• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.4
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• pp.436-445
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• 1996

비정질 실리콘박막의 고상결정화 특성에 대한 비정질 박막의 증착방법, 수소화 정도, 표면결정 활성화 에너지 변화 및 열처리 환경 영향을 X선 회절, EDAX, Raman 분광 분석으로 조사하였다. 저온(58$0^{\circ}C$)열처리 corning 시료에서 기판 barium(Ba), aluminum(AI) 성분의 막내 확산 임계열처리시간 및 확산에 기인 한 불안정 결정화 특성을 관찰하였다. 화학기상증착 석영 수소화 시료에서 hard damage 기계적 활성화 효과로 얻어진 조대결정립 결정화 특성을 X선 회절의 (111) 배향 상대강도 변화로 관찰 할 수 있었으며, 이는 활성화 효과에 의한 고상 결정화 시 핵생성과 성장속도변화로 다결정 실리콘의 전기적물성 향상 가능성을 보여주었다. Soft damage, bare 활성화 처리 수소화막의 결정화는 비정질 상의 혼재, 박막 응력등의 저품위 입계특성 및 미세결정립 성장 특성으로 관찰되었으나, 활성화 전처리에 의한 저온 및 고온(875$^{\circ}C$)단시간(30분) 결정화는 확인 되었다. 스퍼터링 비수소화 막의 결정화는 상변태 상태의 Raman 결정피크로 분석 되었으며, 결정화 거동에 선행막의 스퍼터링 및 비수소화 영향은 활성화효과에 관계없이 불완전 저품위 결정특성으로 확인되었다. AFM 표면형상은 3차원 island 성막특성을 보여주었고 표면거칠기정도는 높은 것으로 관찰되었다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.9 no.4
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• pp.174-182
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• 1997

결정성 고분자수지는 가공조건에 의해 결정되는 미세구조의 변화에 따라 최종물성 이 현저히 달라지므로 최종 성형품의 물성을 극대화하기 위해서는 성형가공 중에 필연적으 로 부가되는 열이력 뿐만 아니라 전단이력이 결정화 거동에 미치는 영향을 규명하고 가공조 건의 최적화를 통하여 미세구조를 적절히 제어하는 것이 요구된다. 따라서 본 연구에서 in-situ 상태로 전단유도 결정화거동을 조사할수 있는 rheo-kinetic 실험 방법을 개발하고 결정화 거동에 미치는 열이력과 전단이력의 영향을 규명하고자 하였다. 이를 위해 비교적 결정화 속도가 빠른 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 수지를 대상으로 냉각조건, 전단부가시간, 전단속도등을 다양하게 변화시키면서 plate-plate 레오미터로 시간에 따른 전단응력의 변화 를 조사하는 rheo-kinetic 연구를 수행하였다. 아울러 실험 중에 액체 질소로 급냉하여 얻은 시료를 대상으로 등온 및 비등온의 열분석 실험을 수행하고 JMA식과 Hoffman-Lauritzentlr 을 사용하여 분석한 다음, 그 결과를 rheo-kinetic 해석결과와 비교함으로써 결정화 거동에 미치는 전단응력의 영향을 규명하였다. 일정전단속동하에서 수행한 rheo-kinetic 실험결과, 시간에 따른 저난응력의 증가와 용융열이 증가하는 경향이 매우 유사한 거동을 보이므로 전 단응력의 증가는 결정화가 일어남에 기인한 결과임을 확인할수 있었으며 고분자수지가 전단 이력을 받게 되면 분자배향의 결과로 결정화 유도시간이 짧아지고 결정화속도가 증가할 뿐 만 아니라 보다 더 높은 온도에서 결정화가 일어나게 됨을 알수 있었다. 또 결정화 반가기 시간과 Hoffman-Lauritzen 식의 매개변수들이 전단속도, 전단부가시간, 결정화 온도 등의 이력에 무관하게 전단응력에 따라 선형적으로 변하고 있으므로 전단유도 결정화거동은 수지 에 부가되는 전단응력에 직접적인 영향을 받음을 알수 있었다. 이상과같은 전단유도 결정화 거동에 관한 결과를 가공공정상의 열전달 현상과 결합하여 해서하면 성형품 내부의모폴로지 의 예측이 가능하므로 성형품 물성의 극대화 방안의 수립에 이용될수 있을것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1997.10a
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• pp.135-144
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• 1997

