• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.83-83
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• 2012

금속 실리사이드는 낮은 비저항, 실리콘과의 좋은 호환성 등으로 배선 contact 물질로 널리 연구되고 있다. 특히 $CoSi_2$는 선폭의 축소와 관계없이 일정하고 낮은 비저항과 열적 안정성이 우수한 특성 등으로 배선 contact 물질로 활발히 연구되고 있다. 금속 실리사이드를 실리콘 평면기판에 형성시키는 방법으로는 열처리를 통한 금속박막과 실리콘 기판 사이에 확산작용을 이용한 SALICIDE (self-algined silicide) 기술이 대표적이며 CoSi2도 이와 같은 방법으로 형성할 수 있다. Co 박막을 증착하는 방법에는 물리적 기상증착법 (PVD)과 유기금속 화학 증착법 등이 보고되어있지만 최근 급격하게 진행 중인 소자구조의 나노화 및 고 단차화에 따라 기존의 증착 기술은 낮은 단차 피복성으로 인하여 한계에 부딪힐 것으로 예상되고 있다. ALD(atomic layer deposition)는 뛰어난 단차 피복성을 가지고 원자단위 두께조절이 용이하여 나노 영역에서의 증착 방법으로 지대한 관심을 받고 있다. 앞선 연구에서 본 연구진은 CoCp2 전구체과 $NH_3$ plasma를 사용하여 Plasma enhanced ALD (PE-ALD)를 이용한 고 순도 저 저항 Co 박막 증착 공정을 개발 하고 이를 SALICIDE 공정에 적용하여 $CoSi_2$ 형성 연구를 보고한 바 있다. 하지만 이 연구에서 PE-ALD Co 박막은 플라즈마 고유의 성질로 인하여 단차 피복성의 한계를 보였다. 이번 연구에서 본 연구진은 Co(AMD)2 전구체와 $NH_3$, $H_2$, $NH_3$ plasma를 반응 기체로 사용하여 Thermal ALD(Th-ALD) Co 및 PE-ALD Co 박막을 증착 하였다. 고 단차 Co 박막의 증착을 위하여 Th-ALD 공정에 초점을 맞추어 Co 박막의 특성을 분석하였으며, Th-ALD 및 PE-ALD 공정으로 증착된 Co 박막의 단차를 비교하였다. 연구 결과 Th-ALD Co 박막은 95% 이상의 높은 단차 피복성을 가져 PE-ALD Co 박막의 단차 피복성에 비해 크게 향상되었음을 확인하였다. 추가적으로, Th-ALD Co 박막에 고 단차 박막의 증착이 가능한 Th-ALD Ru을 capping layer로 이용하여 CoSi2 형성을 확인하였고, 기존의 PVD Ti capping layer와 비교하였다. 이번 연구에서 Co 박막 및 $CoSi_2$ 의 특성 분석을 위하여 X선 반사율 분석법 (XRR), X선 광전자 분광법 (XPS), X선 회절 분석법 (XRD), 주사 전자 현미경 (SEM), 주사 투과 전자 현미경 (STEM) 등을 사용하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.4
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• pp.53-58
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• 2018

Since the scaling-down of IC devices has been reached to their physical limitations, several innovative packaging technologies such as 3D packaging, embedded packaging, and fan-out wafer level packaging (FOWLP) are actively studied. In this study the fabrication of organic-inorganic dielectric material was evaluated for the use of multi-structured redistribution layers (RDL) in FOWLP. Compared to current organic dielectrics such as PI or PBO an organic-inorganic hybrid dielectric called polysilsesquioxane (PSSQ) can improve mechanical, thermal, and electrical stabilities. polysilsesquioxane has also an excellent advantage of simultaneous curing and patterning through UV exposure. The polysilsesquioxane samples were fabricated by spin-coating on 6-inch Si wafer followed by pre-baking and UV exposure. With the 10 minutes of UV exposure polysilsesquioxane was fully cured and showed $2{\mu}m$ line-pattern formation. And the dielectric constant of cured polysilsesquioxane dielectrics was ranged from 2.0 to 2.4. It has been demonstrated that polysilsesquioxane dielectric can be patterned and cured by UV exposure alone without a high temperature curing process.

