KR101322687B1 - Method for patterning conductive polymer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전도성 폴리머의 패턴 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a pattern of a conductive polymer.

이를 위하여 본 발명에서는 기판 위에 복수의 패드부와 상기 패드부 사이를 연결하는 와이어부로 구성되는 금속 패턴을 형성하는 단계; 상기 금속 패턴의 위에 전도성 폴리머 층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 폴리머 패턴의 아래에 위치하는 상기 금속 패턴을 습식 에칭하는 단계를 포함하며, 상기 에칭하는 단계가 상기 금속 패턴의 와이어부가 단락될 때까지 진행되는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법을 제공한다. To this end, the present invention comprises the steps of forming a metal pattern consisting of a plurality of pad portion and a wire portion connecting between the pad portion on the substrate; Forming a conductive polymer layer over the metal pattern; And wet etching the metal pattern positioned below the conductive polymer pattern, wherein the etching is performed until the wire portion of the metal pattern is short-circuited. do.

전도성 폴리머, 전기중합 Conductive Polymer, Electropolymerization

Description

전도성 폴리머 패터닝 방법{METHOD FOR PATTERNING CONDUCTIVE POLYMER}Conductive Polymer Patterning Method {METHOD FOR PATTERNING CONDUCTIVE POLYMER}

본 발명은 전도성 폴리머 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 선택적 증착 및 식각을 이용하여 전도성 폴리머 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of forming a conductive polymer pattern, and more particularly, to a method of forming a conductive polymer pattern using selective deposition and etching.

일반적으로 폴리머가 다중 결합된(polyconjugated) 형태에서는 폴리머도 전기 전도성을 갖는 것으로 알려져 있으나, 1.5~4eV에 이르는 비교적 큰 밴드갭으로 인해 사용이 어려웠다.In general, the polymer is also known to have electrical conductivity in the polyconjugated form, but it was difficult to use due to the relatively large bandgap of 1.5-4 eV.

최근에는 다양한 종류의 전도성 폴리머(CP; Conductive Polymer)가 개발되면서, 전도성 폴리머를 이용한 유기 전자소자를 개발하기 위한 노력이 계속되고 있다.Recently, as various types of conductive polymers (CP) have been developed, efforts have been made to develop organic electronic devices using conductive polymers.

전도성 폴리머의 경우 종래의 회로패턴 형성에 사용되는 포토리소그래피 기술을 사용하는 경우 성능이 떨어지는 문제가 있기 때문에, 패터닝 기술로는 스핀 코팅, 스크린 프린팅 또는 잉크젯 프린팅 방법 등과 같은 습식 코팅 공정을 주로 이용하였다. 그러나 이러한 습식 코팅 공정은 해상도의 한계 및 치수 정밀도의 한계로 인하여 나노사이즈의 미세패턴을 형성하기 어려운 문제가 있다.In the case of the conductive polymer, when the photolithography technique used to form a conventional circuit pattern has a problem of deterioration, the patterning technique mainly uses a wet coating process such as spin coating, screen printing, or inkjet printing. However, such a wet coating process has a problem in that it is difficult to form nanoscale fine patterns due to the limitation of resolution and limitation of dimensional accuracy.

한편, 전자소자를 제조하는 과정에서 자연적으로 공중에 부유하는 형태의 부유형(suspended) 와이어를 형성하는 경우 효과가 뛰어난 것으로 알려지고 있다. 특히 전도성 폴리머의 경우 가요성이 뛰어나기 때문에 부유형 와이어의 재료물질로 각광받고 있다. 하지만, 폴리머의 특성 상 포토레지스트와 함께 에칭되는 문제 때문에 실용화된 전도성 폴리머 패턴 형성 방법은 아직 개발되지 못하였다.On the other hand, it is known that the effect is excellent when forming a suspended wire (suspended wire) naturally floating in the air in the process of manufacturing the electronic device. In particular, the conductive polymer has been spotlighted as a material of the floating wire because of its excellent flexibility. However, due to the problem of etching with the photoresist due to the nature of the polymer, a practical method of forming a conductive polymer has not yet been developed.

본 발명은 전술한 내용에 따라서 발명된 것으로서, 선택적 증착 및 식각을 이용하여 전도성 폴리머의 패턴을 형성하는 방법 및 이러한 전도성 폴리머 패턴이 형성된 전자소자를 제공하는 것이 목적이다. The present invention has been invented according to the above-described contents, and an object thereof is to provide a method of forming a pattern of a conductive polymer using selective deposition and etching, and to provide an electronic device in which the conductive polymer pattern is formed.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전도성 폴리머 패턴 형성 방법은, 기판 위에 복수의 패드부와 상기 패드부 사이를 연결하는 와이어부로 구성되는 금속 패턴을 형성하는 단계; 상기 금속 패턴의 위에 전도성 폴리머층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 폴리머 패턴의 아래에 위치하는 상기 금속 패턴을 습식 에칭하는 단계를 포함하며, 상기 에칭하는 단계가 상기 금속 패턴의 와이어부가 단락될 때까지 진행되는 것을 특징으로 한다.The conductive polymer pattern forming method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: forming a metal pattern consisting of a plurality of pad portion and a wire portion connecting between the pad portion on the substrate; Forming a conductive polymer layer on the metal pattern; And wet etching the metal pattern positioned below the conductive polymer pattern, wherein the etching is performed until the wire portion of the metal pattern is shorted.