표면 활성효과에 대한 비정질 규소 박막의 고성결정화 특성을 연구하였다. 증착된 비정질 규소 박막에 macro한 방법으로 wet blasting을, micro한 방법으로 자기이온주입으로 표면 활성화 처리를 행한 후 열처리를 하여 결정립의 결정화 특성을 보았다. 열처리는 관상로를 이용한 저온 열처리와 RTP를 이용한 급속 열처리의 두 가지 방법으로 하였다. 결정화의 기준으로 XRD분석을 통해 얻은 (111) 피크 강도를 이용하였으며, 결정의 품질을 비교하기 위해 Raman 분석을 하였다. 기계적 damage를 이용한 표면 활성화는 결정화를 촉진함을 확인하였으며 활성화 방법에 따른 결정화 영향 변화정도는 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2002.04a
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• pp.203-205
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• 2002

poly(ethylene oxide)(PEO)와 Poly(methyl methacrylate)(PMMA)는 상용성이 있는 고분자 블렌드계로서, 혼합되는 PMMA의 함량과 사용하는 용매 등에 의해서 PEO의 결정화 거동은 많은 영향을 받는다[l-3]. 비결정성 고분자인 PMMA의 함량이 증가할 수록 PEO의 결정 성장은 제약을 받게 되어 결정화 속도가 느려진다. 한편, PEO는 전기활성을 나타내는 고분자로서 외부전장을 가한 상태에서 용응 결정화시키면 전장의 영향을 받아 결정화가 늦어진다[4]. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.375-375
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• 2012

최근 차세대 평판 디스플레이의 응용에 많은 주목을 받고 있는 AMOLED의 경우 전류구동 방식이기 때문에 a-Si TFT 보다는 LTPS-TFT가 요구되며, 대면적 기판에서의 결정립 크기의 균일도가 매우 중요한 인자이다. 비정질 실리콘 박막 상부 혹은 하부에 도전층을 개재하고, 상기도전층에 전계를 인가하여 그것의 주울 가열에 의해 발생한 고열에 의해 비정질 실리콘 박막을 급속 고온 고상 결정화하는 방법에 관한 기술인 JIC (Joule-heating Induced Crystallization) 결정화 공정은 기판 전체를 한번에 결정화 하는 방법이다. JIC 결정화 공정에 의하여 제조된 JIC poly-Si은 결정립 크기의 균일성이 우수하며 상온에서 수 micro-second내에 결정화를 수행하는 것이 가능하고 공정적인 측면에서도 별도의 열처리 Chamber가 필요하지 않는 장점을 가지고 있다. 그러나 고온 고속 열처리 방법인 JIC 결정화 공정을 수행 하면 Arc에 의하여 시편이 파괴되는 현상이 발견되었다. 본 연구에서는 Arc현상의 원인을 파악하기 위해 전압 인가 조건 및 시편 구조 조건을 변수로 결정화실험을 진행하였다. ARC가 발생하는 Si층과 Electrode 계면을 식각 분리하여 Electrode와 Si층 사이의 계면이 형성되지 않는 조건에서 전계를 인가하는 실험을 통하여 JIC 결정화 공정 중 고온에 도달하게 되면, a-Si층이 변형되어 형성된 poly-Si층이 전도성을 띄게 되고 인가된 전압이 도전층과 Poly-Si 사이에 위치한 $SiO_2$의 절연파괴(Dielectric breakdown)전압보다 높을 경우 전압 인가 방향에 수직으로 $SiO_2$가 절연 파괴되며 면저항 형태의 전도층의 단락이 진행되며 전도층이 완전히 단락되는 순간 Arc가 발생한다는 것을 관찰 할 수 있었다. 본 실험의 연구 결과를 바탕으로 Arc 발생을 방지하는 다양한 구조의 Equi-Potential 방법이 개발되었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.61-61
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• 2003

다결정 실리콘 박막은 박막 트랜지스터와 실리콘 태양전지등에 응용되며, 비정질 실리콘을 재결정화 하여 얻어지는 다결정 실리콘 박막이 주로 이용되고 있다. 비정질 실리콘 박막을 금속 원소와 접촉시킨 상태에서 열처리할 경우 결정화 온도가 낮아지고 결정화에 필요한 열처리 시간이 짧아지게 된다. 금속을 실리콘 박막 표면에 가하는 방법은 진공증착법등으로 비정질 실리콘 박막 위에 금속원소 층을 형성하는 방법이 주로 이용되었다. 본 연구에서는 AlCl$_3$와 NiCl$_2$ 금속화합물 분위기에서 LPCVD 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 결정화 거동을 관찰하였다. 금속화합물과 결정화할 비정질 실리콘 박막을 각각 다른 온도로 가열해 줄 수 있는 노를 이용하여 열처리를 시행하였다. AlCl$_3$와 NiCl$_2$ 분말을 혼합하여 소스로 이용한 경우 48$0^{\circ}C$ 5시간 열처리로 결정화가 완료되었으며, 박막 전체에 걸친 균일도와 재현성이 우수하였다. AlCl$_3$와 NiCl$_2$를 이용한 결정화 초기 상태에는 박막 전면에 걸쳐 등근 형태의 결정립이 균일한 핵 생성으로 나타났다. 이와 같은 결과는 Al과 Ni이 고상결정화에 동시에 작용하면서 나타난 것으로, Al이 가해진 비정질 실리콘으로 인해 결정화 속도가 빨라지고 결함이 작은 결정립을 얻을 수 있었으며, Ni로 인해 결정화의 균일성과 재현성을 높일 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1997.10a
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• pp.145-146
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• 1997

