• 한국정밀공학회지
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• 제23권8호
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• pp.39-46
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• 2006

Nano-scale fabrication of silicon substrate based on the use of atomic force microscopy (AFM) was demonstrated. A specially designed cantilever with diamond tip, allowing the formation of damaged layer on silicon substrate by a simple scratching process, has been applied instead of conventional silicon cantilever for scanning. A thin mask layer forms in the substrate at the diamond tip-sample junction along scanning path of the tip. The mask layer withstands against wet chemical etching in aqueous KOH solution. Diamond tip acts as a patterning tool like mask film for lithography process. Hence these sequential processes, called tribo-nanolithography, TNL, can fabricate 2D or 3D micro structures in nanometer range. This study demonstrates the novel fabrication processes of the micro cantilever and diamond tip as a tool for TNL using micro-patterning, wet chemical etching and CVD. The developed TNL tools show outstanding machinability against single crystal silicon wafer. Hence, they are expected to have a possibility for industrial applications as a micro-to-nano machining tool.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권1호
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• pp.5-12
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• 2000

Silicon carbide(SiC)는 뛰어난 전기적, 열적, 물리적 특성 때문에 내환경 전자소자용 반도체 재료로 널리 연구되고 있다. 본 연구에서는 화학기상증착법으로 단결정 6H-SiC 동종박막을 성장시키고 이의 성장 특성을 조사하였다. 특히, 몰리브덴 (Mo)-plate를 이용하여 SiC를 코팅하지 않은 graphite susceptor를 사용한 6H-SiC 동종박막 성장조건을 성공적으로 얻었다. 대기압 상태의 RF-유도가열식 챔버에서 CVD성장을 수행하였고, <1120> 방향으로 $3.5^{\circ}$off-axis된 기판을 사용하였다. 성장 박막의 결정성을 평가하기 위하여 Nomarski 관찰, 투과율 측정 , 라만 분광, XRD, 광발광(PL) 분광, 투과전자현미경(TEM) 측 정 등의 방법을 이용하였다. 이상과 같은 실험을 통하여, 본 연구에서는 성장온도 $1500^{\circ}C$, C/Si flow ratio ($C_3H_8$ 0.2 sccm, $SiH_4$ 0.3 sccm)인 성장조건에서 결정성이 가장 좋은 6H-SiC 동종박막을 얻을 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권2호
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• pp.216-223
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• 1997

출발물질로 aluminum iso-propoxide ($Al(OC_3H_7)_3$, AIP)를 사용하여 화학증착법으로 Si-wafer(100)위에 알루미나 박막을 증착하였다. 증착된 박막의 조성을 알아보기 위해 ESCA를 이용하였으며, SEM을 이용하여 박막의 형상 및 두께를 평가하였다. 그리고 굴절율 및 C-V 특성은 각각 ellipsometry와 HP4192A를 사용하였다. ESCA와 SEM의 분석결과에서 상압보다는 저압에서 막이 균일하고 조성이 잘 맞는 것을 알 수 있었으며 열처리를 통해 굴절율의 변화를 볼 수 있었다. 그리고 NMOS소자에서의 C-V특성을 개선하기 위해, $Al_2O_3$와 Si사이에 $SiO_2$층을 형성하는 것이 좋음을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.533-536
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• 2001

Single crystal cubic silicon carbide(3C-SiC) thin film were deposited on Si(100) substrate up to a thickness of 4.3 $\mu\textrm{m}$ by APCVD(atmospheric pressure chemical vapor deposition) method using hexamethyildisilane(HMDS) at 1350$^{\circ}C$. The HMDS flow rate was 0.5 sccm and the carrier gas flow rate was 2.5 slm. The HMDS flow rate was important to get a mirror-like. The growth rate of the 3C-SiC films was 4.3 $\mu\textrm{m}$/hr. The 3C-SiC epitaxical layers on Si(100) were characterized by XRD(X-ray diffraction), raman scattering and RHEED(reflection high-energy electron diffraction), respectively The 3C-SiC distinct phonons of TO(transverse optical) near 796 cm$\^$-1/ and LO(longitudinal optical) near 974${\pm}$1 cm$\^$-1/ were recorded by raman scattering measurement. The deposition films were identified as the single crystal 3C-SiC phase by XRD spectra(2$\theta$=41.5$^{\circ}$). Also, with increase of films thickness, RHEED patterns gradually changed from a spot pattern to a streak pattern

• 센서학회지
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• 제9권1호
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• pp.70-75
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• 2000

단결정 실리콘웨이퍼를 사용한 태양전지 제조에 있어 가장 큰 문제점은 재료의 높은 가격이다. 본 연구에서는 이러한 문제의 해결방안으로 현재 DRAM 소자 제조과정에서 폐기되는 웨이퍼를 리사이클링하여 태양전지를 제작하고 저가의 제조공정과 전지의 특성을 연구하였다. DRAM용 실리콘 웨이퍼는 비저항이 높고 두꺼워 태양전지 재료로서 부적합하나, 본 연구에서는 후면전계 (Back Surface Field) 형성, 표면 Texturing, 반사 방지막 형성 등의 공정들을 조합하여 효율향상을 위한 최적조건을 찾아내고, 두께변화에 따른 효율변화를 조사하였다. 최적화된 위의 모든 조건들을 적용하였을 때, $4\;cm^2$의 면적, $300\;{\mu}m$ 두께를 가지는 태양전지에서 단락전류밀도 ($J_{sc}$)는 $28\;mA/cm^2$, 개방전압 ($V_{oc}$) 0.51V, 충실도(Fill Factor)면에서는 0.53으로 가장 높은 값을 얻었고, 10% 이상의 효율을 확보할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 폐기되는 실리콘 웨이퍼들을 재활용하여 실용성이 큰 저가의 단결정 실리콘 태양전지를 제작할 수 있는 방법을 확보할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.976-979
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• 2002

