• 제목/요약/키워드: 결함 성장

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대구경 규소 Czochralski 단결정 속의 결정 결함 규명 (Characterization of the grown - in defects in the large diameter silicon crystal grown by Czochralski method)

  • 이보영;김영관
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.11-18
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    • 1996
  • Czochralski법으로 성장된 대구경(8인치 이상) 규소 단결정속에 폰재하는 결정 결 함을 규명하였다. Ring형 산화 적충 결함(Oxidation Induced Stacking Faults, 일명 OISF)의 발생 형태를 조사하였다. Minority life time을 mappmg하여 본 결과, rmg형 OISF의 폰재는 재료의 전기적 성질에 영향을 미칠 가능성이 높은 것으로 확인되었다. OISF의 핵 생성에 미치는 냉각 속도의 영향을 조사한 결과 homogeneous적 핵 생성 및 성장 현상을 확인할 수 있었다. 또한 COP(Crystal Originated Particle)의 주원인인 FPD(Flow Pattern Defects)의 발생은 용 체의 응고 속도에 크게 화우됨을 발견하였다. 이들 결함의 상반된 발생 현상의 제어를 위하여 는 인상 속도는 느리게, 또한 $950^{\circ}C$ 근처에서의 냉각속도는 빠르게 하는 것이 바람직한 것으로 결함 발생 제어 모델이 제시되었다.

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화학증착 방법으로 Si(001)기판 상에 성장된 3C-SiC 이종접합 박막의 투과전자현미경 및 라만 특성분석 (TEM and Raman Spectrum Characterization of 3C-SiC/Si(001) Heterostructure Grown by Chemical Vapor Deposition)

  • 김동근;이병택;문찬기;김재근;장성주
    • 한국재료학회지
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    • 제7권8호
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    • pp.654-659
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    • 1997
  • HMDS[Si$_{2}$(CH$_{3}$)$_{6}$]단일 선구체를 이용하여 화학증착 방법으로 성장된 3C-SiC/Si(001) 이종접합박막의 특성을 XRD, 라만 스펙트럼 및 투과전자현미경(TEM)등을 이용하여 조사하였으며 시판되고 있는 상용 3C-SiC/Si 시편을 같은 방법으로 분석하여 특성을 비교검토하였다. $C_{3}$H$_{8}$-SiH$_{4}$-H$_{2}$혼합가스를 선구체로 이용하여 5$\mu\textrm{m}$두께로 성장된 상용 3C-SiC/Si 이종접합박막 시료의 XRD스펙트럼에서는 강한 3C-SiC(002)피크 만이 관찰되었으며, 라만 스펙트럼의 LO피크는 970nm$^{-1}$ 정도에서 강하게 나타났다. TEM 관찰 결과 다수의 전위, 쌍정, 적층결함 및 APB와 같은 결정결함들이 3C-SiC/Si 계면 근처에 집중적으로 분포되어 있었으며 성장된 박막은 단결정임을 확인할 수 있었다. 선구체로 HMDS를 사용하여 0.3$\mu\textrm{m}$ 및 2$\mu\textrm{m}$ 두께로 성장시킨 3C-SiC/Si 박막 시료의 XRD 스펙트럼은 다소 완만한 3C-SiC(002) 피크와 함께 3C-SiC(111)피크가 관찰되었으며, TEM으로 확인한 결과 소경각 결정립들이 약 5˚-10˚ 정도 방위차를 가지고 성장하여 기둥구조(columnar structure)를 이루고 있기 때문임을 알 수 있었다. 라만 스펙트럼 분석 결과 박막의 LO 피크가 967-969nm$^{-1}$정도로 다소 낮은 wavenumber쪽으로 이동되어 박막 내에 상당한 응력이 존재함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 HMDS 3C-SiC박막의 특성은 성장 온도가 낮고 박막 성장용 가스로 사용한 HMDS 선구체에서 탄소가 과잉으로 공급되기 때문으로 제안되었다.다.

