• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2002년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.22-22
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• 2002

본 연구에서는 교량, 발전소, 산엽체의 시설물 둥 대형 옥외 설치 구조물의 부식방지를 위해, 전류 인가형 부식 방지 장치를 개발하였다. 기존의 전극기판(anode base)은 pve로 만들 어져 있어서, 옥외에 설치된 상태에서 쉽게 열화되어 부스러지며, 비 갠 후 시설물의 일부에 물기가 남아 있는 부식 환경하에서도 플라스틱 기판은 물기가 쉽게 제거되어 이마 건조된 상태가 된다. 이 경우에는 기판을 통해 부식방지 전류를 흐르게 할 수가 없기 때문에 희생 양극의 임무를 수행할 수가 없으며, 시설물이 부식되는 단점이 있다. 본 연구에서 개발한 흡습성 기판은 기존의 pve 기판의 단점을 개선한 것으로, 대기 중에 방치해도 수명이 영구적이며, 다공질이기 때문에 흡습성이 있어서 비 캔 후에도 기판 내부와 표면에 물기가 남아 었다. 따라서, 비 캔 후 부식환경에서도 부식 방지 전류를 흐르게 할 수가 있어서 희생양극의 업무를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 옥외 구조물에 대한 방식 특성을 평가하기 위하여, 세라믹 기판을 부착하고 전류 측정을 하기 위한 철판(보통탄소강)구조물을 아래와 같이 제작하였다. 구조물의 $가로{\times}세로$ 크기는 $450mm{\times}450mm$ 이며, 구조물의 중앙에 세라믹 또는 pve Anode 기판을 부착 하였다. 살수 후 전류의 측정 위치는 구조물의 Anode 기판 중심에서 100mm 떨어진 지점 4 곳에 부착하였다. 본 연구에서 개발한 세라믹 가판의 경우와 기존의 pve 기판의 경우를 비 교 실험한 결과, 전자의 경우는 120분 경과 후에도 $70~80\mu\textrm{A}$의 많은 양의 전류가 흐르는 것으로 밝혀졌으며, 후자의 경우는 120분이 지난 후에는 전류가 전혀 흐르지 않는 것올 알 수 있다. 따라서, 기존의 pve 보다 세라믹 기판의 경우가 수분 흡수율이 높아 더 오랫동안 전류를 흐르게 하여 방식성이 개선된 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.114-114
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• 2010

최근 고용량의 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하여 고주파 발생의 원인인 배선길이와 실장 면적을 획기적으로 줄이는 임베디드 디커플링 캐패시터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 공정들은 높은 공정온도와 같은 공정상의 한계를 가지고 있어 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹 제작이 가능한 후막코팅기술인 Aerosol Deposition Method (ADM)에 착목하였으며, 이 ADM을 박막공정으로 응용하여 $BaTiO_3$ 박막을 제작하고 고용량의 디커플링 캐패시터 제작을 실현하고자 한다. 하지만, Cu 기판 상에 성막 된 $0.5\;{\mu}m$이하의 $BaTiO_3$ 박막에서는 $BaTiO_3$ 분말 내에 존재하는 평균입자 보다 큰 입자와 응집분말로 인해 발생하는 pore, crater, not-fully-crushed particles와 같은 거시적인 결함들에서의 전류 통전과 울퉁불퉁한 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면에서의 전계의 집중에 의한 전류의 증가로 인하여 큰 누설전류 발생하는 문제에 봉착하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제시된 효과적인 방법으로 Stainless steel 기판과 같이 표면경도가 높은 기판을 사용하는 것이며, 이를 통해 $0.2\;{\mu}m$의 두께까지 유전 $BaTiO_3$ 박막을 성막 할 수 있었으며, 치밀한 표면 미세구조와 줄어든 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면의 거칠기를 확인하였다. 하지만, $BaTiO_3$ 박막 내에 발생하는 누설전류의 근본원인을 확인하기 위해서는 누설전류에 대한 미시적인 접근이 더욱 요구된다. 이에 본 연구에서는 누설전류 발생원인의 미시적 접근을 위해 두께에 따른 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류 전도기구에 대한 조사하였으며, 이를 통해 $BaTiO_3$ 박막내 발생하는 누설전류의 원인은 $BaTiO_3$막 내에서 donor로서 역할을 하는 oxygen vacancy와 불균일한 전계의 집중으로 인한 전자의 tunneling 현상임을 확인할 수 있었다. 또한, Nano-indenter와 Conductive atomic force microscopic를 이용한 정밀 측정을 통해 표면경도의 중요성을 재확인하였으며 $BaTiO_3$ 박막의 두께가 $0.2\;{\mu}m$이하로 더욱 얇아지게 되면 입자간 결합 문제 또한 ADM을 박막화 하는데 있어 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.40-45
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• 1995

