• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.3
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• pp.51-59
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• 1995

Stress-balanced flat 150 nm-$Si_{3}N_{4}$/300 nm-$SiO_{2}$/150 nm-$Si_{3}N_{4}$ dielectric membrane on silicon substrate has been fabricated. Analyses of stress-deflection and stress-temperature, and visual inspection for the strain diagnostic test patterns were performed in order to characterize stress properties of the membrane. The $SiO_{2}$ layers sandwiched between two $Si_{3}N_{4}$ layers were deposited by three different techniques(PECVD, LPCVD, and APCVD) for the purpose of investigating the dependence of stress on the deposition methods. Some extent of tensile stress in the membrane was always observed regardless of the deposition methods, however it could be balanced against silicon substrate by post-wet oxidation in $1,150^{\circ}C$. Stress-temperature characteristics of the membranes showed that APCVD-LTO was better as mid-$SiO_{2}$ layer than PECVD - or LPCVD - $SiO_{2}$ when there was no oxidation process.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.16 no.5
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• pp.1-7
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• 2022

Recently, satellites equipped with high-performance electronics have required higher power consumption because of the advancement of satellite missions. For this reason, the size of the solar panel is gradually increasing to meet the required power budget. Increasing the size and weight of the solar panel is one of the factors that induce the elastic vibration of the flexible solar panel during the highly agile maneuvering of the satellite or the mode of vibration coupling to the satellite or the mode of vibration coupling to the micro-jitter from the on-board appendages. Previously, an additional damper system was applied to reduce the elastic vibration of the solar panel, but the increase in size and mass of system was inevitable. In this study, to overcome the abovementioned limitations, we proposed a high -damping yoke structure consisting of a superplastic SMA(Shape Memory Alloy) laminating a thin FR4 layer with viscoelastic tape on both sides. Therefore, this advantage contributes to system simplicity by reducing vibrations with small volume and mass without additional system. The effectiveness of the proposed superelastic SMA multilayer solar panel yoke was validated through free vibration testing and temperature testing using a solar panel dummy.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.2
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• pp.206-211
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• 2003

Effects of substrates and buffer layer upon the formation of crystalline phases and ferroelectricity of $YMnO_3$ thin films were investigated. The hexagonal $YMnO_3$ was easily formed on Si(100) while the mixed phases, hexagonal and orthorhombic $YMnO_3$, on $Pt(111)/TiO_2/SiO_2/Si$ substrate. When the $Y_2O_3$ buffer layer of 70 nm thick was inserted between the substrates and the $YMnO_3,$ the c-axis oriented hexagonal single phase formed on both substrates, Si(100) and $Pt(111)/TiO_2/SiO_2/Si$. The leakage current density of the hexagonal $YMnO_3$ thin films was lower than that consisting of mixed phases, hexagonal and orthorhombic. Furthermore the hexagonal $YMnO_3$ with c-axis preferred orientation showed the lowest leakage current density. The remnant polarization from a P-E hysteresis curve for the $YMnO_3$ formed on Si(100) was 0.14 without buffer layer and $0.24_{mu}C/cm^2$ for that with buffer layer. For the $Pt(111)/TiO_3/SiO_3/Si$ substrates, the specimen without $Y_2O_3$buffer layer did not show the hysteresis curve, while the buffer-layered has the remnant polarization of $1.14_{mu}C/cm^2$. It was concluded that the leakage current density and the ferroelectricity for the $YMnO_3$ thin films could be controlled by varying crystalline phases and their preferred orientation which depend on the kind of substrates and whether the $Y_2O_3$buffer layer exist or not.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.73-73
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• 2009

트렌지스터의 채널 길이가 줄어듦에 따라 절연층으로 쓰이는 $SiO_2$의 두께는 얇아져야 한다. 이에 따라 얇아진 절연층에서 터널링이 발생하여 누설전류가 증가하게 되어 소자의 오동작을 유발한다. 절연층에서의 터널링을 줄여주기 위해서는 High-K와 같은 유전율이 높은 물질을 이용하여 절연층의 두께를 높여주어야 한다. 최근에 각광 받고 있는 High-K의 대표적인 물질은 $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$등이 있다. $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$는 $SiO_2$보다 유전상 수는 높지만 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도와 같은 특성 면에서 $SiO_2$를 완전히 대체하기는 어려운 실정이다. 최근 연구에 따르면 기존의 High-K물질에 금속을 첨가한 금속산화물의 경우 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도의 특성이 향상되었다는 결과가 있다. 이 금속 산화물 중 $HfAlO_3$가 대표적이다. $HfAlO_3$는 유전상수 18.2, 밴드캡 에너지 6.5 eV, 재결정 온도 $900\;^{\circ}C$이고 열역학적 안전성이 개선되었다. 게이트 절연층으로 사용될 수 있는 $HfAlO_3$는 전극과 기판사이에 적층구조를 이루고 있어, 이방성 식각인 건식 식각에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 $BCl_3$/Ar 유도결합 플라즈마를 이용하여 $HfAlO_3$ 박막의 식각 특성을 알아보았다. RF Power 700 W, DC-bias -150 V, 공정압력 15 mTorr, 기판온도 $40\;^{\circ}C$를 기본 조건으로 하여, $BCl_3$/Ar 가스비율, RF Power, DC-bias 전압, 공정압력에 의한 식각율 조건과 마스크물질과의 선택비를 알아보았다. 플라즈마 분석은 Optical 이용하여 진행하였고, 식각 후 표면의 화학적 구조는 X-ray Photoelectron Spectroscoopy(XPS) 분석을 통하여 알아보았다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.3
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• pp.219-226
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• 2013

