• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.182-189
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• 2000

미소 공간 내의 진공도를 측정하기 위하여 마이크로 진공 센서를 제작하였다. 동작 원리로서 전계 방출 전류가 진공도에 의존한다는 점을 이용하였고, 이를 위해 측면형 실리콘 전계 방출 소자를 제작하였다. 음극과 게이트, 그리고 양극을 분리하기 위하여 표면 미세가공을 이용하였으며, 제작된 소자는 $10^{-5}{\sim}10^{-8}\;Torr$ 범위의 진공도에서 $1.20{\sim}2.42\;{\mu}A$ 범위의 방출 전류 변화를 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.89-96
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• 2006

최근 미세전자 소자에서 초고집적, 적층구조 추세는 선폭이 $0.25{\mu}m$ 이하까지 소형화되고 있는 실정이다. 이러한 미세화는 박막배선에서 높은 전류밀도를 초래하게 된다. 높은 전류밀도 하에서는 엘렉트로마이그레이션에 의한 결함발생이 미세전자 소자에서의 치명적인 문제점의 하나로 대두되고 있다. 본 연구는 Ag, Cu, Au, 그리고 Al 박막 등에서 엘렉트로마이그레이션 특성을 조사함으로써 박막배선 재료를 개선하기 위한 것이다. 고전기전도도를 갖고 있는 Ag, Cu, Au, 그리고 Al 박막배선에서 엘렉트로마이그레이션에 대한 저항 특성을 결함발생 시간 분석으로부터 활성화 에너지를 측정함으로써 조사하였다. 광학현미경 그리고 XPS 분석이 박막에서의 결함분석에 사용되었다. Cu 박막이 엘렉트로마이그레이션에 대해 상대적으로 높은 활성화 에너지를 보였다. 따라서 Cu 박막이 높은 전류빌도 하에서 엘렉트로마이그레이션에 대한 높은 저항성이 요구되는 차세대 미세전자 소자에서 적합한 박막배선 재료로서의 가능성을 갖는 것으로 판단된다. 보호막 처리된 Al 박막은 평균수명 증가, 엘렉트로마이그레이션에 대한 저항 특성 향상을 나타내며 이는 보호막 층과 박막배선 재료 계면에서의 유전 보호막 효과에 기인하는 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.259-259
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• 2016

반도체 산업 전반에 걸쳐 이루어지고 있는 연구는 소자를 더 작게 만들면서도 구동능력은 우수한 소자를 만들어내는 것이라고 할 수 있다. 따라서 소자의 미세화와 함께 트랜지스터의 구동능력의 향상을 위한 기술개발에 대한 필요성이 점차 커지고 있으며, 고유전(high-k)재료를 트랜지스터의 게이트 절연막으로 이용하는 방법이 개발되고 있다. High-k 재료를 트랜지스터의 게이트 절연막에 적용하면 낮은 전압으로 소자를 구동할 수 있어서 소비전력이 감소하고 소자의 미세화 측면에서도 매우 유리하다. 그러나, 초미세화된 소자를 제작하기 위하여 high-k 절연막의 두께를 줄이게 되면, 전기적 용량(capacitance)은 커지지만 에너지 밴드 오프셋(band-offset)이 기존의 실리콘 산화막(SiO2)보다 작고 또한 열공정에 의해 쉽게 결정화가 이루어지기 때문에 누설전류가 발생하여 소자의 열화를 초래할 수 있다. 따라서, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 게이트 절연막 엔지니어링을 통해서 누설전류를 줄이면서 전기적 용량을 확보할 수 있는 연구가 주목받고 있다. 본 실험에서는 high-k 물질인 Ta2O5와 SiO2를 적층시켜서 누설전류를 줄이면서 동시에 높은 캐패시턴스를 달성할 수 있는 게이트 절연막 엔지니어링에 대한 연구를 진행하였다. 먼저 n-type Si 기판을 표준 RCA 세정한 다음, RF sputter를 사용하여 두께가 Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10, 25/10, 25/5 nm인 적층구조의 게이트 절연막을 형성하였다. 다음으로 Al 게이트 전극을 150 nm의 두께로 증착한 다음, 전기적 특성 개선을 위하여 furnace N2 분위기에서 $400^{\circ}C$로 30분간 후속 열처리를 진행하여 MOS capacitor 소자를 제작하였고, I-V 및 C-V 측정을 통하여 형성된 게이트 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10 nm인 게이트 절연막들은 누설전류는 낮지만, 큰 용량을 얻을 수 없었다. 한편, Ta2O5/SiO2 = 25/10, 25/5 nm의 조합에서는 충분한 용량을 확보할 수 있었다. 적층된 게이트 절연막의 유전상수는 25/5 nm, 25/10 nm 각각 8.3, 7.6으로 비슷하였지만, 문턱치 전압(VTH)은 각각 -0.64 V, -0.18 V로 25/10 nm가 0 V에 보다 근접한 값을 나타내었다. 한편, 누설전류는 25/10 nm가 25/5 nm보다 약 20 nA (@5 V) 낮은 것을 확인할 수 있었으며 절연파괴전압(breakdown voltage)도 증가한 것을 확인하였다. 결론적으로 Ta2O5/SiO2 적층 절연막의 두께가 25nm/10nm에서 최적의 특성을 얻을 수 있었으며, 본 실험과 같이 게이트 절연막 엔지니어링을 통하여 효과적으로 누설전류를 줄이고 게이트 용량을 증가시킴으로써 고집적화된 소자의 제작에 유용한 기술로 기대된다.