직경 2인치의 YBa2Cu3O7-y 타겟을 사용하여 높은 스퍼터링 기체 압력 하에서 off-axis DC-마그네트론 스퍼터링 방법으로 MgO(100) 단결정 기판 위에 YBa2Cu3O7-y 박막을 c축 방향으로 in-냐셔 성장시킬 때 기판의 접지 여부와 인가전류의 양이 박막 성장에 미치는 여향을 연구하였다. 그 결과 접지 여부는 박막의 초전도 변환온도, 전기수송 특성, 결정 구조적 특성에는 영향을 거의 주지 않는 반면 표면상태에는 상당한 영향을 미치며, 인가전류의 양은 초전도 특성에 많은 영향을 미침을 발견하였다. 기판온도 $670^{\circ}C$, 스퍼터링 기체압력 300mTorr, 아르곤 대 산소 분압비 5:1의 조건에서 인가전류의 최적량은 300-500 mA이었으며 평균 박막 성장속도는 $0.11-0.14AA$/s로 매우 낮았다. 기판의 접지 효과와 낮은 성장속도의 원인에 대해 고찰해 본다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제5권1호
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• pp.101-110
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• 1998

큰 누설전류를 개선하고 누설전류 기구를 해석하기 위해 Pt/Ti/ SiO2/Si 기판상에서 2단계 sputtering 하여 PZT박막을 형성시켰다. 상온층과 perovskite의 두층으로 이루어진 PZT박막은 누설전류가 개선되었다. 특히 20nm의 상온층을 포함하는 PZT 박막은 유전상수 와 누설전류 특성이 모두 탁월한 것으로 나타났다. 이와 같은 조건에서 PZT 박막의 누설전 류 기구는 bulk 지배하는 기구로 바뀌었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.333-333
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• 2016

현재까지 가장 높은 광전류 변환 효율을 나타내는 III-V 화합물 반도체의 다중접합 태양전지 대신 이보다 단순한 에피구조를 가진 단일셀 이종접합구조의 태양전지를 제안하였다. 이를 한국나노 기술원에서 MOCVD(Metalorganic Vapour Phase Epitaxy) 장비를 이용하여 에피구조를 성장하고 태양 전지를 제작해 그 특성을 조사하였다. 태양 전지는 서로 다른 orientation의 두 GaAs 기판에 각각 동일한 에피 구조로 성장되었다. GaAs 기판은 Si 도핑된 n-type 기판으로 (100) 표면이 <111>A 방향으로 2도 off 된 웨이퍼와 10도 off 된 웨이퍼가 사용되었다. 연구에서 시뮬레이션에 사용된 태양전지의 에피 구조는 맨 위 p-GaAs (p-contact 층), p-InAlP, p-InGaP의 광흡수층과 N-InAlGaP 층과 아래의 n-InAlP와 n-GaAs의 n-contact층으로 이루어져있다.태양전지는 $5mm{\times}5mm$의 면적을 가지고 있다. 그림 1은 전류-전압의 측정된 결과를 나타낸 그래프이다. 태양전지는 1 sun 조건하에서 probe를 이용해 측정되었다. 2도 off GaAs 기판 위에 성장시킨 태양전지에서는 3.7mA의 단락전류값이, 10도$^{\circ}$ off 인 샘플에서는 4.7mA의 단락전류값이 측정되었다. 반면에 전류-전압곡선으로부터 얻은 10도 off 인 태양전지의 직렬 저항값은 2도 off 인 태양전지의 약4배 정도로 나타났다. 이는 기판의 결정방향에 따라 태양전지의 내부 전하 transport에 차이가 있음을 나타낸다. TLM (Transmission Line Model) 방법에 의한 p-contact의 ohmic저항 측정에서도 이와 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.251-252
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• 2009

전류에 의한 자속변화를 검출하는 로고스키코일은 자성체를 코어로 이용하는 종전의 변류기 (Current Transformer) 와는 달리 공심이거나 비자성재료를 사용하기 때문에 자기적으로 포화되지 않으므로 일반적으로 디지털 적산 전력량계의 전류센서로 활용되고 있다. 본 연구는 저온소성 다층 세라믹 기판상에 로고스키코일을 적용한 전자식 전력량계의 정밀 전류측정용 센서 개발에 관한 것이며. 3차원 전자기장 해석 프로그램인 MWS를 하여 기판의 소재와 코일의 패턴의 크기 등을 달리하여 그 특성을 알아보고 실제 구현된 센서의 측정된 값과 비교해 보았다.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 1995년도 하계종합학술발표회 논문집
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• pp.678-681
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• 1995

• 한국재료학회지
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• 제3권6호
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• pp.645-651
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• 1993