Organic semiconductor-based soft electronics has potential advantages for next-generation electronics and displays, which request mobile convenience, flexibility, light-weight, large area, etc. Organic field-effect transistors (OFET) are core elements for soft electronic applications, such as e-paper, e-book, smart card, RFID tag, photovoltaics, portable computer, sensor, memory, etc. An optimal multi-layered structure of organic semiconductor, insulator, and electrodes is required to achieve high-performance OFET. Since most organic semiconductors are self-assembled structures with weak van der Waals forces during film formation, their crystalline structures and orientation are significantly affected by environmental conditions, specifically, substrate properties of surface energy and roughness, changing the corresponding OFET. Organo-compatible insulators and surface treatments can induce the crystal structure and orientation of solution- or vacuum-processable organic semiconductors preferential to the charge-carrier transport in OFET.

• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.20 no.2
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• pp.171-181
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• 2020

Recently, free-formed construction technology is becoming a new measure of representing technological superiority and sociocultural ingenuity. However, the CNC processing technology utilizing the existing wood and iron form has limitations in terms of the manufacturing time and material cost. Therefore, in this study, the method and process of manufacturing free-formed EPS form using S-LOM-based 3D printing technology were suggested. Furthermore, through the mock-up test, a comparative analysis of the manufacturing time and precision with CNC milling technology was conducted. The results show that S-LOM-based 3D printing technology has reduced manufacturing time about 57.4% compared to CNC milling technology during the free-formed EPS form manufacturing process. In addition, compared to the design drawings, the maximum error value was 20.5mm, proving the applicability of S-LOM-based 3D printing technology. The results of this study are expected to contribute to the improvement of S-LOM method and the activation of S-LOM method by verifying the applicability of S-LOM-based 3D printing technology.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.317-317
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• 2012

사파이어는 우수한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, 청색 발광특성을 나타내는 GaN와 격자상수, 열팽창 계수가 가장 유사할 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴하여 GaN 성장을 위한 기판으로 사용된다. 실제로 사파이어는 프로젝터와 전자파장치, 군사용 장비 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 발광 다이오드(LED)를 위한 기판으로 활용됨으로써 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 사파이어 결정의 성장 중에 생길 수 있는 전위(dislocation)와 적층결함(stacking fault) 등의 결정 결함들은 결정 내에 존재하여 역학적, 전기적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 사파이어가 청색 발광소자의 기판으로 사용되는 경우, 사파이어 기판 내부의 결정 결함은 증착되는 박막 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 사파이어의 보다 나은 응용을 위해서는 결함의 형성 메커니즘과 결정 결함의 평가기술 등에 대한 이해가 필요하고, 특히 결함의 정량적 평가 기술의 개발은 사파이어의 상용화에 중요한 핵심요소 중 하나이다. 결정 내 결함이 위치하는 부분은 분자나 원자간의 결합이 약하거나 높은 에너지 상태이므로, 결정의 표면을 적절한 산이나 염기 등을 이용하여 에칭하면 에칭반응은 결정의 전위 위치에 해당하는 부분부터 일어나 결정의 표면에 에치핏을 형성한다. 따라서 결정 표면에 나타나는 에치핏의 개수를 관찰하면 결정의 전위 밀도 파악이 비교적 간단하고, 에칭반응의 이러한 특징은 전위의 정량적 평가에 이용이 가능하다. 본 연구는 4인치 사파이어 조각기판을 수산화칼륨(KOH)으로 습식에칭 후 표면에 나타나는 에치핏의 형성거동과 이의 시간 및 온도 의존성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 단결정의 전위밀도를 예측하기 위해 사파이어 조각시편의 단위면적당 에치핏의 개수를 파악하여 에치핏밀도(EPD, etch pid density)를 계산하였고, 값의 불확도(uncertainty)를 계산하여 전위밀도의 신뢰도를 평가하였다. 그 결과, 사파이어 조각시편의 에치핏밀도는 단위면적($cm^2$)당 약 ${\sim}10^2$개로 확인되었고, 이 값은 약 2%의 상대불확도를 가지는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.354-354
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• 2012