수소화된 비정질 규소(a-Si:H)는 전자소자에서 광범위하게 사용되고 있다. 하지만 a-Si:H는 반송자 이동도가 느리고 불안정하기 때문에 그 특성개선이 요구되어진다. 본 논문은 금속기판 Mo위에 a-Si:H를 성장하고 후속 결정화 연구를 수행하였다. a-Si:H 박막은 DC 글로우 방전으로 Mo 기판위에 증착되었다. 실험에 사용되어진 열처리로는 질소분위기, 진공상태, 급속가열 및 엑시머레이저 열처리를 행하였다. 열처리 온도는 10$0^{\circ}C$에서 120$0^{\circ}C$까지 행하였다. 엑시머레이저의 에너지는 단위 펄스당 90에서 340mJ이였다. 결정화에 영향을 주는 요소로는 불순물 주입, 온도, 박막의 두께 및 열처리 시간등을 조사하였다. 불순물이 주입된 비정질규소는 진성규소보다 더 좋은 결정화를 보였다. 불순물 주입은 낮은 온도에서의 결정화에 도움을 주었다. 열처리 시간은 결정화에 큰 영향을 미치지 못하였다. 반면에 열처리 온도는 결정화에 큰 영향을 주었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.2
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• pp.130-135
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• 2003

Polycrystalline silicon thin films have been used for low cost thin film device application. However, it was very difficult to fabricate high performance poly-Si at a temperature lower than $600^{\circ}C$ for glass substrate because the crystallization process technologies like conventional solid phase crystallization (SPC) require the number of high temperature (600-$1000^{\circ}C$) process. The objective of this paper is to grow poly-Si on flexible substrate using a rapid thermal crystallization (RTC) of amorphous silicon (a-Si) layer and make the high temperature process possible on molybdenum substrate. For the high temperature poly-Si growth, we deposited the a-Si film on the molybdenum sheet having a thickness of 150 $\mu\textrm{m}$ as flexible and low cost substrate. For crystallization, the heat treatment was performed in a RTA system. The experimental results show the grain size larger than 0.5 $\mu\textrm{m}$ and conductivity of $10^{-5}$ S/cm. The a-Si was crystallized at $1050^{\circ}C$ within 3min and improved crystal volume fraction of 92 % by RTA. We have successfully achieved a field effect mobility over 67 $\textrm{cm}^2$/Vs.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.73-73
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• 2003

최근 LCD(liquid crystal display)분야에서 고해상도와 빠른 응답속도를 가지는 다결정 실리콘 박막트랜지스터에 대한 연구를 하고 있다. 그러나, poly-Si은 poly-Sil-xGex에 비해 intrinsic carrier mobility가 낮고 고온의 결정화 공정을 필요로 한다. 따라서, Poly-Si을 대체할 재료로 poly-SiGe에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전계에 의해 결정화가 가속되고 한쪽 방향으로 결정화를 제어하여 채널내 전자나 정공의 이동도를 향상시 킬 수 있는 새로운 결정화 방법인 전계 유도 방향성 결정화법을 이용하여 Ge 함량에 따른 a-Sil-xGex(0$\leq$x$\leq$0.5)의 결정화 특성을 연구하였다. 대기압 화학 기상 증착법으로 5000$\AA$의 산화막(SiO$_2$)이 증착된 유리 기판상에 플라즈마 화학 기상 증착법을 이용하여 800$\AA$의 비정질 실리콘을 증착한 후 RF magnetron sputtering법을 이용하여 Ge 함량에 따른 Sil-xGex 박막을 1000$\AA$ 증착하였다. Photolithograph방법을 이용하여 금속이 선택적으로 증착될 수 있는 특정 Pattern을 가진 mask를 형성한 후 금속을 DC magnetron sputtering법을 이용하여 상온에서 50$\AA$.을 증착하였다. 이후 시편에 전계를 인가하기 위해 시편의 양단에 전극을 형성한 후 DC Power Supply를 통해 전압을 제어하는 방식으로 전계를 인가하였다. 결정화 속도는 광학현미경을 이용하여 분석하였으며 결정화된 영역의 결정화 정도는 micro-Raman spectroscopy로 분석하였다.

• The Journal of Engineering Research
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• v.1 no.1
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• pp.15-22
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• 1997

The crystallization behaviours of cordierite gel derived from sol-gel method and glass prepared from conventional melting method with or without $TiO_2$ as nucleants are compared. The densification temperature of gel is $810^{\circ}C$ and its chemical structure identified by IR analysis is same as that of glass melted by conventional method. The beginning crystallization temperature of gel is $965^{\circ}C$ lower than that of melted glass with 10wt% $TiO_2$, which is $978^{\circ}C$. The crystalline phases developed from gel during heat treatment are identified as spinel, $\beta$-quartz solid solution and $\alpha$-cordierite crystal and crystalline phases in case of glass are (Mg,Al)TiOn and $\beta$-quartz solid solution and $\alpha$-cordierite crystal, respectively. The crystallization in melted glass with nucleants occurs through bulk crystallization and in case of that without nucleants surface crystallization occurs, while the crystallization in gel is internal crystallization from interface between particles formed after densification.