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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박승호
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 홍익대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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Vertical Cavity Surface Emitting Laser(VCSEL)는 980nm의 빛을 방출하는 반도체 레이저로 현재까지 광통신장비와 조명 등에 사용되는 저출력 VCSEL에 대한 연구는 상당히 진행되어 왔지만 어닐링 장비에 대한 연구는 거의 찾아볼 수 없다. 이는 아주 최근에 들어서야 고출력 VCSEL이 개발되었기 때문으로 생각된다. 고출력 VCSEL은 소자에서 방출된 빛이 약 20의 발산 각을 갖고 퍼져나가며 VCSEL에서 방출되는 빛의 최고 에너지 밀도는 에 이를 만큼 고출력을 낼 수 있을 뿐만 아니라 에너지효율 또한 40% 이상으로 고효율 장비이다.
현재 대면적 어닐링 장비중 Laser계열의 장비들은 가격이 비싸고 단일 빔에서 Line 빔으로 만드는 광학계가 추가적으로 필요한 단점이 있고, Halogen Lamp 장비는 온도 균일도와 출력이 떨어지는 단점이 있다. 반면 VCSEL은 크기의 제약 없이 2mm X 2mm 크기의 VCSEL Chip을 이어 붙일 수 있어서 대면적 어닐링 장비를 만들 수 있다는 큰 장점이 있고 또한 Chip 1개마다 2200개의 Cell(소자)로 구성되기 때문에 상대적으로 단일 광원의 크기가 매우 큰 Halogen Lamp보다 균일도 측면에서 상당히 이점이 있다.
본 연구에서는 VCSEL을 이용하여 기존 RTP 공정 장비를 대체하기 위해 VCSEL Cell에서 방출되는 빛의 특성을 실험을 통해 파악하고 이를 중첩하는 방법에 따라 어떤 균일도를 갖고 분포 하는지 예측해본다. 또한 Wafer 어닐링 시뮬레이션과 실험을 통해 기존 RTP 공정장비를 대체함에 있어서 VCSEL의 타당성에 대해 검토해본다. 또한 VCSEL의 여러 배열 중 한가지인 4 Line VCSEL Module을 가지고 Poly Silicon 증착 시뮬레이션을 통해 VCSEL에서 방출된 Heatflux가 불균일한 분포를 갖고 Wafer에 도달했을 때 발생하는 온도 불 균일로 인해 Poly Silicon 증착에 어떤 영향을 미치는지 예측해보았다.
현재 대면적 어닐링 장비중 Laser계열의 장비들은 가격이 비싸고 단일 빔에서 Line 빔으로 만드는 광학계가 추가적으로 필요한 단점이 있고, Halogen Lamp 장비는 온도 균일도와 출력이 떨어지는 단점이 있다. 반면 VCSEL은 크기의 제약 없이 2mm X 2mm 크기의 VCSEL Chip을 이어 붙일 수 있어서 대면적 어닐링 장비를 만들 수 있다는 큰 장점이 있고 또한 Chip 1개마다 2200개의 Cell(소자)로 구성되기 때문에 상대적으로 단일 광원의 크기가 매우 큰 Halogen Lamp보다 균일도 측면에서 상당히 이점이 있다.
본 연구에서는 VCSEL을 이용하여 기존 RTP 공정 장비를 대체하기 위해 VCSEL Cell에서 방출되는 빛의 특성을 실험을 통해 파악하고 이를 중첩하는 방법에 따라 어떤 균일도를 갖고 분포 하는지 예측해본다. 또한 Wafer 어닐링 시뮬레이션과 실험을 통해 기존 RTP 공정장비를 대체함에 있어서 VCSEL의 타당성에 대해 검토해본다. 또한 VCSEL의 여러 배열 중 한가지인 4 Line VCSEL Module을 가지고 Poly Silicon 증착 시뮬레이션을 통해 VCSEL에서 방출된 Heatflux가 불균일한 분포를 갖고 Wafer에 도달했을 때 발생하는 온도 불 균일로 인해 Poly Silicon 증착에 어떤 영향을 미치는지 예측해보았다.
목차
제 1장 서론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) 3제 2장 Wafer 어닐링 공정을 위한 VCSEL System 62.1 VCSEL Beam Scale Up 62.2 VCSEL을 이용한 Wafer Heating 시뮬레이션 및 실험 112.2.1 VCSEL Emitter를 이용한 Wafer Heating 시뮬레이션 및 실험 112.2.2 Wafer 전면적 균일 Heatflux Heating 시뮬레이션 192.3 결과 및 고찰 20제 3장 Wafer 전면적 가열을 위한 VCSEL 배열 213.1 Wafer 전면적 가열을 위한 VCSEL 배열 213.1.1 4 Line의 400mm X 40mm VCSEL Module 최적 배열 213.1.2 9 Line의 400mm X 20mm VCSEL Module 최적 배열 273.1.3 40mm X 8.5mm VCSEL Emitter Zig - Zag 분포에 따른 균일도 303.1.4 5mm X 5mm VCSEL Chip 분포에 따른 균일도 353.1.5 4 Line의 400mm X 40mm VCSEL Module을 이용한 Wafer Heating 시뮬레이션 383.2 결과 및 고찰 41제 4장 VCSEL을 이용한 Poly Silicon LPCVD 시뮬레이션 424.1 저압화학기상증착법 (LPCVD) 424.1.1 Silane을 이용한 Poly Silicon LPCVP 이론 434.2 LPCVD Poly Silicon 증착 실험 및 시뮬레이션 454.2.1 Poly Silicon 증착 실험값 454.2.2 균일온도 Wafer의 Poly Silicon 증착 시뮬레이션 464.2.3 4 Line의 400mm X 40mm VCSEL Module을 이용한 Poly Silicon 증착 시뮬레이션 484.3 결과 및 고찰 52제 5장 결론 및 향후 연구과제 53참고문헌 54영문초록 56
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