유한요소법을 이용한 LED Wafer Bonding의 열응력과 변형에 대한 연구
A Study on the Thermal Stress and Deflection of the LED Wafer Bonding by Finite Element Method
- 주제(키워드) LED , Thermal stress , wafer bonding , thin film
- 발행기관 아주대학교
- 발행년도 2012
- 학위수여년월 2012. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000012106
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
LED가 차세대 조명 시스템으로 각광을 받으며 많은 연구가 진행되고 있다. LED는 백열전구 대비 20배 이상에 이르는 긴 수명과 10분의 1에 불과한 에너지 사용량을 가지고 있어 전 세계적으로 주목받고 있다. LED공정은 크게 Epitaxial공정, 전공정(칩공정), 후공정(패키징공정)으로 나뉘어진다. 고효율 LED를 설계하기 위해서는 Epitaxial공정 시에 소자에 발생할 수 있는 결함을 최소화 해야 한다. 열응력과 격자상수차이가 결함의 주요 원인이다. 또한 전공정(칩공정)시 발생하는 기판의 휨 현상을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 Sapphire 기판위에 GaN을 증착 시키는 Epitaxail 공정 시 발생하는 열응력과 휨 현상을 예측하기 위해 Thin Film Mechanics와 유한요소법을 이용하여 비교하였다. 유한요소법은 COMSOL 4.2a 버전을 사용하였다. 전공정(칩공정)중에 하나인 Wafer bonding시에 발생하는 응력과 휩 현상을 예측하기 위해 실험을 진행하였고, COMSOL을 이용한 유한요소법 Thin Film Mechanics를 통해 비교하였다. 또한 Wafer bonding에 주로 사용되는 SiC외에 Si를 사용할 결우 발생하는 응력과 휨을 예측하였다.
more목차
차 례
Table of Contents ⅰ
List of Figures ⅲ
List of Tables ⅶ
1. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구목적 및 내용 2
1.3 연구의 기대효과 3
2. 본 론 4
2.1 이론적 접근 4
2.1.1 보의 곡률 4
2.1.2 Bi-Metal Analysis 8
2.1.3 Thin Film Mechanics 12
2.1.4 GaN on Sapphire Analitical Solving 17
2.2 Wafer Bonding 실험 23
2.2.1 실험장비 24
2.2.2 실험방법 25
2.2.3 실험결과 27
2.3 유한요소해석 30
2.3.1 GaN on Sapphire 30
2.3.2 SiC를 사용한 Wafer Bonding 35
2.3.2.1 190 SiC를 사용 35
2.3.2.2 210 SiC를 사용 40
2.3.3 Si를 사용한 Wafer Bonding 45
2.4 유한요소해석 결과 50
3. 결 론 53
참 고 문 헌 54
ABSTRACT 56