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Remote Plasma Enhanced-Ultrahigh Vacuum Chemical Vappor Deposition (RPE-UHVCD)법을 이용한 GaN의 저온 성장에 관한 연구

  • 김정국;김동준;박성주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.108-108
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    • 1998
  • 최근의 GaN에 관한 연구는 주로 MOCVD법과 MBE법이 이용되고 있으며 대부분 800¬1$\alpha$)()t 정도의 고옹에서 이루어지고 었다. 그러나 이러한 고온 성장은 GaN 성장 과청에서 질 소 vacancy를 생성시켜 광특성을 저하시키고 청색 발광충인 InGaN 화합물에 In의 유입울 어 렵게 하며 저온에서보다 탄소 오염이 증가하는 동의 문제캠을 가지고 있다. 이러한 고온 생장 의 문제점을 해결하기 위한 방법중의 한 가지로 제시되고 있는 것이 저온 성장법이다. 본 연구 에 사용된 RPE-UHVCVD법은 Nz률 rf plasma로 $\sigma$acking하여 공급함으로써 NI-h롤 질소원으 로 사용하는 고온 성장의 청우와는 다르게 온도에 크게 의존하지 고 질소원올 공급할 수 있 어 저옹 성장이 가능하였다. 기판으로는 a - Alz03($\alpha$)()1)를 사용하였고 3족원은 TEGa(triethylgallium)이며,5족원으로는 6 6-nine Nz gas를 rf plasma로 cracking하여 활성 질소원올 공급하였다 .. Nz plasma로 질화처리 를 한 sapphire 표면 위에 G따애 핵생성충을 성장 옹도(350 t, 375 t, 400 t)와 성장시간(30 분,50 분) 그리고 VIllI비(1$\alpha$)(), 2뼈)둥을 변화시키면서 성장시킨 후 GaN 에피택시충을 450 $^{\circ}C$에서 120 분 동안 성장시켰다 .. XPS(x-ray photoelectron spectroscopy), XRD(x-ray d diffraction), AFM(atomic force microscope)둥올 이용하여 표면의 조성 및 morphology 변화와 결정성을 관찰하였다. X XPS 분석 결과 질화처리를 한 sapphire 표면에는 AlN가 형성되었다는 것을 확인 할 수 있 었으며 질화처리를 한 후 G따J 핵생성충올 성장시킨 경우에 morphology 변화를 AFM으로 살 펴본 결과 표면에 facet shape의 island가 형성되었고 이러한 결파는 질화처리 과청이 facet s shape의 island 형성을 촉진시킨다는 것을 알 수 있었다. 핵생성충의 성장온도가 중가함에 따 라 island의 모양은 round shape에서 facet shape으로 변화하였다. 이러한 표면의 morphology 변화와 GaN 에피택시충의 결정성과의 관계를 살펴보면 GaN 에피택시충 표면의 rms(root m mean square) roughness가 중가하는 경 우 XRD (j -rocking curve의 FWHM(full width half m maximum) 값이 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 결정성의 향상이 columnar 성장과 관계가 었다는 것올 알 수 있었다 .. columnar 성장은 결함의 밀도가 낮은 column의 형생과 G GaN 에피택시충의 웅력 제거로 인해 G값{의 결정성을 향상시킬 수 있는 것으로 생각된다. 톡 히 고온 성장의 경우와는 달리 rms roughness의 중가가 100-150 A청도로 명탄한 표면올 유 지하면서 결정성을 향상시킬 수 있었다. 본 실험에서는 핵생성충올 375 t에서 30 분 생장시킨 경우에 hexagonal 모양의 island로 columnar 성장을 하였고 GaN 에피태시충의 결정성도 가장 향상되었다 이상의 결과로부터 RPE-UHVCVD법용 이용한 GaN 저온 성장에서도 GaN의 결청성올 향 상시킬 수 있음융 확인할 수 있었다.

