential technology for the FED, VFD and PDP packaging having merits of no glass frit and no glass tube usage, two sodalime glass substrates were electrostatically-bonded in a vacuum environment, and the bond properties were compared with the case of bonding in atmosphere. The glass wafer pairs bonded in vacuum using a-Si interlayer had a relatively lower bond strength than the ones bonded in atmosphere under same bonding conditions (temperature and voltage). And the bond strength was increased in the case of oxygen ambient. Through the XPS and SIMS analyses fur the surface region of a-silicon and bulk glass, it might be concluded that the lower bonding strength was originated from the inactive silicon oxide growth occurred during the electrostatic bonding process due to oxygen deficiency in vacuum.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.14 no.5
• /
• pp.315-321
• /
• 2004

The void evolution in direct bonding process of $Si/Si_3$$N_4$ ∥ $SiO_2$/Si silicon wafer pairs has been investigated with an infrared camera. The voids that formed in the premating process grew in the conventional furnace annealing process at a temperature of $600^{\circ}C$. The voids are never shrunken even with the additional annealing process at the higher temperatures. We observed that the voids became smaller and disappeared with sequential scanning by our newly proposed fast linear annealing(FLA). FLA irradiates the focused line-shape halogen light on the surface while wafer moves from one edge to the other. We also propose the void shrinking mechanism in FLA with the finite differential method (FDM). Our results imply that we may eliminate the voids and enhance the yield for the direct bonding of wafer pairs by employing FLA.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.367.1-367.1
• /
• 2016

투명 전극은 유기 발광소자, 태양전지, 센서와 같은 다양한 분야에 응용되고 있으며, indium-tin-oxide(ITO)는 현재 다양한 소자의 투명 전극으로 가장 많이 사용하고 있다. 그러나 높은 가격과 유연성이 좋지 않은 ITO 소재를 대체하는 기술로 현재 금속 나노와이어를 사용하려는 시도가 진행되고 있다. 금속 나노 와이어 투명전극은 높은 전도성, 높은 광학적 투과율, 간단한 공정, 우수한 유연성 및 열 안정성의 장점을 가지고 있어 플렉서블 소자에 응용 가능성을 보여주고 있다. 본 연구에서는 금속 나노와이어 투명전극 기판 제작 방법과 이를 이용한 유기 쌍안정 메모리 소자의 전기적 특성을 관찰하였다. 세척한 PET 기판 위에 금속 나노와이어를 스핀코팅 방법으로 분산하고, 그 위에 금속 나노와이어의 표면 거칠기와 전도성을 증진하기 위해 PEDOT:PSS 층을 스핀코팅하여 플렉서블 투명전극을 제작하였다. 플렉서블 금속 나노와이어 투명전극 기판을 하부 전극으로 사용하고, 그 위에 금 나노입자가 포함된 유기물 층을 다시 한번 스핀코팅 방식으로 적층하였다. 마지막으로 알루미늄 상부 전극을 열 증착하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 이렇게 제작된 소자의 전류-전압 측정 결과는 높은 전도도와 낮은 전도도의 차이를 갖는 전기적 특성을 확인할 수 있다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.12 no.2
• /
• pp.117-120
• /
• 2002

We investigated the possibility of direct bonding of the Si ∥SiO$_2$/Si$_3$N$_4$∥Si wafers for Oxide-Nitride-Oxide(ONO) gate oxide applications. 10cm-diameter 2000$\AA$-thick thermal oxide/Si(100) and 500$\AA$-Si$_3$N$_4$LPCVD/Si (100) wafers were prepared, and wet cleaned to activate the surface as hydrophilic and hydrophobic states, respectively. Cleaned wafers were premated wish facing the mirror planes by a specially designed aligner in class-100 clean room immediately. Premated wafer pairs were annealed by an electric furnace at the temperatures of 400, 600, 800, 1000, and 120$0^{\circ}C$ for 2hours, respectively. Direct bonded wafer pairs were characterized the bond area with a infrared(IR) analyzer, and measured the bonding interface energy by a razor blade crack opening method. We confirmed that the bond interface energy became 2,344mJ/$\m^2$ when annealing temperature reached 100$0^{\circ}C$, which were comparable with the interface energy of homeogenous wafer pairs of Si/Si.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.315-315
• /
• 2010

결정질 실리콘을 포함하는 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 이의 해결을 위하여 대기와 실리콘표면 사이의 굴절률차이가 크면 클수록 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘의 광반사는 증가하기 때문에 상대적으로 낮은 굴절률의 $SiO_x$나 $SiN_x$와 같은 반사방지막을 광입력 실리콘표면에 증착하여 광반사율 저감공정을 적용하고 있다. 이와 더불어 결정질 실리콘표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 광자들의 다중반사 등에 기인하는 광흡수율의 증가를 기대할 수 있기 때문에 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 이해된다. 본 실험에서도 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산공정에 적용 가능한 ICP-RIE기반 결정질 실리콘표면에 대한 texturing 공정기술을 연구하였다. Double Langmuir 플라즈마 진단시스템(DLP2000)을 적용하여 사용한 $SF_6$와 $O_2$ 개스유량과 챔버압력, 플라즈마 파워에 따른 이온밀도, 전자온도, 포화이온전류밀도, 플라즈마포텐셜의 공간분포를 모니터링하였고 texturing이 완료된 시료에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율을 측정하여 그 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 간략히 정리하면 Si texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W, $SF_6/O_2$ 혼합비는 18:22, 챔버압력은 30mtorr 등이고 이에 상응하는 플라즈마의 이온밀도는 $2{\sim}3{\times}10^8\;ions/cm^3$, 전자온도는 14~15eV, 포화전류밀도는 $0.014{\sim}0.015mA/cm^2$, 플라즈마포텐셜은 38~39V 범위 등이었다. 현재까지 얻어진 최소 평균반사율은 14.2% 였으며 최적의 texturing패턴 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 플라즈마 에너지 및 밀도 상태인 것으로 해석된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.127-132
• /
• 2009

We have investigated the intrinsic defects remaining in epitaxial GaSb layers grown on SI-GaAs substrates compared to those in bulk GaSb crystal substrate, which is a basic material of Sb-based strained-layer superlattice infrared photodetectors. From the functional dependence of the band-to-band transition energy of the photomuminescence (PL) spectra observing up to near room-temperature (250 K), the temperature parameters of [$E_o$, $\alpha$, $\beta$] of undoped GaSb crystal are determined by using the Varshni empirical equation describing the temperature variation of the bandgap energy. Additionally to the antisite-Ga ([$Ga_{Sb}$]) with an ionization energy of 29 meV that is well known to a major intrinsic defect in GaSb, epitaxial GaSb layers show a pair of deep states at the emission energy of 732/711 meV that may be related with a complex of two antisite-Ga and antisite-Sb ([$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$]). Based on the analysis of the temperature and the excitation-power dependences of PL, it suggests that excess-Sb substitutes Ga-site by self-diffusion and two anti sites of [$Ga_{Sb}$] and [$Sb_{Ga}$] could form as a complex of [$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$] in GaSb epilayers grown under Sb-rich condition.