초록 ▼

본 연구는 유전체 박막 응용한 MEMS (Microelectromechanical System) 소자에 관한 것으로 유전체박막 공정 기술, 미세가공 기술 등의 단위공정 기술을 확립하였고 이를 집적화 기술과 결합하여 고성능, 신긴으 MEMS 소자를 개발할 수 잇었다.
$\square$ 단위 공정 기술
$\circ$ 유전체 박막 공정 기술 : 압전상수($d_31$)>70X$10^-12$ N/m, 잔류응력 < 100 MPa
$\cdo

본 연구는 유전체 박막 응용한 MEMS (Microelectromechanical System) 소자에 관한 것으로 유전체박막 공정 기술, 미세가공 기술 등의 단위공정 기술을 확립하였고 이를 집적화 기술과 결합하여 고성능, 신긴으 MEMS 소자를 개발할 수 잇었다.
$\square$ 단위 공정 기술
$\circ$ 유전체 박막 공정 기술 : 압전상수($d_31$)>70X$10^-12$ N/m, 잔류응력 < 100 MPa
$\cdot$Sol-gel 법에 의한 PZT 박막 개발 : 착화안정제의 첨가 및 촉매의 조절로 잔류응력 낮춤
$\cdot$Sputter 법에 의한 PZT 박막 개발 : 2단계 증착법에 의하여 누설전류와 잔류응력 특성 개선
$\cdot$PZT 박막과 전극의 식각기술 : Ti, Ru 하드마스크로 식각선택성 행상 (Selectivity > 3.5)
$\circ$ 미세가공 기술
KOH를 이용한 Bulk micromaching 기술과 $XeF_2$ 가스를 이용한 Surface micromachining을 기술을 개발하고 유전체 박막 공정과 적합성이 있는 집적화기술을 개발함.
$\square$ 소자 제작 기술
$\circ$ 압전구동형 cantilever : AFM에 응용 간으한 자체구동형 AFM cantilever 개발로 AFM의 동작속도의 100배 이상 향상시킴.
$\circ$ 압전구동형 micromirror : 광 저장장치의 tracking 장치와 광 통신용 optical switch에 적용 가능 한 상, 하 구동 또는 회전 구동이 가능한 micromirror을 개발함.
$\circ$ RF 압전 구동기 : PZT 압전 박막을 이용하여 tuning range가 크고 저전압 구동이 가능한 tunable capacitor용 RF 압전 구동기를 개발함.

Abstract ▼

This research covers MEMS device using ferroelectric thin films, and develops MEMS device by integrating and improving various technologies, such as ferroelectric thin film fabrication technique, micromachining, analysis and measurement techniques.
o Unit fabrication process
In order to use PZ

This research covers MEMS device using ferroelectric thin films, and develops MEMS device by integrating and improving various technologies, such as ferroelectric thin film fabrication technique, micromachining, analysis and measurement techniques.
o Unit fabrication process
In order to use PZT thin film as a piezoelectric actuator, it is very important to lower the residual stress and improve the adhesion of electrodes as well as obtaining high piezoelectric coefficient and low leakage current. PZT thin film using sol―gel and sputter methods needs to be investigated and electrodes which have big effects on adhesion and residual stress, also needs to be studied. Since the piezoelectric actuator in our study uses a very thick PZT thin film, a very good etching selectivity is required. To solve this problem, we are trying to use hard mask to improve etching selectivity. Based on our bulk micromaching and surface micromachining techniques for microstructure fabrication, we are trying to develop a technique which does not attack PZT thin film during Si wet etch process.
o Device technology
Not only using those technologies listed above, but also various device fabrication techniques, we are trying to integrate those techniques. First, piezoelectric actuator integrated in a cantilever for high speed AFM, nano-lithography, nano-data storage
and etc.,is being developed as well as optical mirror actuated device using piezoelectric force. Moreover, using our technology, we are trying to develop RF switch, tunable capacitor and piezoelectric resonator which are the key components of next generation cellular phones.

목차 Contents

• 제1장 연구개발과제의 개요...13
• 제1절 연구개발 개요 필 의 목적...13
• 제2절 연구개발 필요성...15
• 제2장 국내외 기술개발 현황...18
• 제1절 연구개발 현황...18
• 제2절 현 기술상태의 취약성...19
• 제3절 앞으로의 전망...20
• 제4절 기술도입 가능성...20
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...21
• 제1절 연구개발 내용 및 방법...21
• 제2절 유전체박막 기술...25
• 제3절 미세가공 및 집적화 기술...62
• 제4절 소자 제작 기술...72
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...108
• 제1절 계획대비 달성도...108
• 제2절 공공기능 수행...109
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...112
• 제6장 참고문헌...113