실리콘 양자점 태양전지는 실리콘이 nm 크기의 양자점으로 될 경우 밴드갭이 증가하여 태양광 중의 가시광선을 광전변환에 활용함으로써 효율을 향상시키는 차세대 태양전지이다. 그러나 실리콘 양자점이 SiO2 매질 내에 분포하므로 양자점층의 두께가 증가할 경우 박막의 직렬저항이 증가하여 일정 두께 이상이 되면 효율이 감소하는 결과를 가져온다. 본 연구에서는 두께증가에 따른 효율저하 문제를 해결하기 위해 다결정 실리콘으로 이루어진 완충층을 도입 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 두 가지 형태의 실리콘 양자점 태양전지를 제작하여 광전변환 특성을 비교하였다. 첫 번재 구조는 B이 도핑된 단일 실리콘 양자점층 태양전지이다. 양자점층은 2 nm SiOx 층과 2 nm SiO2 층을 적층한 후 $1,100^{\circ}C$에서 20분간 질소 분위기에서 급속 열처리하여 제작하였다. 실리콘 양자점 층의 두께를 40 nm에서 200 nm까지 변화시키면서 효율을 측정한 결과 100 nm 정도에서 효율이 감소하기 시작하였다. 이러한 효율감소는 양자점층의 저항 증가에 따른 전류감소에 의함이 확인되었다. 이와는 대조적으로 실리콘 양자점 층의 저항을 줄이기 위해 실리콘 양자점층 내에 50 nm 간격으로 10 nm 두께의 B이 도핑된 다결정 실리콘층을 배치하는 실리콘 양자점 태양전지를 개발하였다. 이러한 실리콘 양자점 층의 두께를 증가시킬 경우 효율이 지속적으로 증가함을 관찰하였다. 이러한 두 가지 형태의 양자점층을 이차이온질량분석법으로 분석한 결과 단일 실리콘 양자점층의 경우 두께가 약 70 nm 정도부터 이온빔 스퍼터링에 의한 저항증가에 따른 대전현상 (charging)이 관찰되었으나 다결정 실리콘 층이 배치된 실리콘 양자점층에서는 전혀 대전현상이 발생하지 않았다. 이는 다결정 실리콘 층이 캐리어를 이동시키는 매개체 역할을 하는 것으로 해석될 수 있다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.11 no.2
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• pp.225-229
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• 2011

In this study, capacitive type pressure sensors based on low temperature co-fired ceramics (LTCC) technology for environmental monitoring were demonstrated. The LTCC is one of promising technology than is based one since it has many advantages (e.g., low cost production, high manufacturing yields and easy realizing 3D structure etc.) for sensor application. Especially, it has good mechanical and chemical properties for robust environmental application. The 3D LTCC diaphragm with thickness of 400 ${\mu}m$ were fabricated by laminating 4 green sheets using commercial powder (NEG, MLS 22C). To evaluate the sensing properties of the different cavity areas, two types of diaphragm which had different cavity areas with 25, 49 $mm^2$ respectively, were fabricated. To realize capacitive type pressure sensor, the Au top electrode was fabricated using thermal evaporator and the bottome electrode was compressed using aluminium foil. The sensing properties of the fabricated sensors showed linear characteristic under different pressure (0~30 psi) using pressure measurement system.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.50 no.3
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• pp.219-224
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• 2017

The K gettering in $SiO_2/PSG/SiO_2/Al-1%Si$ multilevel thin films was investigated using SIMS(secondary ion mass spectrometry) and XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) analysis. DC magnetron sputter techniques and APCVD(atmosphere pressure chemical vapor deposition) were utilized for the deposition of Al-1%Si thin films and $SiO_2/PSG/SiO_2$ passivations, respectively. Heat treatment was carried out at $400^{\circ}C$ for 5 h in air. SIMS depth profiling was used to determine the distribution of K, Al, Si, P and other elements throughout the $SiO_2/PSG/SiO_2/Al-1%Si$ multilevel thin films. XPS was used to analyze binding energies of Si and P elements in PSG passivation layers. K peaks were observed throughout the $PSG/SiO_2$ passivation layers on the Al-1%Si thin films and especially at the $PSG/SiO_2$ interfaces. K gettering in $SiO_2/PSG/SiO_2/Al-1%Si$ multilevel thin films is considered to be caused by a segregation type of gettering. The chemical state of Si and P elements in PSG passivation appears to be $SiO_2$ and $P_2O_5$, respectively