패드부들과 이들 패드부 사이를 연결하는 와이어부로 구성되는 금속 패턴 위에 전도성 폴리머 패턴을 형성하면, 형성되는 전도성 폴리머 패턴은 금속 패턴의 모양에 대응되는 형상으로 형성된다. 이러한 전도성 폴리머 패턴의 아래에 위치하는 금속 패턴의 와이어부가 모두 에칭될 때까지 금속 패턴을 에칭하면, 전도성 폴리머 패턴의 와이어부가 기판으로부터 떠 있는 부양형 와이어 패턴을 형성할 수 있다. When the conductive polymer pattern is formed on the metal pattern composed of the pad portions and the wire portions connecting the pad portions, the formed conductive polymer pattern is formed in a shape corresponding to the shape of the metal pattern. If the metal pattern is etched until all of the wire parts of the metal pattern positioned below the conductive polymer pattern are etched, a floating wire pattern in which the wire parts of the conductive polymer pattern are floating from the substrate may be formed.

이때, 금속 패턴의 위에 전도성 폴리머 패턴을 형성하는 방법은 전도성 폴리머의 단량체를 전해질로 포함하는 전해액을 금속 패턴에 접촉시킨 상태에서, 전도 성 폴리머의 단량체를 전기중합(electropolymerization) 방법으로 금속 패턴의 위에 전도성 폴리머 형태인 폴리피롤로 만드는 것이 바람직하다. 전도성 폴리머의 단량체로 바람직한 것은 예를 들어 피롤(pyrrole) 모노머가 있고, 피롤 모노머를 전기중합시키면 전도성 폴리머인 폴리피롤(poly pyrrole)이 형성된다. 또한, 이외에 본 발명에 적용할 수 있는 전도성 폴리머는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 등이 있다.At this time, the method of forming the conductive polymer pattern on the metal pattern is in contact with the metal pattern the electrolyte solution containing the monomer of the conductive polymer as an electrolyte, the monomer of the conductive polymer on the metal pattern by the electropolymerization (electropolymerization) method Preference is given to making polypyrroles in the form of conductive polymers. Preferred monomers of the conductive polymer are pyrrole monomers, for example, and electropolymerization of the pyrrole monomers results in the formation of polypyrrole, which is a conductive polymer. In addition, the conductive polymers applicable to the present invention include polyaniline, polythiophene, PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)), and the like.

전기중합을 실시하는 경우에, 금속 패턴을 애노드인 작업전극으로 하고, 작업전극에 접촉된 전해액 내에 캐소드인 상대전극과 기준전극을 연결하여 구성되는 3전극 시스템을 이용하는 것이 좋다.In the case of performing the electropolymerization, it is preferable to use a three-electrode system composed of a metal pattern as an anode working electrode and connecting a cathode counter electrode and a reference electrode in the electrolyte contacting the working electrode.

그리고 전기중합 방법에서 사용되는 전압은 1V 미만인 것이 바람직하다. 1V이상의 전압으로 전기중합을 실시하는 경우에 작업전극으로 사용되는 금속 패턴이 산화되는 문제가 있다. 또한 전기중합 방법을 실시하는 시간도 금속 패턴의 산화에 영향을 미치기 때문에, 가급적 짧은 시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.And the voltage used in the electropolymerization method is preferably less than 1V. When the electropolymerization is performed at a voltage of 1 V or more, there is a problem in that the metal pattern used as the working electrode is oxidized. In addition, since the time for performing the electropolymerization method also affects the oxidation of the metal pattern, it is preferable to carry out for as short a time as possible.

또한, 금속 패턴에 사용되는 금속이 니켈 또는 구리인 것이 좋으며, 금속 패턴을 습식 에칭하는 에칭액은 질산용액 또는 염산용액과 같은 산성용액인 것이 바람직하다.The metal used for the metal pattern is preferably nickel or copper, and the etching solution for wet etching the metal pattern is preferably an acid solution such as nitric acid solution or hydrochloric acid solution.

