• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1437-1439
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• 1995

This paper investigates the effect of thermal oxidation on the profile of the residual stress along the depth of p+ silicon films by quantitative determination method. Two examples for the application of this method illustrate that most of p+ region is subjected to the tensile stress except the region near the front surface and that the stress gradient of the film oxidized at $1100^{\circ}C$ is more steep than that of the film oxidized at $1000^{\circ}C$.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.355-358
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• 2003

To estimate the residual stresses in the thin film and surface coatings, combined method based on nanoindentation and finite element (FE) analysis was developed. A simple equation for estimating the residual stress was composed of the hardness and the parameters which can be driven from the nanoindentation loading and unloading behaviors. FE analysis on the nanoindentation procedure under the various residual stress levels was performed to determine the parameters that included in the equation. The equation showed a good coincidence between the estimated residual stresses and those for the FE analysis. Thus the proposed method was considered as a useful method for estimating the residual stresses in the thin film without stress free specimen.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.72-75
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• 1994

In this paper, a novel method to figure out the relative residual stress distribution along the depth of silicon diaphragms is presented Cantilevers with various thickness are fabricated by the time controlled etching method using EPW as an etchant. The boron concentration along the depth of the cantilevers is obtained by the TSUPREM IV simulation, and the etching time to get the proper thickness is calculated. By measuring deflections of the p+ silicon cantilevers the stress profile along the depth of diaphragm is calculated. The obtained stress profile is reasonable and useful to expect the deflection of cantilevers and the buckling of diaphragms.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.2521-2523
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• 1998

Freestanding flexible microstructures fabricated from deposited thin films become mechanically unstable when internal stresses exceed critical values. The residual stress and stress gradient of aluminum thin film were examined to make sure of fabricating the reproduceable aluminium structure. For good shape of micro mirror array and microstructures, the experiment was done varying thickness and deposition rate. As the aluminium film thickness increased from 0.8${\mu}m$ to 1.6${\mu}m$, the stress gradient decreased from 11.62MPa/${\mu}m$ to 2.62MPa/${\mu}m$. The residual stress values are from 42.4MPa to 62.24MPa of tensile stresses.

• 접착 및 계면
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• 제3권4호
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• pp.37-43
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• 2002

표면 개질 또는 박막 공정을 위하여 많은 박막 증착 기술들이 지속적으로 개발, 발전되어 왔다. 그러나, 증착된 박막의 접착성이 불량하여 사용 도중에 기판으로부터 분리된다면 아무리 좋은 성질을 가진 박막일지라 할지라도 제대로 사용될 수 없을 것이다. 이처럼 박막의 접착성은 박막의 기능 못지않게 매우 중요하다. 본 원고에서는 계면 구조와 박막의 접착력 사이의 관계와 박막의 접착력에 영향을 주는 인자들을 살펴보았다. 박막의 접착력에 영향을 주는 인자들에는 박막 및 기판의 화학 조성 및 구조, 박막과 기판의 반응성, 기판의 표면 거칠기, 박막의 잔류 응력 등과 같은 내부 인자와 하중, 온도, 습도, 부식환경 등의 외부 인자가 있는데, 이들을 어떻게 조절하여 박막의 접착력을 향상 또는 유지시키는 방법을 알아보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권4호
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• pp.526-533
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• 2005

Reliability problem in inkjet printhead, one of MEMS devices, is also very important. To eject an ink drop, the temperature of heater must be high so that ink contacting with surface reaches above $280^{o}C$ on the instant. Its heater is embedded in the thin multi-layer in which several materials are deposited. MEMS processes are the main sources of residual stresses development. Residual stress is one of the factors reducing the reliability of MEMS devices. We measured residual stresses of single layers that consist of multilayer. FE analysis is performed using design of experiment(DOE). Transient analysis for heat transfer is performed to get a temperature distribution. And then static analysis is performed with the temperature distribution obtained by heat transfer analysis and the measured residual stresses to get a stress distribution in the structure. Although the residual stress is bigger than thermal stress, thermal stress is more influential on fatigue life.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.139-139
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• 1999