• Progress in Superconductivity
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• 제11권1호
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• pp.1-7
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• 2009

고온초전도 CC를 다른 산소 분압에서 Ag과 YBCO의 녹는점 보다 낮은 온도에서 열처리시 CC의 특성에 미치는 영향을 실험하였다. 전류의 수송능력과 미세구조는 보호층인 Ag의 존재여부에 다양하게 영향을 미친다. Ag를 제거한 CC를 $850^{\circ}C$의 산소 분위기에서 2시간 동안 열처리 한 시편의 경우 CC의 임계전류의 특성에 영향을 미치지 않았다. 그러나 Ag를 제거하지 않은 CC를 $800^{\circ}C$의 산소 분위기에서 2시간 동안 열처리한 시편의 경우 임계전류가 140 A에서 8 A로 떨어지는 결과를 보였다. 또한, Ag을 제거하지 않은 CC를 1000 ppm 산소 분위기의 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리한 시편의 경우 임계전류 값이 원래 $I_c$ 값의 $70{\sim}80%$의 임계전류 값이 나타났다. SEM 이미지와 XRD 회절 분석 결과 Ni과 Cr 원자들이 표면으로 확산되어 CC의 전류수송 특성에 영향을 미친다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 춘계학술강연 및 발표대회강연 및 발표논문 초록집
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• pp.79-80
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• 2006

새로운 급속소결방법인 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법을 이용하여 습식 볼밀링으로 혼합한 WC-8wt.%Co분말에 60MPa의 압력과 90%의 고주파출력 또는 2800A의 필스전류를 가하여 상대밀도가 98.6% 이상인 초경재료를 2분이내의 짧은 시간에 제조하였다. 초기의 WC분말의 입도가 미세해짐에 따라 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법 모두 소결시간이 단축되는 경향을 보였으며 그 소결체의 결정립 크기도 감소하였다. 고주파유도가열 소결법으로 제조된 초경합금의 WC 결정립 크기는 초기입도가 증가함에 따라 가각 410, 540, 600, 700 및 850nm으로 측정되었으며. 그 결과를 Fig. 1.에 나타내었다. WC의 초기입도가 $0.5{\mu}m$일 경우 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법으로 제조된 WC-8wt.%Co 소결체의 경도와 파괴인성은 각각 $1923kg/mm^2$과 $10.5MPa{\cdot}m^{1/2}$ 및 $1947kg/mm^2$과 $10.8MPa{\cdot}m^{1/2}$ 이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.409-409
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• 2012