금속 패턴을 에칭하는 과정에서 금속 패턴의 와이어부가 모두 에칭되는 것이 바람직하다. 와이어부가 모두 에칭되는 시점을 판단하는 방법은, 에칭이 진행되는 동안에 와이어부에 일정한 전압을 걸고, 에칭의 진행에 따라 감소하는 전류량을 측정하여 이루어질 수 있다. 금속은 전도성 폴리머보다 저항이 낮기 때문에, 금속 패턴의 와이어부와 전도성 폴리머 패턴의 와이어부가 동시에 존재하는 경우에 금속 패턴의 와이어부를 통하여 전기가 흐르며, 금속 패턴의 와이어부가 에칭되면서 저항이 증가한다. 이때, 일정한 전압을 계속 걸어주면, 금속 패턴의 와이어부가 에칭됨에 따라서 전류는 감소하게 되며, 금속 패턴의 와이어부가 모두 에칭된 이후에는 전류가 일정한 값을 갖게 된다. 따라서 전류량을 측정하여 금속 패턴의 와이어부가 모두 에칭된 때를 판단할 수 있다.In the process of etching the metal pattern, it is preferable that all the wire parts of the metal pattern are etched. The method for determining the timing at which the wire parts are all etched may be performed by applying a constant voltage to the wire part during the etching and measuring the amount of current that decreases as the etching proceeds. Since the metal has a lower resistance than the conductive polymer, when the wire portion of the metal pattern and the wire portion of the conductive polymer pattern are present at the same time, electricity flows through the wire portion of the metal pattern, and the resistance increases as the wire portion of the metal pattern is etched. At this time, if the constant voltage is applied continuously, the current decreases as the wire part of the metal pattern is etched, and the current has a constant value after all the wire parts of the metal pattern are etched. Therefore, the amount of current can be measured to determine when all the wire parts of the metal pattern are etched.

본 발명에 따르면, 전기중합법을 이용해 나노 사이즈의 전도성 폴리머 패턴을 제조할 수 있으며, 특히 전도성 폴리머가 부유되어 있는 패턴을 형성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to produce a nano-sized conductive polymer pattern using the electropolymerization method, in particular can form a pattern in which the conductive polymer is suspended.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 SiO2가 증착된 기판 위에 니켈 패턴을 형성하는 모습을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the formation of a nickel pattern on a substrate on which SiO 2 is deposited.

본 실시예에서 금속 패턴을 이루는 물질로는 니켈을 사용하였다. 니켈 패턴을 형성하는 방법은 특별하게 한정되지 않는다. 본 실시예에서는 일반적으로 사용되는 포토리소그래피법을 이용하였다.Nickel was used as a material forming the metal pattern in this embodiment. The method of forming a nickel pattern is not specifically limited. In this embodiment, a photolithography method that is generally used was used.

먼저, 기판 위에 SiO2층(10)과 니켈층(20)을 순서대로 증착하고, 그 위에 포토레지스트층(30)을 코팅하였다. SiO2층(10)은 기판 위에 형성된 절연층이며, 니켈 층(20)은 전도성 폴리머 패턴의 형성하기 위한 전기중합 공정의 전극 역할을 한다. 니켈층(20)은 3000A 의 두께로 증착하였다. 다음으로 마스크를 이용한 노광공정을 통해서 포토레지스트 패턴(32)을 형성하였다. 마지막으로 포토레지스트 패턴(32)이 형성된 니켈층(20)을 에칭용액을 이용해서 에칭하고, 포토레지스트 패턴(32)을 아세톤으로 제거하여, 니켈 패턴(22)을 형성하였다.First, the SiO 2 layer 10 and the nickel layer 20 were deposited in order on the substrate, and the photoresist layer 30 was coated thereon. The SiO 2 layer 10 is an insulating layer formed on the substrate, and the nickel layer 20 serves as an electrode of the electropolymerization process for forming the conductive polymer pattern. Nickel layer 20 was deposited to a thickness of 3000A. Next, the photoresist pattern 32 was formed through the exposure process using a mask. Finally, the nickel layer 20 in which the photoresist pattern 32 was formed was etched using the etching solution, the photoresist pattern 32 was removed with acetone, and the nickel pattern 22 was formed.

니켈 패턴(22)은 전도성 폴리머 와이어가 형성될 얇은 폭의 와이어부(24)와 와이어부 이외의 부분으로서 넓은 폭을 갖는 패드부(26)로 구성된다. 도 1은 본 실시예를 모식적으로 설명하기 위하여 패드부(26)와 와이어부(24)의 폭이 많은 차이를 보이지 않고 있으나, 실제로는 상당한 차이가 있다.The nickel pattern 22 is composed of a thin wire portion 24 on which a conductive polymer wire is to be formed and a pad portion 26 having a wide width as a portion other than the wire portion. Although FIG. 1 does not show much difference in the width of the pad part 26 and the wire part 24 in order to demonstrate this embodiment typically, there is a considerable difference actually.

도 2는 본 실시예에 따라서 니켈 패턴을 형성한 모습을 나타내는 사진 및 일부를 확대한 광학현미경 사진이다.2 is a photograph showing an appearance of a nickel pattern and an enlarged optical microscope photograph according to the present embodiment.