This research presents the new method to fabricate small features through applying chemical mechanical micro machining(C3M) for Al5052 and single crystal silicon. To improve machinability of ductile and brittle material, reacted layer was formed on the surface before micro-drilling process by chemical reaction with $HNO_3$(10wt%) and KOH(10wt%). And then workpieces were machined to compare conventional micro-drilling process with newly suggested one. To evaluate whether or not the machinability was improved by the effect of chemical condition, surface defects such as burr, chipping and crack generation were measured. Finally, it is confirmed that C3M is one of the feasible tools for micro machining with the aid of effect of the chemical reaction.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.196-202
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• 1998

Recently, developments in the frontier industry have brought a rapid increase in the use of brittle materials such as silicon wafer, ferrite, sintered carbide, MgO single crystal and die steel. Because of high hardness and brittleness the cracking and chipping are apt to generate in the grinding of brittle materials, but have replaced gradually the high precision grinding. In this study, the optimum system of in-process electrolytic dressing controlled by computer was developed for improving the defects, and could maintain the optimum dressing condition at all times. The control of in-process dressing was simplified using this system, was able to maintain a stable dressing current and was unrelated to the change of dressing condition according to the variation of gap and oxide layer. Therefore, the optimum in-process electrolytic dressing system was constructed and the analysis of grinding mechanism with this system was studied.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.189.1-189.1
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• 2013

Titanium dioxide (TiO2) is a wide bandgap semiconductor possessing photochemical stability and thus widely used for photocatalysis. However, enhancing photocatalytic efficiency is still a challenging issue. In general, the efficiency is affected by physio-chemical properties such as crystalline phase, crystallinity, exposed crystal facets, crystallite size, porosity, and surface/bulk defects. Here we propose an alternative approach to enhance the efficiency by studying interfaces between thin TiO2 layers to be stacked; that is, the interfacial phenomena influencing on the formation of porous structures, controlling crystallite sizes and crystallinity. To do so, multi-layered TiO2 thin films were fabricated by using a sol-gel method. Specifically, a single TiO2 thin layer with a thickness range of 20~40 nm was deposited on a silicon wafer and annealed at $600^{\circ}C$. The processing step was repeated up to 6 times. The resulting structures were characterized by conventional electron microscopes, and followed by carrying out photocatalytic performances. The multi-layered TiO2 thin films with enhancing photocatalytic efficiency can be readily applied for bio- and gas sensing devices.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권5호
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• pp.179-184
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• 2018

고효율 태양전지용 단결정 실리콘 웨이퍼는 쵸크랄스키 성장법으로 석영도가니 속의 실리콘 액체에서 단결정 잉곳을 성장시켜 제조된다. 석영도가니 성분 중의 하나는 산소는 실리콘 잉곳으로 유입되고, 태양전지의 전력변환 효율 저하 문제를 발생시킨다. 이러한 산소 유입을 줄이는 다양한 방법 중 하나는 히터의 모양과 구조를 변경하는 방법이 있다. 그러나 히터 구조 변경 시 단결정 실리콘 잉곳 바디 성장에 필요한 온도 분포경향에 큰 변화를 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 쵸크랄스키 실리콘 성장에서 다양한 히터의 구조와, 히터와 석영도가니의 상대적 위치가 단결정 실리콘 잉곳 Body 성장 시의 ATC 온도와 Power 분포경향에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 삼중점과 히터 중심과의 위치가 가장 먼 SSH-Low가 가장 높은 ATC 온도 분포경향을 보여주었다. 또한 길이가 짧은 Short Side Heater(SSH-Up, SSH-Low)보다는 실리콘 액체를 담고 있는 석영도가니 측면의 많은 영역을 커버할 수 있는 일반 Side Heater(SH)가 가장 Power 소모 측면에서 유리하였다. 특히 본 연구 결과를 통해 고효율 태양전지용 단결정 실리콘 잉곳 성장 시 필요한 효율적인 ATC 온도를 예측할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제3권2호
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• pp.271-275
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• 2008

The MAM(Megasonic Agitated Module) has been fabricated for improving the characteristics of wet etching. The characteristics of the MAM are investigated during the wet etching with and without megasonic agitation in this paper. The adoption of the MAM has improved the characteristics of wet etching, such as the etch rate, etch uniformity, and surface roughness. Especially, the etching uniformity on the entire wafer was less than ${\pm}1%$ in both cases of Si and glass. Generally, the initial root-mean-square roughness($R_{rms}$) of the single crystal silicon was 0.23nm. Roughnesses of 566nm and 66nm have been achieved with magnetic stirring and ultrasonic agitation, respectively, by some researchers. In this paper, the roughness of the etched Si surface is less than 60 nm. Wet etching of silicon with megasonic agitation can maintain nearly the original surface roughness during etching. The results verified that megasonic agitation is an effective way to improve etching characteristics of the etch rate, etch uniformity, and surface roughness and that the developed micromachining system is suitable for the fabrication of devices with complex structures.