최근 나노크기의 미세구조 가공기술이 발달함에 따라 다양한 응용을 위한 나노소재/구조가 활발히 연구 되고 있다[1]. 그 중에서 실리콘 나노선은 태양전지, 메모리, 트랜지스터 그리고 광 공진기에 쓰일 수 있는 소재로서 기존의 실리콘 가공기술을 바로 사용할 수 있을 뿐 아니라[2], 비용 면에서 탁월한 잇점이 있기 때문에 주목 받고 있는 소재이다. 실리콘 나노선의 물리적 특성을 연구하기 위한 많은 연구가 진행되었지만, 매우 작은 크기와 높은 표면적-부피비율로 인해 생긴 독특한 특징을 완전히 이해하기에는 아직 부족한 점이 많다. 실리콘 나노선의 전류-전압특성에 영향을 미치는 요소는 도핑농도, 표면상태, 채널의 크기 등으로 다양한데, 이번 연구에서는 실리콘 나노선의 표면환경이 공기와 물 두 종류로 매질에 접하고 있을 경우에 대하여 각각 전류-전압을 측정하였다. 물이 공기와 다른 점은 크게 두 가지로 볼 수 있다. 첫째로 물의 경우에는 물에 용해된 수소이온과의 화학반응을 통하여 실리콘 표면전하가 유도되며 pH 값에 민감하게 변화한다. 둘째로 물의 유전율은 공기의 80배로서 표면부근에서의 전기장분포가 많이 왜곡된다. 이를 위하여 SOI를 기반으로 채널길이 $5{\mu}s$, 두께 40 nm, 너비 100 nm인 실리콘 나노선을 일반적인 반도체공정을 사용하여 제작하였다. 나노선의 전기적 특성 실험은 Semiconductor Parameter Analyzer (Agilent, 4155C)를 사용하여 전류-전압특성을 표면 상태를 변화시키면서 측정하였다. 실험을 통해 실리콘 나노선은 물과 공기 두 가지 표면환경에 따라 전류-전압특성이 확연히 변화하는 것을 볼 수 있었다. 동일한 전압 바이어스에서 표면에 물이 있을 때가 공기 있을 때 보다 훨씬 증가한 전류를 얻을 수 있었고(3V에서 약 2배), 비선형적인 전류-전압특성이 나타남을 관찰하였다. 본 발표에서는 이러한 실험결과를 표면에서의 전하와 정전기적인 효과로서 정성적으로 설명하고, 전산모사결과와 비교분석 하고자 한다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제17권1호
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• pp.1-11
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• 1983

1) 토끼동방결절의 작은 절편에 미세 전극 두개로 voltage clamp를 하고 과분극에 의하여 활성화되는 내향전류, $i_f$의 동력학적 성상을 분석하였다. 2) 전류 $i_f$는 $10^{-7}g/ml$ TTX와 2 mM $Mn^{2+}$의 존재하에서 과분극 pulse에 의하여 활성화되었으며 그 범위는 $-45\;mV{\sim}-75\;mV$였다. 전류의 크기와 시간경과는 막전압이 과분극될수록 커지고 빨라졌다. 3) Envelope test결과 $i_f$전류는 단일 gate에 의하여 지수합수적 (exponential)으로 조절됨을 보였다. 4) 2 mM의 $Ba^{2+}$에 의하여$i_f$전류의 크기는 감소하고 시간경과도 느려졌으며 반응속도상수와 gating molecule의 열리고 닫히는 반응계수(rate coefficient; ${\alpha}_s$, ${\beta}_s$)와 막전압 관계곡선을 과분극쪽으로 이동시켰다. 이러한 $Ba^{2+}$의 효과는 24 mM $K^+$에 의하여 일부 상쇄되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권4호
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• pp.73-79
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• 2003

Sn-Ag 전해도금시 도금욕의 Ag 이온의 농도, 전류밀도, 펄스 주기, 첨가제등의 인자들이 솔더의 조성과 표면형상에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. Ag 이온의 농도와 시편에 가해지는 전류밀도를 변화시킴으로써 Sn-Ag 솔더내의 Ag 조성을 조절하는 것이 가능하였고 또한 전류밀도를 증가시키면 솔더의 미세조직의 크기가 감소되는것을 관찰하였다. 펄스 인가 주기와 첨가제의 양등을 변화시키면 솔더내 Ag의 조성이 달라지고 솔더의 표면 거칠기가 감소하면서 표면 형상이 변화됨을 확인하였다. 이러한 과정을 통하여 30 $\mu\textrm{m}$의 미세피치와 15$\mu\textrm{m}$의 범프 높이를 가지는 공정 Sn-Ag 솔더 범프를 형성하였다. 도금된 솔더의 조성은 EDS와 WDS 분석을 통하여 확인하였고 표면형상은 SEM과 3D surface analyzer를 사용하여 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.98.1-98.1
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• 2018