• Clean Technology
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• v.28 no.4
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• pp.278-284
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• 2022

This study presents an excellent planar heater based on low-dimensional composites. By optimizing the ratio of 1D carbon nanotubes (CNT) and 2D MXene (Ti₃C₂T_X), it is possible to create a planar heater that has superior electrical conductivity and high heat generation characteristics. Low-dimensional composites were prepared by mixing CNT paste and MXene solution with eco-friendly waterborne polyurethane (WPU). In order to find the optimal mixing ratio for the MXene-CNT-WPU composites, samples with MXene to CNT weight ratios of 3:1, 1:1, 1:3, 1:7, and 1:14 were investigated. In addition to these different weight ratios, 5 wt% WPU was equally applied to each sample. It was confirmed that the higher the weight ratio of CNT, the lower the sheet resistance and the higher the heating temperature. In particular, when the MXene-CNT-WPU planar heater was fabricated by mixing MXene and CNT at a weight ratio of 1:7 and 1:14, the heating temperature was higher than the heating temperature of a CNT-WPU planar heater. These characteristics are due to the optimized mixture of the 1D materials (CNT) and the 2D materials (MXene) causing the formation of a flat surface and a dense network structure. The low-dimensional composites manufactured with the optimized mixing ratios found in this study are expected to be applied in flexible electronic devices.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.238.1-238.1
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• 2015

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었다. 그러나 실제적인 응용을 위해서는 그래핀의 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 필요하다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로는 그래핀을 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시킴으로써, 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법 등이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 효율적인 도핑이 가능하고, 인가전력, 처리시간 등의 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마 내에 존재하는 극성을 띄는 다양한 활성종들로 인하여 그래핀에 구조적인 결함을 형성하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 고품질 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아(NH3) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑은 라만 스펙트럼의 D, G, D', 2D밴드의 강도비와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간이 증가함에 따라 그래핀의 도핑레벨이 증가되고, 이후에는 도핑효과가 없어지고 결함의 정도가 상승하는 천이구역이 존재하며, 이를 넘어서는 너무 높은 인가적력의 처리는 그래핀에 결함을 형성하여 구조적인 붕괴를 야기함을 확인하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.34.2-34.2
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• 2010

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 화합물 반도체를 기반으로 한 태양전지는 박막태양전지 기술 중 세계최고효율을 기록하고 있다. CIGS를 합성하는 방법은 동시증발법, 스퍼터링/셀렌화 등의 진공방식과 나노분말법, 전착법, 용액법 등의 비진공방식이 있으나, 현재까지 진공방식이 양산기술로서 완성도가 높은 것으로 알려져 있다. 특히 스퍼터링에 의한 전구체 박막 증착과 셀렌 분위기에서의 열처리 공정을 결합시킨 2단계 공정은 동시증발법에 비해 대면적 모듈 제조에 유리한 것으로 알려져 있다. 셀렌화 공정은 통상 반응성이 매우 높은 H2Se 기체를 이용하고 있으나, 부식성 및 안전성 문제를 해결하기 위해 추가적인 설비가 요구되므로 제조비용을 높이는 단점을 갖는다. 한편, Se 증기를 이용하면 안전성은 담보되나 낮은 반응성으로 인해 고온에서 장시간 열처리를 해야하는 문제를 안고 있다. 본 연구에서는 새로운 Se 증기를 사용하되 반응효율을 높일 수 있는 새로운 셀렌화 열처리방법을 제시하고자 한다. 기존의 Se 증기가 별도의 증발원을 이용하여 공급된 것과는 달리, 금속전구체 직상부에 Se이 코팅된 별도의 커버글라스를 위치시켜 Se의 손실을 최대한 억제하였다. Se 커버글라스가 밀착된 금속프리커서를 $200{\sim}600^{\circ}C$ 온도범위에서 열저항가열로 내부에서 열처리하였으며, 추가로 Se을 공급하지는 않았다. 이와 같은 방법 제조된 CIGS 박막의 물성을 X선회절법, 주사전자현미경 등으로 관찰하였으며, 예비실험결과 비교적 낮은 온도에서 chalcopyrite 상이 형성됨을 확인하였다. 근접셀렌화에 의해 제조된 CIGS 박막이 적용된 태양전지를 제조하여 셀렌화 공정변수에 따른 소자특성변화를 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.462-462
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• 2011

그래핀은 탄소원자로 구성된 원자단위 두께의 매우 얇은 2차원의 나노재료로서 높은 투광도 뿐만 아니라 우수한 기계적, 전기적 특성을 지니며 구조적 화학적 으로도 매우 안정한 것으로 알려져 있다. 이러한 그래핀을 얻는 방법에는 물리·화학적 박리법, 탄화규소의 흑연화, 열화학기 상증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)등 많은 방법들이 존재한다. 이중 TCVD방법이 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 얻는데 가장 적합한 방법으로 알려져 있다. 한편 그래핀은 우수한 특성들을 기반으로 센서나 메모리와 같은 기능성 소자로 응용이 가능할 뿐 아니라 투명고분자 기판으로 전사함으로서 유연성 투명전극을 제작 가능하여 기존의 인듐산화물(indium tin oxide; ITO) 투명전극을 대체하여 디스플레이, 터치스크린, 전·자기 차폐재 등의 다양한 분야로의 응용이 가능하다고 예측되고 있다. 본 연구에서는 TCVD법을 이용하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하여 투명 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 전사하여 투명전도막을 제작한 후, 압축변형률(compressive strain)의 변화에 따른 전기적 특성 변화를 측정하였다. 그래핀은 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 산화물 실리콘 기판위에 원료가스로 메탄(CH4)을 사용하여 합성하였다. 합성 결과 단층 그래핀의 면적은 약 80% 이상이었으며, 합성된 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 식각공정을 통해 산화막 실리콘 기판과 PET기판으로 전사하였다. PET기판 위로 전사하여 제작한 그래핀 투명전도막의 strain 인가에 따른 전기적 특성을 관찰한 결과, 약 20%의 비교적 높은 strain하에서도 전기적특성이 크게 변화하지 않는 것을 확인하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 투과전자현미경, 자외 및 가시선 분광광도계, 4탐침측정기 등을 이용하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.30 no.5
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• pp.407-411
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• 2006