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유도탄 및 발사체계로 구성된 유도무기체계의 신뢰도 성장 분석 사례 연구 (A Case Study on Reliability Growth Analysis for a missile System composed of All-Up-Round Missile and Launcher)

  • 조보람
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.329-335
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    • 2019
  • 본 연구에서는 특정 유도무기체계에 대한 신뢰도 성장 분석을 수행하였다. 개발단계에서의 시험을 통해 고장 모드와 원인을 식별하고 시험 중 발견된 고장을 분석하여 지속적인 관리 활동을 수행하고 있다. 해당 유도무기체계는 유도탄과 발사 체계로 구성되어 있으며, 각 장비의 시험 결과에 따라 신뢰도 성장 분석을 실시하였다. 유도탄의 경우에는 일회성 무기로 성공과 실패인 이산형 데이터로 시험 결과를 획득하였다. 발사체계의 경우에는 시험에서 지속해서 장비 운용을 하여 연속형 데이터로 시험 결과를 획득하였다. 각각의 시험 결과 형태로 신뢰도 성장 모델을 Standard Gompertz 모델과 Crow-Extended 모델을 적용하였다. 해당 모델을 사용하여 현재까지 수행한 시험 결과에 대한 신뢰도 성장 분석 결과를 확인하였다. 또한 미래에 수행될 시험 결과를 가정하여 신뢰도 성장 결과를 예측할 수 있었다. 본 연구는 해당 유도무기체계의 신뢰도 목표값을 달성하고 시험 횟수를 결정하는데 있어 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 그리고 이후 계획된 시험을 확인하여 해당 유도무기체계에 대한 신뢰도 성장 관리를 지속적으로 추진할 예정이다.

인도경제의 지역불균형 성장과 공간적 요소의 효과에 관한 실증 분석 (A Spatial Autoregressive Analysis on the Indian Regional Disparity)

  • 이순철
    • 국제지역연구
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    • 제16권1호
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    • pp.275-301
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    • 2012
  • 본고는 1980-2009년 기간 인도의 주별 1인당 소득 자료를 이용하여 지역별 불균형 성장을 분석하였다. 전통적인 회귀모형과 공간자기회귀모형을 활용하여 분석한 결과, 두 가지 분석 모두에서 초기소득수준이 경제성장률과 상관관계가 있다는 증거를 발견하지 못하였다. 하지만 공간시차모형 및 공간오차모형에서 공간요소가 주별 경제성장에 영향을 미친다는 증거를 발견하였다. 일부 주들(outliners)을 제외하여 공간효과를 재분석한 결과, 공간적 영향이 더 강하게 나타난 것은 물론 초기소득변수가 비록 통계적으로 유의하지는 않지만 음(-)의 값에서 양(+)의 값으로 전환되었다. 더욱이, 공간효과를 나타내는 두 계수의 값이 통계적으로 유의한 음(-)의 값을 갖는 것으로 추정되었다. 또한 변이계수를 이용하여 주별 소득 분산을 계산 한 결과, 주별 소득 분산은 더욱 확대되고 있는 것으로 계상되었다. 따라서 인도의 주별 경제성장의 격차는 수렴보다는 확대되고 있다고 해석된다. 그 이유는 최근에 인도경제가 급속하게 성장하면서 일부 주들은 다른 주들보다 더 빠르게 성장하는 반면, 상대적으로 경제개발정책에서 소외된 지역의 주들은 느리게 성장하고 있기 때문으로 해석된다. 따라서 인도경제는 급속하게 성장하는 기간 동안은 지역별 성장의 격차는 지속될 가능성이 높은 것으로 분석된다.