Bulk반절연 기판 웨이퍼에 이온 주입법에 의한 기존의 GaAs집적회로 제작시 발생하는 문제점을 보완하고자 반절연 기판 위에 반절연성의 고저항 GaAs 에피층을 성장하는 연구를 수행하였다. 먼저 반절연 기판의 EPD분포를 조사하고, MOCVD와 MBE법을 이용하여 undeped GaAs반절연성 에피층을 성장시켜 실제 집적회로의 제작에 적합한지를 평가하였다. 평가방법은 반절연성 에피\ulcorner을 buffer층으로 성장시킨 에피 기판에 ungated FET를 제작하여, 이 반절연성 에피\ulcorner을 통한 누설전류를 측정하고, 또한 반절연 기판의 EP분호의 영향을 조사하였다. 누설 전류의 측정결과 비교적 주설 전류가 큰 1$\mu\textrm{m}$ 두께의 MOCVD시료에서도 270nA/mm로 FET의 pinch-off에는 영향을 주지 못하는 매우 작은 누설 전류 값을 나타내었다. 또한 누설전류의 분포가 반절연 기판의 EPD분포와 일치하는 것을 발견하여, 에피층의 quality에 기판의 결함이 미치는 영향을 확인하였다. MBE법으로 성장한 2$\mu\textrm{m}$ 두께의 undoped burrer층 시료는 휠씬 좋은 특성을 나타내었으며, 매우 균일하고 낮은 누설전류(40nA/mm)가 측정되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.216-216
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• 2010

Floating gate를 이용한 플래시 메모리와 달리 질화막을 트랩 저장층으로 이용한 silicon-oxide-silicon nitride-oxide silicon (SONOS) 구조의 플래시 메모리 소자는 동작 전압이 낮고, 공정과정이 간단하며 비례 축소가 용이하여 고집적화하는데 유리하다. 그러나 SONOS 구조의 플래시 메모리소자는 비례 축소함에 따라 단 채널 효과와 펀치스루 현상이 커지는 문제점이 있다. 비례축소 할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리 소자를 FinFET과 같이 구조를 변화하는 연구는 활발히 진행되고 있으나, 플래시 메모리 소자를 제작하는 기판의 변화에 따른 메모리 소자의 전기적 특성 변화에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 silicon-on insulator (SOI) 기판의 유무에 따른 멀티비트를 구현하기 위한 듀얼 게이트 가진 SONOS 구조를 가진 플래시 메모리 소자의 subthreshold 전압 영역에서의 전기적 특성 변화를 조사 하였다. 게이트 사이의 간격이 감소함에 따라 SOI 기판이 있을 때와 없을 때의 전류-전압 특성을 TCAD Simulation을 사용하여 계산하였다. 전류-전압 특성곡선에서 subthreshold swing을 계산하여 비교하므로 SONOS 구조의 플래시 메모리 소자에서 SOI 기판을 사용한 메모리 소자가 SOI 기판을 사용하지 않은 메모리 소자보다 단채널효과와 subthreshold swing이 감소하였다. 비례 축소에 따라 SOI 기판을 사용한 메모리 소자에서 단채널 효과와 subthreshold swing이 감소하는 비율이 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.131-131
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• 1999

비정질 카본 박막은 다이아몬드와 유사한 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 전기절연성, 화학적 안정성, 그리고 광학적 특성을 가진 재료로서 플라즈마 CVD를 이용한 합성방법으로 제조된 박막이 주로 연구되고 있다. 본 연구에서는 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 다양한 조건의 카본 박막을 제조하였다. 카본 박막의 제조는 이온빔이 장착된 고진공 증착 장치를 이용하였고 시편의 청정시 사용된 이온빔의 조건은 빔 전압이 500V, 빔 전류는 0.1mA/cm2로 기판 청정을 거친 후 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 흑연을 증발시켜 박막을 제조하였다. 기판과 타겟의 거리는 13cm로 고정시킨 후 타겟 전류는 1A로 유지하면서 30분간 증착하였다. 기판은 Si-wafer와 glass를 주로 사용하였으며 기판 인가전압, 아세틸렌 유량, 기판 온도등을 변화시켜가면서 각각 카본 박막을 제조하였다. 비정질 카본박막의 막은 평균 두께는 0.4~1.2$\mu\textrm{m}$이며 SEM을 이용하여 단면의 성장구조를 관찰하였다. 라만 분광분석과 FTIR 분광분석을 통하여 비정질 카본 박막의 결합특성을 조사하였고 scratch tester를 이용하여 박막의 밀찰력을 관찰하였다. 제조된 박막의 두께는 아세틸렌 가스 이용시 1$\mu\textrm{m}$ 이상의 박막의 제조가 가능하였으며 카본 박막의 라만 분광특성은 고체 탄소 물질의 S와 G-peak으로 구성되어 있으며 기판 인가전압, 아세틸렌 가스 유량 변화에 따른 peak의 위치 이동 및 FWHM의 변화를 관찰하였다. RFIR 결과는 아세틸렌 가스의 유량이 증가에 따라 C-H 결합 분포가 증가며 기판 인가 전압이 증가할수록 C-H 결합분포가 감소하는 경향이 나타냈다. 이는 이온 충돌 효과에 따라 결합력이 약한 C-H 결합이 우선적으로 파괴되는 현상으로 생각되어 진다. Scartch tester 측정 결과 박막의 밀착력은 실험조건에 따른 경샹성은 보이고 있지 않으나 10N 정도이며 60N 이상의 강한 밀착력을 가진 박막도 제조되었다.