확대된 사진에 나타난 것과 같이, 본 실시예에 따른 니켈 패턴의 와이어부(24)는 1.5~3㎛의 폭과 약 10㎛의 길이를 가지며, 패트부(26)는 상대적으로 매우 넓은 폭을 가지고 있다.As shown in the enlarged photograph, the wire part 24 of the nickel pattern according to the present embodiment has a width of 1.5 to 3 μm and a length of about 10 μm, and the pad part 26 has a relatively very wide width. have.

도 3은 니켈 패턴을 이용해서 전도성 폴리머 패턴을 형성하는 모습을 나타내는 모식도이다.3 is a schematic diagram showing the formation of a conductive polymer pattern using a nickel pattern.

먼저 도 3의 (a)에 나타난 것과 같이, 포토리소그래피법으로 형성시킨 니켈 패턴(22)에 전기중합법을 이용하여 전도성 폴리머 패턴을 형성하였다.First, as shown in FIG. 3A, a conductive polymer pattern was formed on the nickel pattern 22 formed by the photolithography method using the electropolymerization method.

전기중합법은 니켈 패턴(22)에 전해액(42)을 접촉시키고, 니켈 패턴(22)을 작업전극으로 하기위한 연결전극(44)을 연결하고, 작업전극과 전기화학쌍을 이루는 상대전극(46) 및 기준전극(48)을 전해액(42)에 설치하는 3전극 시스템으로 진행하였다. 작업전극은 전기중합법에 의하여 폴리머가 증착되는 애노드이고, 상대전극(46)은 작업전극과 전기화학쌍을 이루어 전기가 흐르는 캐소드이며, 기준전극(48)은 작업전극에 일정한 전압을 가해주기 위한 부분이다. 상대전극(46)과 기준전극(48)은 백금선을 이용하였다. In the electropolymerization method, the electrolytic solution 42 is brought into contact with the nickel pattern 22, the connecting electrode 44 for making the nickel pattern 22 as the working electrode is connected, and the counter electrode 46 forming an electrochemical pair with the working electrode is formed. ) And the reference electrode 48 are proceeded to a three-electrode system in which the electrolyte 42 is provided. The working electrode is an anode on which a polymer is deposited by electropolymerization, the counter electrode 46 is a cathode in which electricity flows in an electrochemical pair with the working electrode, and the reference electrode 48 is used to apply a constant voltage to the working electrode. Part. The counter electrode 46 and the reference electrode 48 used platinum wire.

참고로, 도 4는 본 실시예에서 사용된 전기중합 장비를 보여주는 사진이다.For reference, Figure 4 is a photograph showing the electropolymerization equipment used in the present embodiment.

본 실시예에서 전기중합법에 사용한 전해액은 0.05M의 피롤 모노머(pyrrole monomer)를 포함하는 0.1M LiClO4 용액이다. 피롤 모노머는 전도성 폴리머로 잘 알려진 폴리피롤(poly pyrrole)의 단량체이며, 전기중합법에 의하여 폴리피롤을 형성한다.In this embodiment, the electrolytic solution used in the electropolymerization method is a 0.1M LiClO 4 solution containing 0.05M pyrrole monomer. Pyrrole monomers are polypyrrole monomers, which are well known as conductive polymers, and form polypyrroles by electropolymerization.

본 제조방법은 기판 전체를 전해액에 담그지 않고도, 전도성 폴리머 와이어를 원하는 부분에만 선택적으로 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 기판 중 전도성 폴리머 와이어를 형성하고자 하는 부분에만 약 5㎕의 전해액 한 방울을 떨어뜨리고, 전해액(42)의 액적 안에서 전기중합법을 실시하였다.The present manufacturing method can selectively form the conductive polymer wire only in a desired portion without immersing the entire substrate in the electrolyte. In this embodiment, a drop of about 5 μl of an electrolyte was dropped only on a portion of the substrate to form a conductive polymer wire, and electropolymerization was performed in the droplets of the electrolyte 42.

전기중합법은 0.7V의 전압으로 60초 동안 진행하였다. 1V 이상의 전압으로 전기중합법을 실시하는 경우 니켈이 산화되며, 전기중합법을 실시하는 시간이 길어질수록 니켈이 산화되는 현상이 발생하기 때문이다.Electropolymerization was performed for 60 seconds at a voltage of 0.7V. This is because nickel is oxidized when the electropolymerization method is performed at a voltage of 1 V or more, and nickel oxidizes as the time for performing the electropolymerization method increases.