$Cr^{3+} :BeAl_2O_4$ 레이저 단결정 성장 및 $Cr^{3+}$이온의 특성

  • 유영문;;정석종
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.236-237
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    • 2000
  • 용액인상법에 의하여 Cr$^{3+}$ 이온이 0.1-0.2% 주입된 Alexandrite (Cr$^{3+}$ :BeAl$_2$O$_4$) 단결정을 성장하고, 성장한 단결정을 이용하여 레이저 소자를 제조하였다. 고품질의 단결정을 성장할 수 있는 결정성장조건을 규명하고, Cr$^{3+}$ 이온의 유효편석 계수를 계산하였으며, 결정 결함 및 분광 물성을 조사하였다. 결정성장 실험 결과, 유속 3 1/min의 질소분위기, 이리듐 도가니 및 <001>방위의 Alexandrite 단결정을 종자결정으로 사용하여 결정을 성장하는 경우 최적의 결정성장 조건은 인상속도 0.5-1.0 mm/hr와 회전속도 20-25 rpm이었다. 육성된 결정은 (100)면이 넓게 발달되었으며, (120)과 (010)면이 측면에 발달되는 판상의 직팔각기둥의 형태로 성장되었다. 결정결함으로써 parasite crystal의 형성과 경계면의 균열, striation, inclusion 등이 검출되었다. Alexandrite 단결정 내에 분포하는 Cr$^{3+}$ 이온의 유효편석계수 k$_{eff}$는 2.8로 계산되었다. 분광물성으로써 실온에서의 $^4$A$_2$$\longrightarrow$$^4$T$_2$(689.6-489.3 nm), $^4$A$_2$$\longrightarrow$$^4$T$_1$(489.3-311.33m) 천이에 의한 흡수를 확인하고, $^4$T$_2$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(650-800 nm), $^2$E$\longrightarrow$$^4$A$_2$에 의한 nophonon line R$_1$, R$_2$(680.4, 678.5 nm) 및 $^2$T$_1$$\longrightarrow$$^4$A$_2$(655.7, 649.3, 645.2 nm)의 형광방출 스펙트럼을 얻었으며, 형광수명은 0.264 ms로 조사되었다. 제조된 레이저 발진봉은 직경 6.3 m, 길이 45 nm이었다.

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용액성장법(Solution growth technique)에 의한 ZnS nano 입자 박막성장 및 구조적, 광학적 특성 (Growth of ZnS nanocluster thin films by growth technique and investigation of structural and optical properties)

  • 이종원;임상철;곽만석;박인용;김선태;최용대
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.199-204
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    • 2000
  • 본 연구에서는 청색 발광다이오드, 광전모듈레이터, 태양전지의 창문층 등의 광범위한 응용분야를 갖는 ZnS를 용액 성장법에 의해 nanometer 사이즈의 입자로 구성된 박막의 형태로 슬라이드 유리기판에 성장하고 구조적, 광학적 특성을 분석하고, 이 결과를 토대로 ZnS박막의 양자사이즈효과에 대해 연구하였다. 성장조건에 관련된 인자는 precursor 용액의 농도, 성장온도, 암모니아 용액의 농도, 성장시간 등이었다. X-선 회절분석 결과, 본 연구에서 용액성장법으로 성장한 ZnS박막은 cubic 구조($\beta$-ZnS)를 가졌다. 성장온도가 $75^{\circ}C$일 때 막의 표면상태가 가장 양호했으며 입자사이즈의 균일도도 가장 우수했다 광에너지 변화에 따른 광투과도 측정 결과, 본 연구의 ZnS 시료는 성장조건을 조절함에 따라 에너지밴드갭이 3.69 eV~3.91 eV까지 조절 할 수 있었고, 이는 벌크 ZnS의 에너지밴드갭인 3.65 eV보다 훨씬 높은 수치로서 양자사이즈효과에 의한 blue-shift 현상이 용액성장법으로 합성된 ZnS에서 큰 폭으로 나타남을 알 수 있었다. 그리고 photoluminescence(PL)측정 결과, ZnS 입자의 미세성으로 인한 입자 표면준위의 영향으로 PL 피크가 에너지밴드갭보다 훨씬 적은 에너지 영역에서 발생했다. 특히 PL피크의 위치가 입자사이즈와 막두께에 따라 shift했는데, 이는 용액성장법으로 성장한 ZnS의 경우 본 연구에서 최초로 보고되는 것이다.

