2004-11-06
org.kosen.entty.User@44148efd
신동윤(mcjihds3)
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실은 제 일은 아니고 제 옆자리 포닥이 맡아서 하는 일인데, 이 친구의 데이타가 워낙 들쭉날쭉해서 개인적으로 그 포닥의 데이터를 신뢰해야할지 고민이 좀 생겼습니다. 그래서, 전문가분들에게 의견을 구해보고 싶은데요,
예를 들어, 두께 200 nm, 폭 100 um, 길이 10 cm 짜리 전극을 제가 은으로 패터닝해주면 이 친구가 저항(resistance)를 구한 다음에 이것을 공식에 대입해서 resistivity값을 구합니다.
이 친구 말로는 4 포인트 방법을 이용한다고 하네요. 이 친구 방법은 구리선에서 에나멜을 벗긴 다음에 패턴된 전극에 전도성 에폭시를 이용해서 수작업으로 붙입니다. (에폭시가 덕지 묻은 모습을 보면 별로 아름답지 않아! 라는 생각이 퍼뜩 떠오릅니다.)
제 기억이 맞다면 한쪽에 2개씩 양쪽에 4개의 lead가 나오도록 붙인 다음에, 윗층에 올라가서 뭔가 조물닥(측정)거리다 와서 측정값을 공식에 대입해서 resistivity값을 구하는데...
이런식으로 재는 것이 professional한 것인지 잘 모르겠네요. 그 친구 원래 전공이 화학인데, 제가 뭐라고 간섭하기도 그렇고... 간섭받는 것을 굉장히 싫어하는 친구인데 같이 논문을 쓰자니 데이타의 신뢰성때문에 좀 망설여지는군요.
그리고, 만약 여러분께서 두께 50~100 nm, 선폭 1~3 um, 길이 수 mm~ 수 cm 짜리 전극(electrode)를 패턴했다고 했을때 어떤 식으로 이 전극의 resistivity 값을 구하시겠습니까? 필름을 손상시키지 않는 방법으로 말입니다.
이 친구가 PCM(위상차 현미경)이나 AFM, SEM 등으로 찍는 데이터들은 그럭저럭 믿을만한데 도저히 resistivity값 재는 것은 못미덥네요.
조언이나 참고자료 부탁드립니다.
- resistivity
- electrode
- conductor
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 5
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신동호님의 답변
2004-11-08- 0
비저항을 측정하려면 세심한 주의가 필요합니다. 4포인트 방법은 통상 사용하는 방법이니 측정방법의 문제는 아닌 것 같습니다. 문제는 시료준비입니다. 측정하고자 하는 시료의 비저항이 얼마정도의 오차범위를 허용할지는 모르겠지만, 에폭시로 덕지덕지 붙인다면 그 부분의 비정항때문에 엉뚱한 값이 나올 것 같습니다. 결국, 시료와 시료 사이의 편차가 많을 겁니다. 가장 좋은 방법은 시료의 전극 패드 부분을 손상시키지 않고 측정하는 것입니다. 전극의 두께가 수 마이크론 크기라면은 wiring하는 것이 쉬운일은 아닙니다. 제가 있는 실험실에서는 probe station이라는 장비를 사용합니다. 시료를 올려놓는 작은 선반이 있고 그 주위에 작은 크기의 탐침이 여러개 있습니다. 이 탐침은 전기적 특성을 측정할 수 있는 계측장비에 연결되어 있습니다. 그리고 이 탐침은 마이크로미터로 조정하여 상하운동이 가능합니다. 현미경으로 관찰하면서 탐침을 시료의 전극부분에 접촉시키고 전기적 특성을 측정합니다. -
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신동윤님의 답변
2004-11-08- 0
답변 감사드립니다. 패턴된 배선의 두께는 200 nm 안팎입니다. 따라서, 프로브를 올려놓을때 배선을 손상시킬 우려가 꽤 높은 것으로 알고 있습니다. 그래서, 그 포닥은 실버 에폭시를 이용하여 배선에다가 에나멜선(에나멜을 벗긴후 사용하는 것으로 추측)의 중간부분을 접착시키고 양끝단은 밖으로 노출되도록 합니다. 즉, 2 cm 정도의 에나멜선의 중간부분이 에폭시에 함몰되도록하며 양끝단은 밖으로 노출되어있습니다. 그리고, 그 포닥말로는 그렇게 양끝단이 노출된 에나멜선이 4개가 있으니 (왼쪽에 에폭시에서 노출되어 나온 에나멜선의 양끝단 2개, 오른쪽에 마찬가지로 2개)가 있으니, 이게 실버 에폭시 자체의 저항, 실버 에폭시와 배선같의 접촉저항, 실버 에폭시와 에나멜선간의 접촉저항 등을 모두 cancel시켜서 순수한 배선 저항만을 잴 수 있다고 이야기하던데 그 말이 맞는지 의심이 가네요. (제 전공이 기계이고, 그 포닥은 화학전공인데... 틀렸는지 맞는 말인지...) 실버 에폭시의 배합도 그 포닥이 매뉴얼로 하기때문에 아마 배합할때마다 조성이 조금씩 다르리라 예상됩니다. 그러니, 그 포닥의 실험데이터를 믿기가 힘들어지더군요. 수백 나노미터 정도의 배선의 비저항을 측정할만한 다른 좋은 방법은 없을까요? 참고로 선폭은 100 um 정도이지만 앞으로 수 마이크론 정도로 작게 패터닝할 생각입니다. 감사합니다. -