이러한 전기중합 결과 도 3의 (b)에 나타난 것과 같이 전도성 폴리머 층이 형성되었다. 형성된 전도성 폴리머 패턴(50)은 니켈 패턴(22)을 따라서 좁은 폭의 와이어부(54)와 넓은 폭의 패드부(56)로 구성되었다. As a result of this electropolymerization, a conductive polymer layer was formed as shown in FIG. The conductive polymer pattern 50 formed was composed of a narrow wire portion 54 and a wide pad portion 56 along the nickel pattern 22.

다음으로, 전도성 폴리머 패턴(50)의 와이어부(54) 밑에 위치하는 니켈 패턴(22)의 와이어부(24)를 제거하여, 전도성 폴리머 패턴의 와이어부(54)만을 남기기 위하여 니켈 패턴(22)을 에칭하였다. 그 결과 도 3의 (c)에 나타난 것과 같은 패턴을 얻었다. Next, to remove the wire part 24 of the nickel pattern 22 positioned under the wire part 54 of the conductive polymer pattern 50, the nickel pattern 22 to leave only the wire part 54 of the conductive polymer pattern 50. Was etched. As a result, a pattern as shown in (c) of FIG. 3 was obtained.

이때, 에칭은 습식 에칭을 이용하였다. 습식 에칭은 등방적으로 에칭이 이루어지지만, 니켈 패턴(22)의 와이어부(24)와 패드부(26)는 폭의 차이가 매우 크기 때문에 와이어부(24)가 모두 에칭될 때까지 패드부(26)가 에칭되어도 문제가 없다. 다만, 패드부(26)가 과도하게 에칭되지 않도록, 니켈 패턴(22)의 와이어부(24)가 모두 에칭되는 순간을 판단하여 에칭을 중단하는 것이 중요하다.At this time, the etching used wet etching. The wet etching is etched isotropically, but since the width difference between the wire part 24 and the pad part 26 of the nickel pattern 22 is very large, the pad part (until all the wire parts 24 are etched) is used. There is no problem even if 26) is etched. However, it is important to stop the etching by determining the instant when all the wire portions 24 of the nickel pattern 22 are etched so that the pad portion 26 is not excessively etched.

본 실시예에서는 10%의 질산용액(60)을 에칭하려는 위치에 떨어뜨려 에칭을 진행하는 동안, 전도성 폴리머 패턴(50)의 패드부(56) 사이에 0.1V의 일정한 전기를 가해주면서 전류를 측정하였다. 본 발명은 전기중합법을 실시할 때와 마찬가지로 전도성 폴리머 와이어를 형성하고자 하는 부분에만 에칭액 액적을 떨어뜨려, 액적 내에서만 선택적으로 에칭이 이루어지도록 할 수 있었다.In the present embodiment, while the 10% nitric acid solution 60 is dropped to the position to be etched, the current is measured while applying 0.1 V constant electricity between the pad portions 56 of the conductive polymer pattern 50. It was. In the present invention, as in the case of performing the electropolymerization method, the etching liquid droplets were dropped only on the portion where the conductive polymer wire is to be formed, so that the etching could be selectively performed only within the droplets.

도 5는 본 실시예에서 에칭을 실시하는 동안 측정한 전류를 나타내는 그래프이다. 약 60초가 지난 시점에서 10%의 질산용액을 떨어뜨려 에칭을 실시하였다.5 is a graph showing the current measured during the etching in this embodiment. After about 60 seconds, 10% nitric acid solution was dropped to perform etching.

도면에 따르면, 패드부 사이에 흐르는 전류는 처음에 일정하게 유지되다가, 질산용액을 떨어뜨린 이후부터 조금씩 감소하여 약 300초 부근에서 급격하게 감소한 뒤에 일정한 값을 나타내었다. 처음에는 니켈 패턴을 통하여 전류가 흐르기 때 문에 높은 전류값을 나타내지만, 질산용액에 의하여 니켈 패턴이 에칭되면서 전류가 감소한 것이다. 특히 300초 부근에서 에칭으로 인하여 니켈 패턴의 와이어부가 단락되어 전류값이 급격하게 감소하며, 니켈 패턴의 와이어부가 모두 에칭되고 전도성 폴리머 패턴의 와이어부를 통하여만 전기가 흐르면서 일정한 값을 갖게 되는 것이다.According to the drawing, the current flowing between the pad portions was kept constant at first, and then gradually decreased after dropping the nitric acid solution, and then rapidly decreased in the vicinity of about 300 seconds, and then showed a constant value. Initially, the current flows through the nickel pattern, resulting in a high current value, but the current decreases as the nickel pattern is etched by the nitric acid solution. In particular, the etching of the wire pattern of the nickel pattern is shortened due to the etching in the vicinity of 300 seconds, and the current value is drastically reduced.