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열전 박막의 표면형상 개선을 위한 Sapphire기판의 표면처리

  • 권성도;김광천;최지환;김진상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.9-11
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    • 2009
  • 열전박막은 유비쿼터스 센서 네트워크에서 사용될 초소형 자가발전 장치로 각광받고 있다. 본 실험에서 는 상온에서 주로 사용되는 $BiSbTe_3$ 열전물질을 유기 금속화학 증착법(MOCVD)을 이용하여 (0001) Sapphire기판 위에 성장하였다. 일반적으로 사용되는 기판의 세척 및 에칭과정을 거쳐 성장된 $BiSbTe_3$ 박막의 표면형상은 부분적으로 성장되지 않으며 불규칙한 결정립을 포함하는 박막의 형상을 나타내었으나 성장 전 기판의 표면처리 통하여 성장된 박막의 표면 형상을 크게 개선시킬 수 있었다. 이는 표면처리를 통하여 기판표면에 미세 결함을 형성 시켜 초기 박막성장 시 핵생성이 용이하도록 하였기 때문으로 해석되었다. 이러한 표면 처리기법은 성장된 박막의 열전 특성에 크게 영향을 끼치지 않았다. 따라서 다양하고 저가의 박막형 열전소자의 제작에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

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$2^{\circ}$-off GaAs 기판위에 성장된 GaAs buffer 층의 두께에 따른 InAs 양자점의 변화

  • 김효진;민병돈;현찬경;박세기;박용주;김은규;김태환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.85-85
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    • 2000
  • Stranski-Krastanow 자발형성 방법에 의한 양자점의 성장은 다른 공정에 비해 결함이 적은 반면에 크기와 위치를 조절하기 어렵다. 최근 20-off GaAs 기판을 이용한 양자점의 성장은 다른 공정과는 달리 성장조건만으로 선택적인 성장을 얻을 수 있으며 양자점의 크기가 terrace width를 벗어나지 않으므로 uniformity를 향상시킬 수 있다. 20-off GaAs 기판의 trrrace 넓이는 약 99 이지만 성장조건하에 Ga의 diffusion에 의한 step bunching 효과에 의하여 그 넓이는 변화하며 특히, 성장 두께에 따라 넓이는 증가한다. 이러한 현상을 바탕으로 20-off 기판위에 GaAs buffer 층을 1000 , 22 을 갖게 되었다. 이로써 20-off 기판을 이용할 경우,GaAs buffer 층의 두께만으로 양자점의 크기를 조절할 수 있다.

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GaAs 기반의 텐덤형 태양전지 연구

  • 전민현
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.2-2
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    • 2010
  • 텐덤형 태양전지는 다양한 에너지 대역을 동시에 흡수할 수 있도록 제작할 수 있어 단일접합 태양전지에 비해 높은 에너지변환효율을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 GaAs를 기반으로 양자점 혹은 양자우물 구조를 이용한 고효율 텐덤형 태양전지를 설계하고, 완충층 및 활성층의 특성을 분석하였다. 분자선 단결정 성장 장비를 이용하여 GaAs 기판 위에 메타모픽 (metamorphic)성장법을 이용하여 convex, linear, concave 형태로 조성을 변화시켜 $In_xAl_1-_xAs$ 경사형 완충층을 성장한 후 그 특성을 비교하였다. 또한, 최적화된 경사형 완충층 위에 1.1 eV와 1.3 eV의 에너지 대역을 각각 흡수할 수 있는 적층 (5, 10, 15 층)된 InAs 양자점 구조 또는 InGaAs 양자우물구조를 삽입하여 p-n 접합을 성장하였다. 그리고 GaAs/AlGaAs층을 이용한 터널접합에서는 GaAs층의 두께 (20, 30, 50 nm)에 따른 터널링 효과를 평가하였다. 그 결과, 경사형 완충층을 통해 조성 변화로 인한 결함을 최소화하여 다양하게 조성 변화가 가능한 고품위의 구조를 선택적으로 성장할 수 있었으며, 적층의 양자점 구조 및 양자우물 구조를 이용해 고효율 텐덤형 태양전지의 구현 가능성을 확인하였다.

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