The SiC-based ceramic nanopatterns were prepared by placing polydimethylsiloxane (PDMS) mold from DVD master on the spincoated polyvinylsilaeane (PVS) or allylhydridopolycaybosilane (AHPCS) as ceramic precursors to fabricate line pattern via UV-nanoimprint lithography (UV-NIL), and subsequent pyrolysis at $800^{\circ}C$ in nitrogen atmosphere. As the dimensional change of polymeric and ceramic patterns was comparatively investigated by AFM and SEM, the shrinkage in height was 38.5% for PVS derived pattern and 24.1% for AHPCS derived pattern while the shrinkage in width was 18.8% for PVS and 16.7% for AHPCS. It indicates that higher ceramic yield of the ceramic precursor resulted in less shrinkage, and the strong adhesion between the substrate and the pattern caused anisotropic shrinkage. This preliminary work suggests that NIL is a promissing route for fabricating ceramic MEMS devices, with the development on the shrinkage control.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.15 no.2
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• pp.63-68
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• 2014

Hollow mesoporous carbon nitride material with sphere shape was synthesized using polystyrene sphere as template and cyanamide as nitrogen and carbon atom sources via thermal treatment process. The process of the silica removal is not necessary because silica as template is not in use for the synthesis of hollow mesoporous carbon nitride material and any solvents are also not in use. The size of polystyrene spheres was about 170 nm. Hollow diameter and wall thickness were 82 nm and 13 nm, respectively, in hollow mesoporous carbon nitride sphere. Surface area, mesopore size and pore volume of hollow mesoporous carbon nitride material was $188m^2g^{-1}$, 3.8 nm and $0.35cm^3g^{-1}$, respectively. The wall in hollow sphere has graphitic structure. Hollow mesoporous carbon nitride material has potential applications in the area of fuel cell, catalysis, photocatalysis, electroemmision device, etc.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.46 no.4
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• pp.249-256
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• 2008

0.5 wt% Al doped ZnO thin films (AZO) were prepared on glass substrates using RF magnetron sputtering method. Thin films were grown at substrate temperature of $250^{\circ}C$, RF power of 75W, working pressure of 10 mTorr, by changing the $O_2/Ar$ pressure ratio from 0% to 16.7%. The effects of oxygen partial pressure during the deposition process on structural and optical properties of the films were investigated using XRD, SEM, AFM, EPMA and UV-visible spectroscopy. All the AZO thin films were grown as hexagonal wurtzite phase with the c-axis preferred out-of-plane orientation. The surface roughness and grain size of AZO films decreased with increasing oxygen ratio from 10.6 nm to 3.2 nm and 94.9 nm to 30.9 nm, respectively. On the other hand, the transmittance and band gap energy of the AZO films increased from 84.7% to 92.6% and 3.24 eV to 3.28 eV, respectively with increasing the $O_2/Ar$ pressure ratio.

• Economic and Environmental Geology
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• v.55 no.6
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• pp.661-669
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• 2022

The need for miniaturization, high efficiency, and green energy resources as an energy storage device through the development of various electronic device has emerged. Accordingly, nanomaterials with excellent electrochemical properties, such as graphene and graphene hybrids, are attracting attention as promising materials. In particular, in the electric vehicle industry, cost reduction of secondary batteries is a key factor that can determine the spread of related industries, and it is most important to analyze R&D trends for battery material technology and respond to future technological development directions. Therefore, in this study, we tried to suggest a direction for R&D activities in the future by analyzing patent trends for graphene anode material technology for secondary batteries and deriving implications. As a result, in the case of anode material technology, the proportion of foreigners in the US and European patent markets was higher than in the Korean and Japanese patent markets, which means that the US and European marketability is high. In addition, Japanese applicants are filing high-level applications not only in the Japanese patent market but also in other countries suggests that Japan is leading the technology in this field. Lastly, the proportion of research institutes in the patent market of Korea and the US remains high compared to that of Japan and Europe, indicating that the commercialization of technology is still slow in those countries. Therefore research institutes and companies in Korea will have to establish their own strategies for developing and securing materials using the results of patent trends in major countries and major companies analyzed in this study.