따라서 본 실시예에서는 전류가 일정한 값으로 유지되는 360초에 물을 떨어뜨려 질산용액을 희석시킴으로써 에칭을 멈추었다. 본 실시예는 적은 량의 질산용액 액적 내에서 에칭을 실시하기 때문에, 물을 떨어뜨려 질산용액을 희석시키는 간단한 방법으로 에칭공정을 중단할 수 있다.Therefore, in this embodiment, the etching was stopped by diluting the nitric acid solution by dropping water in 360 seconds when the current is maintained at a constant value. Since the embodiment is etched in a small amount of nitric acid droplets, the etching process can be stopped by a simple method of diluting the nitric acid solution by dropping water.

도면에 나타난 것과 같이, 전도성 폴리머 패턴(50)의 와이어부(54) 밑에 있던 니켈은 모두 에칭되어 없어지고, 전도성 폴리머 패턴(50)의 패드부(56) 밑에 있는 니켈 패턴의 패드부(26)만 일부가 남아서 전극의 역할을 하게 된다.As shown in the figure, all the nickel under the wire portion 54 of the conductive polymer pattern 50 is etched away, and the pad portion 26 of the nickel pattern under the pad portion 56 of the conductive polymer pattern 50 is removed. Only a portion remains, acting as an electrode.

전도성 폴리머 패턴(50)의 와이어부(54)는 밑에 위치하던 니켈이 에칭됨에 따라, SiO2가 형성된 기판으로부터 공중에 부유한 형태가 된다.The wire portion 54 of the conductive polymer pattern 50 is in a form floating in the air from the substrate on which SiO 2 is formed as the underlying nickel is etched.

이상으로 본 실시예에 따른 전도성 폴리머 패턴의 제조방법을 살펴보았으며, 이하에서는 본 실시예에 따른 실험결과를 통하여 본 발명의 효과를 확인한다.The method of manufacturing the conductive polymer pattern according to the present embodiment was described above. Hereinafter, the effect of the present invention is confirmed through the experimental results according to the present embodiment.

도 6은 본 실시예에 따라서 니켈 패턴을 형성한 모습을 나타내는 전자현미경 사진이고, 도 7은 도 6의 니켈 패턴 위에 전기중합법으로 전도성 폴리머 패턴을 형성한 모습을 나타내는 전자현미경 사진이다.6 is an electron micrograph showing a state in which a nickel pattern is formed according to the present embodiment, and FIG. 7 is an electron micrograph showing a state in which a conductive polymer pattern is formed by an electropolymerization method on the nickel pattern of FIG. 6.

도 6에 나타난 것과 같이, 니켈 패턴 와이어부(24)의 가장 넓은 폭(L1)이 약 2.5㎛이고, 니켈 패턴 패드부(26) 사이의 간격(L2)이 약 11㎛이다. 이러한 니켈 패턴 위에 형성된 전도성 폴리머 패턴은, 도 7에 나타난 것과 같이, 전도성 폴리머 패턴 와이어부(54)의 가장 넓은 폭(L1)이 약 2.8㎛이고, 전도성 폴리머 패턴 패드부(56) 사이의 간격이 약 9㎛이다. 이를 통하여 전도성 폴리머가 니켈 패턴의 위에서만 전기중합되어 전도성 폴리머 패턴을 형성한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 6, the widest width L1 of the nickel pattern wire portion 24 is about 2.5 μm, and the spacing L2 between the nickel pattern pad portions 26 is about 11 μm. As shown in FIG. 7, the conductive polymer pattern formed on the nickel pattern has the widest width L1 of the conductive polymer pattern wire portion 54 of about 2.8 μm, and the gap between the conductive polymer pattern pad portions 56 is increased. About 9 μm. Through this, it can be seen that the conductive polymer is only electrically polymerized on the nickel pattern to form the conductive polymer pattern.

도 8은 본 실시예에 따라서 형성된 니켈 패턴의 전류-전압 곡선을 나타내는 그래프이며, 도 9는 도 8의 니켈 패턴 위에 전기중합법으로 전도성 폴리머 패턴을 형성한 뒤에 측정한 전류-전압 곡선을 나타낸다.8 is a graph showing a current-voltage curve of the nickel pattern formed according to the present embodiment, and FIG. 9 shows a current-voltage curve measured after the conductive polymer pattern is formed on the nickel pattern of FIG. 8 by electropolymerization.

두 도면을 비교하면, 거의 동일한 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이는 전도성 폴리머 패턴의 아래에 전기가 저항이 낮은 니켈 패턴이 위치함으로 인하여, 대부분의 전기가 니켈 패턴을 통하여 흐르기 때문이다.Comparing the two figures, it can be seen that they represent almost the same value. This is because most of the electricity flows through the nickel pattern because a nickel pattern having a low resistance is located under the conductive polymer pattern.

도 10은 도 9의 전도성 폴리머 패턴 와이어부 밑에 위치하는 니켈을 에칭한 뒤에 측정한 전류-전압 곡선을 나타낸다.FIG. 10 illustrates a current-voltage curve measured after etching nickel located under the conductive polymer pattern wire of FIG. 9.

