파장이 다른 두 레이저를 이용한 단결정 실리콘의 국소 가열과 동시 온도 측정 (Local Heating and Simultaneous Temperature Measurement of Single Crystal Silicon Using Two Lasers with Different Wavelengths)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 48권 / 8호 / 517 ~ 522페이지
· 저자명 : 정기범, 이정철

초록

태양전지 및 반도체 산업의 지속적인 성장으로 정밀한 silicon 가공 기술의 중요성이 높아지고 있다. 특히, silicon과 같은 반도체 기판의 특정 위치에서 선택적으로 가열하고 온도를 정확하게 측정하는 능력은 microelectromechanical systems(MEMS) 제조 분야에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 파장이 다른 두 개의 laser를 사용하여 silicon specimen 표면의 국소 가열을 위한 온도 측정 방법을 제시한다. 우선 ceramic heater를 구동해서 silicon specimen을 다양한 온도로 가열하는 동시에 633 nm laser의 반사량 데이터를 수집하여 표면 온도-반사량 보정을 수행한다. 이후 532 nm laser를 이용해 silicon specimen을 국소 가열하며 해당 위치의 633 nm laser의 반사량을 측정한다. 앞서 획득한 표면 온도-반사량 보정 데이터를 이용하면 0 ~ 1.8 W 범위 내에서 임의 출력의 532 nm laser가 silicon specimen을 가열할 때 silicon의 국소 표면을 약 700°C까지 가열함과 동시에 국소 표면의 온도를 측정할 수 있다.

영어초록

The continuous expansion of the solar cell and semiconductor industries has propelled the significance of precise silicon processing techniques. Specifically, the ability to selectively heat and accurately measure temperature at specific locations on semiconductor substrates, such as silicon, is indispensable for fabricating and operating microelectromechanical systems (MEMS) devices. In this paper, we present a local heating and in-situ temperature measurement method for single-crystal silicon using two lasers with different wavelengths. Initially, a silicon specimen is heated to various temperatures with a ceramic heater beneath the specimen while the reflected optical signals of a 633 nm laser are recorded for surface temperature-reflectance calibration. Thereafter, the silicon specimen is locally heated using a 532 nm laser, and the reflectance of the 633 nm laser at the same location is measured. Finally, with the previously obtained surface temperature-reflection correction data, the temperature of the local surface can be measured while the silicon is heated to about 700 °C using a 532 nm laser with any output within the range of 0 to 1.8 W.

참고자료

· 없음