소듐냉각 고속로 (SFR)는 원자력 발전의 가장 시급한 문제점으로 부각되고 있는 사용 후 핵연료를 재활용 하여 가동하는 원자로 이다. Generation IV로 명명되는 차세대 원자로 중에 하나로 국제 공동연구와 자체 연구를 통해 우리나라 고유의 기술이 축적되고 개발되고 있다. 현재 소듐냉각 고속로의 가장 큰 문제점 중의 하나는 금속핵연료와 피복관의 상호반응이다. 상호반응이 일어나면 공융현상을 일으켜 피복관의 녹는점이 낮아지고 피복관의 두께가 얇아져 원자로의 안전에 치명적인 위협이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전해도금 (electro-plating)을 활용하여 HT9 피복관 내면에 크롬을 도금하여 금속핵연료와 피복관의 상호반응을 억제하는 연구가 본 연구팀에서 진행되고 있다. 크롬과 전해도금을 코팅 물질과 코팅 방법으로 선정한 이유는 튜브 내면에 적용하기 용이하고 경제적인 코팅 방법이기 때문이다. 본 연구에서는 여러 가지 전해도금 인자 중 온도와 pulse 전류의 파형이 상호반응 방지 효과에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 도금액의 온도를 $50{\sim}80^{\circ}C$, 전류 파형 중 on/off time을 1:1, 10:1, 1:10으로 하여 여러 HT9 시편을 도금하였고 모의 금속 핵연료 합금인 Ce-Nd와 확산 반응 실험을 수행하여 상호반응 방지 효과를 분석하였다. 광학현미경과 전자현미경을 이용한 미세구조 분석 결과 도금액의 온도가 $65^{\circ}C$ 이하인 시편에서는 미세균열이 심하게 발생하였고 그 균열을 통해서 물질이 확산하고 상호반응을 한다는 것이 관찰되었다. $65^{\circ}C$보다 높은 도금액의 온도에서 형성된 크롬막은 균열이 없고 상호반응 방지 효과가 좋은 것이 확인되었다. 특히 전류 파형의 on/off time이 1:1일 때 상호반응 방지 효과가 가장 좋은 것을 확인하였다. 이러한 결과는 크롬 전해도금의 코팅 조건이 상호반응 방지 효과에 매우 중요한 요인으로 작용한다는 것을 말해주고 있다.

• 전기화학회지
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• 제6권3호
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• pp.208-211
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• 2003

본 연구에서는 CoP나노선재의 미세구조 및 크기에 따른 자기적 성질의 변화를 고찰하였다. 우선 나노선재를 제조하기 위하여 기공의 직경이 각각 20nm, 200nm인 알루미나 형틀을 제조하였고, 이 형틀을 이용하여 전기도금 방법으로 CoP나노선재를 제조하였다. 직경이 20nm인 나노선재의 경우 나노선재의 길이방향으로의 각형성 및 보자력이 각각 0.8, 2600 Oe으로서 지금까지 보고된 나노선재들에 비해 우수한 자기적 성질을 나타내었고 전기도금 시 전류밀도의 영향이 거의 없었다. 그러나 직경이 200nm인 나노선재는 나노선재의 길이방향으로 각형성 및 보자력이 각각 0.15, 1200 Oe으로 20nm나노선재보다 현격하게 감소하였으며 나노선재의 자기적 성질이 전류밀도에 따라 많은 영향을 받고 있음을 확인하였다 즉, 상대적으로 낮은 전류밀도에서 제조된 나노선재일 수록 나노선재와 평행한 방향으로 자화용이축이 배향되어 길이방향으로 각형성 및 보자력이 증가하였다.