도 10에 나타난 전류와 저항은 도 9에 나타난 값과 큰 차이가 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 전도성 폴리머 패턴의 와이어부를 통하여만 전기가 흐르기 때문이며, 이를 통하여 전도성 폴리머 패턴의 와이어부 밑에 위치하는 니켈이 모두 에칭된 것으로 판단할 수 있다.It can be seen that the current and resistance shown in FIG. 10 are significantly different from the values shown in FIG. 9. This is because electricity flows only through the wire part of the conductive polymer pattern, and it can be determined that all nickel located under the wire part of the conductive polymer pattern is etched.

도 11은 도 7의 전도성 폴리머 패턴 와이어부 밑에 위치하는 니켈을 에칭한 뒤의 모습을 나타내는 전자현미경 사진이고, 도 12는 도 11의 전도성 폴리머 패턴 의 조직을 확대한 전자현미경 사진이다.FIG. 11 is an electron micrograph showing the state after etching nickel located under the conductive polymer pattern wire of FIG. 7, and FIG. 12 is an enlarged electron micrograph of the structure of the conductive polymer pattern of FIG. 11.

도 11을 통하여 질산용액을 이용한 에칭과정 이후에도 전도성 폴리머 패턴이 안정적으로 유지되고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 도 12를 통하여 전도성 폴리머가 치밀하게 잘 증착되었으며, 에칭과정 이후에도 치밀한 조직이 유지되고 있음을 확인할 수 있다.It can be seen from FIG. 11 that the conductive polymer pattern is stably maintained even after the etching process using the nitric acid solution. In addition, it can be seen from FIG. 12 that the conductive polymer is well deposited and the dense structure is maintained even after the etching process.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being determined not by the specific embodiments but by the appended claims.

도 1은 SiO2가 증착된 기판 위에 니켈 패턴을 형성하는 모습을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the formation of a nickel pattern on a substrate on which SiO 2 is deposited.

도 2는 본 실시예에 따라서 니켈 패턴을 형성한 모습을 나타내는 사진 및 일부를 확대한 광학현미경 사진이다.2 is a photograph showing an appearance of a nickel pattern and an enlarged optical microscope photograph according to the present embodiment.

도 3은 니켈 패턴을 이용해서 전도성 폴리머 패턴을 형성하는 모습을 나타내는 모식도이다.3 is a schematic diagram showing the formation of a conductive polymer pattern using a nickel pattern.

도 4는 본 실시예에서 사용된 전기중합 장비를 보여주는 사진이다.Figure 4 is a photograph showing the electropolymerization equipment used in the present embodiment.

도 5는 본 실시예에서 에칭을 실시하는 동안 측정한 전류를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the current measured during the etching in this embodiment.

도 6은 본 실시예에 따라서 니켈 패턴을 형성한 모습을 나타내는 전자현미경 사진이다.6 is an electron micrograph showing a state in which a nickel pattern is formed according to the present embodiment.

도 7은 도 6의 니켈 패턴 위에 전기중합법으로 전도성 폴리머 패턴을 형성한 모습을 나타내는 전자현미경 사진이다.FIG. 7 is an electron micrograph of a conductive polymer pattern formed on the nickel pattern of FIG. 6 by electropolymerization.

도 8은 본 실시예에 따라서 형성된 니켈 패턴의 전류-전압 곡선을 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the current-voltage curve of the nickel pattern formed according to this embodiment.

도 9는 도 8의 니켈 패턴 위에 전기중합법으로 전도성 폴리머 패턴을 형성한 뒤에 측정한 전류-전압 곡선을 나타낸다.FIG. 9 illustrates a current-voltage curve measured after forming a conductive polymer pattern on the nickel pattern of FIG. 8 by electropolymerization.

도 10은 도 9의 전도성 폴리머 패턴 와이어부 밑에 위치하는 니켈을 에칭한 뒤에 측정한 전류-전압 곡선을 나타낸다.FIG. 10 illustrates a current-voltage curve measured after etching nickel located under the conductive polymer pattern wire of FIG. 9.

도 11은 도 7의 전도성 폴리머 패턴 와이어부 밑에 위치하는 니켈을 에칭한 뒤의 모습을 나타내는 전자현미경 사진이다.FIG. 11 is an electron micrograph showing a state after etching nickel located under the conductive polymer pattern wire of FIG. 7. FIG.