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신동호님의 답변
2004-11-09- 0
세심한 주의가 요하는 실험이네요. 200nm의 배선두께라면은 약간의 위험성은 있지만, 큰 문제는 안될 것 같습니다. 전극재료가 은이라고 하셨던 것 같은데 은이 다른 재료보다 좀 무른편이라 배선 손상의 가능성은 있지만 한번 정도 시도해 보시는 것이 어떨지요. 수 마이크론 선폭의 소자까지는 probe station으로 해결할 수 있을겁니다. 이 방법이 문제가 된다면 wire bonding을 하셔야 하는데, 이 장비를 갖춘 실험실을 찾아보셔야 할겁니다. 참고로 wire bonding은 전극 재료가 금인 경우, 얇은 금 선을 전극부분에 가까이 가져간 후 순간적인 에너지를 주어 금과 금선이 연결되도록 하는 방법입니다. 에나멜 선이 얼마나 얇은지는 모르겠지만, 아마도 그 분은 실버 페이스트를 사용하시는 것 같은데, 배선의 선폭이 큰 것은 문제가 안될지 몰라도 작은 것에 적용하는 것은 어쩐지 신뢰가 가지 않습니다. -
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김진철님의 답변
2004-11-11- 0
>실은 제 일은 아니고 제 옆자리 포닥이 맡아서 하는 일인데, 이 친구의 데이타가 워낙 들쭉날쭉해서 개인적으로 그 포닥의 데이터를 신뢰해야할지 고민이 좀 생겼습니다. 그래서, 전문가분들에게 의견을 구해보고 싶은데요, > > >예를 들어, 두께 200 nm, 폭 100 um, 길이 10 cm 짜리 전극을 제가 은으로 패터닝해주면 이 친구가 저항(resistance)를 구한 다음에 이것을 공식에 대입해서 resistivity값을 구합니다. > >이 친구 말로는 4 포인트 방법을 이용한다고 하네요. 이 친구 방법은 구리선에서 에나멜을 벗긴 다음에 패턴된 전극에 전도성 에폭시를 이용해서 수작업으로 붙입니다. (에폭시가 덕지 묻은 모습을 보면 별로 아름답지 않아! 라는 생각이 퍼뜩 떠오릅니다.) > >제 기억이 맞다면 한쪽에 2개씩 양쪽에 4개의 lead가 나오도록 붙인 다음에, 윗층에 올라가서 뭔가 조물닥(측정)거리다 와서 측정값을 공식에 대입해서 resistivity값을 구하는데... > >이런식으로 재는 것이 professional한 것인지 잘 모르겠네요. 그 친구 원래 전공이 화학인데, 제가 뭐라고 간섭하기도 그렇고... 간섭받는 것을 굉장히 싫어하는 친구인데 같이 논문을 쓰자니 데이타의 신뢰성때문에 좀 망설여지는군요. > > >그리고, 만약 여러분께서 두께 50~100 nm, 선폭 1~3 um, 길이 수 mm~ 수 cm 짜리 전극(electrode)를 패턴했다고 했을때 어떤 식으로 이 전극의 resistivity 값을 구하시겠습니까? 필름을 손상시키지 않는 방법으로 말입니다. > > >이 친구가 PCM(위상차 현미경)이나 AFM, SEM 등으로 찍는 데이터들은 그럭저럭 믿을만한데 도저히 resistivity값 재는 것은 못미덥네요. > >조언이나 참고자료 부탁드립니다. 잘 측정해야지요. 잘 못하면 같은 설비에서도 값을 신뢰하기가 곤란합니다. 측정 설비는 과천 소재에 공업기술원에 박막과에 가시면 4점 방식도 있고 다수 측정기가 있으며 박막 전도 측정이라 매우 정확하고 우선 많은 실무 경헙으로 잘 할수 있지요. KIST내에도 여러 군데 갖고 있지만 박막 실험을 많이 하는 곳이 신뢰성이 있습니다. -
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이호철님의 답변
2004-11-22- 0
비저항을 구하는 방법은 크게 2가지가 있는걸로 알고 있습니다. [1] 4-point probe with nanovoltage meter [2] Hall measurement 제가 생각하기로는 비저항이란 것은 측정하고자 하는 물질의 intrinsic property이기 때문에 비저항값을 측정하고자 하는 샘플을 굳이 작게 만들 필요는 없다고 생각이 드네요... 보통 1cm*1cm 크기 수준으로 전면에 도포를 해서 샘플을 만든뒤에 4-point probe나 Hall measurement로 측정하면 될 것 같습니다. 감사합니다.