도 12는 도 11의 전도성 폴리머 패턴의 조직을 확대한 전자현미경 사진이다.FIG. 12 is an enlarged electron micrograph of the structure of the conductive polymer pattern of FIG. 11.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

10: SiO2층 20: 니켈층10: SiO 2 layer 20: nickel layer

22: 니켈 패턴 24: 와이어부22: nickel pattern 24: wire portion

26: 패드부 30: 포토레지스트층26: pad portion 30: photoresist layer

32: 포토레지스트 패턴 42: 전해액32: photoresist pattern 42: electrolyte solution

44: 연결전극 46: 상대전극44: connecting electrode 46: counter electrode

48: 기준전극 50: 전도성 폴리머 패턴48: reference electrode 50: conductive polymer pattern

54: 와이어부 56: 패드부54: wire portion 56: pad portion

60: 질산용액60: nitric acid solution

Claims (10)

기판 위에 복수의 패드부와 상기 패드부 사이를 연결하는 와이어부로 구성되는 금속 패턴을 형성하는 단계; Forming a metal pattern on the substrate, the metal pattern including a plurality of pad portions and a wire portion connecting the pad portions; 상기 금속 패턴의 위에 전도성 폴리머 층을 형성하는 단계; 및 Forming a conductive polymer layer over the metal pattern; And 상기 전도성 폴리머 패턴의 아래에 위치하는 상기 금속 패턴을 습식 에칭하는 단계를 포함하며, Wet etching the metal pattern located below the conductive polymer pattern, 상기 에칭하는 단계가 상기 금속 패턴의 와이어부가 단락될 때까지 진행되는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.And the etching is performed until the wire portion of the metal pattern is shorted. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 폴리머 층을 형성하는 방법이,The method of claim 1, wherein the method of forming the conductive polymer layer is 전도성 폴리머의 단량체를 전해질로 포함하는 전해액을 상기 금속 패턴에 접촉시키고, 상기 전도성 폴리머의 단량체를 전기중합 방법으로 상기 금속 패턴의 위에 자기 정렬시키는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.A method of forming a conductive polymer pattern comprising contacting an electrolyte solution containing a monomer of a conductive polymer as an electrolyte to the metal pattern and self-aligning the monomer of the conductive polymer on the metal pattern by an electropolymerization method. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 전도성 폴리머의 단량체가 피롤 모노머이고, 전기중합된 전도성 폴리머가 폴리피롤인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.And the monomer of the conductive polymer is a pyrrole monomer, and the electropolymerized conductive polymer is polypyrrole. 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 전도성 폴리머 패턴을 형성하는 전기중합 방법이,The method of claim 2 or 3, wherein the electropolymerization method for forming the conductive polymer pattern, 상기 금속 패턴을 애노드인 작업전극으로 하고, 상기 전해액 내에 캐소드인 상대전극과 기준전극을 연결하여 구성되는 3 전극 시스템으로 진행되는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.And the metal pattern is an anode working electrode, and a three-electrode system is formed by connecting a counter electrode and a reference electrode, which are cathodes, in the electrolyte. 청구항 4에 있어서,The method of claim 4, 상기 전기중합 방법에서 사용되는 전압이 1V 미만인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.The conductive polymer pattern forming method, characterized in that the voltage used in the electropolymerization method is less than 1V. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 금속 패턴에 사용되는 금속이 니켈 또는 구리인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.The conductive polymer pattern forming method, characterized in that the metal used in the metal pattern is nickel or copper. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 금속 패턴을 습식 에칭하는 에칭액이 질산용액 또는 염산용액인 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.And the etching solution for wet etching the metal pattern is a nitric acid solution or a hydrochloric acid solution. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 금속 패턴의 와이어부가 단락되는 시점을 판단하는 방법이,The method for determining the point of time that the wire portion of the metal pattern is short-circuited, 상기 에칭 과정에서 상기 와이어부에 일정한 전압을 걸고 상기 패드부 사이에 흐르는 전류량을 측정하며, 상기 금속 패턴의 와이어부가 단락되면서 상기 전류량이 감소하는 것을 확인하는 방법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.The conductive polymer pattern is formed by applying a constant voltage to the wire part in the etching process and measuring the amount of current flowing between the pad parts and confirming that the current amount decreases while the wire part of the metal pattern is short-circuited. Way. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 금속 패턴의 위에 전도성 폴리머 층을 형성하는 단계가 액적 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴 형성방법.And forming a conductive polymer layer on the metal pattern in the droplets. 청구항 1 내지 청구항 9 중에 하나의 방법으로 형성되어,It is formed by one of the methods of claims 1 to 9, 기판 위에 복수로 형성되어 서로 이격된 금속재질의 패드부;A pad portion formed of a plurality of metals spaced apart from each other on the substrate; 상기 금속재질의 패드부 위에 위치하는 전도성 폴리머 재질의 패드부; 및A pad portion of a conductive polymer material positioned on the pad portion of the metal material; And 상기 전도성 폴리머 재질의 패드부 사이를 연결하며 상기 기판에서 이격된 전도성 폴리머 재질의 와이어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 폴리머 패턴이 형성된 구조.The conductive polymer pattern is formed structure that connects between the pad portion of the conductive polymer material and comprises a wire portion of the conductive polymer material spaced apart from the substrate.
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