다이아몬드는 지구상에서 가장 단단한 물질로 잘 알려져 있을 뿐만 아니라 공업적 측면에서 볼 때, 여러 가지 특출한 성질들을 동시에 지니고 있다. 인장강도, 압축강도, 탄성계수 등 기계적 특성이 우수하고 넓은 광투과성과 내열, 내화학, 내방사성을 지니고 있으며, 열전도율이 높고 전기적으로 절연체이다. 또한 hole이동도가 높고 도핑에 의해서 반도체적 특성을 나타낸다. 이와 같이 매우 뛰어난 성질을 공업적으로 응용하기 위하여 이전부터 많은 연구가 행해져 왔으며, 1980년대에 들어와 박막이나 코팅 형태로의 합성이 가능한 기상합성법이 큰 발전을 보임으로써 다이아몬드의 우수한 특성을 여러 분야에서 폭넓게 응용할 수 있게 되었다. 특히 마찰 응용분야에 최적의 재료로 추천되고 있다. 지금도 Epitaxial 다이이몬드를 기지 위에 성장시키고 다결정질박막을 여러 가지 비다이아몬드(Si, W, Mo 등) 기지 위에 성장시키는 연구가 계속되고 있으며 공구강 위엥 경질코팅으로써 한층 개선된 다이아몬드박막 제조를 위한 수많은 연구노력들이 집중되고 있다. 그러나 일반탄소강에 다이아몬드박막을 성장시키기 위한 많은 노력들은 크게 바람직하지 않은 non-diamond carbon(black carbon or graphitic soot)의 형성 때문에 방해를 받고 있다. 계면에서 이들의 형성은 증착된 다이아몬드박막과 금속기지의 저조한 밀착력을 나타내게 된다. 이외 같이 다이아몬드박막의 응용을 위하여 다이아몬드피막에 요구되는 중요한 조건은 기지에 대해서 강한 밀착력을 나타내는 것이며, 동시에 상대물에 대하여 낮은 마찰계수를 가져야 한다. 그러나 다이아몬드와 금속기지는 서로 다른 열챙창계수(각각 0.87$\times$10-6K-1, 12$\times$10-6K-1)의 차이로 인하여 밀착력이 현저히 떨어진다는 단점으로 인해 산업화에 많은 제약을 받아왔다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 다이아몬드박막과 금속기지 사이에 중간층을 이용하는 방법을 제안하였다. 이러한 시도는 일반적으로 중간층 형성 금속인 Ti 또는 TiN 등이 적용되었으나 원하는 결과를 얻지 못하였다. 즉 carbon과 Fe의 상호확산, non-diamond carbon상의 형성 그리고 열잔류응력을 완화시키고 일반탄소강 위에 다이아몬드박막을 형성시켜 우수한 밀착력을 얻기 위한 목적에 미흡하였던 것이다. 이에 중간층으로 Cr 또는 Cr계 화합물 박막을 이용하였는 바, 이 중간층을 이용한 결과 우수한 밀착력을 나타내는 다이아몬드박막을 얻었으며 열적, 구조저으로 모재와 다이아몬드에 적합한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에 의해 얻어진 결과들은 재료 가공을 위하여 높은 경도와 내마모성등이 요구되는 절삭공구나 금형의 수명 향항에 크게 기여할 것이며 산업적으로 큰 응용이 기대된다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권2호
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• pp.337-342
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• 2022

최근 프린팅 기술은 디스플레이나 연료전지를 포함한 IT 분야에 폭넓게 사용되고 있지만 핵심 부품인 프린터 헤드의 박막을 적층하는 제조공정에서 발생하는 잔류응력 및 열응력으로 인해 기판이 변형되거나 노즐층이 파손되어 잉크가 새거나 원하는 영역으로 토출되지 않는 문제가 발생하고 있다. 따라서 본 논문에서는 보다 견고하고 신뢰할수 있는 구조를 가진 열전사 잉크젯 프린트 헤드 형상을 제안하고자 한다. 기판과 노즐층의 변형을 줄이기 위해 리브, 기둥, 지지벽 및 개별 피드홀과 같은 다양한 형태의 잉크젯 프린트 헤드 구조가 설계되었으며, FEA 해석을 통해 타당성을 검증하였다. 해석 결과 헤드의 최대 응력 및 노즐층 변형이 최소 40~50%로 급격히 감소하였으며 기둥 및 지지벽 형태의 프린터 헤드를 제작하여 노즐층 변형에 의한 균열 및 잉크 누출이 없는 것을 확인하였다. 따라서 제안된 헤드 형상이 정상 방향의 잉크 토출에 기여하며 대면적 프린팅 기술에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.328-332
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• 2012

Ag (silver)의 일함수는 T-OLED (Top Emission Organic Light Emitting Diode)의 전극소자로 사용하기에는 다소 낮다는 단점이 있다(~4.3 eV). 이러한 단점을 해결하기 위한 대안으로 Ag 박막의 표면을 플라즈마, UV, 열처리를 통하여 일함수를 높이는 연구가 진행되어 왔다(~5.0 eV). 하지만 현재의 대부분 연구는 후 처리된 박막의 일함수에 초점을 맞춰 연구가 진행되어, 박막의 mechanical property에 대한 연구는 매우 부족하며 이는 T-OLED의 효율과 수명 등의 연구에 매우 중요하다. 본 논문에서는 Ag와 $AgO_x$ 박막의 mechanical property에 초점을 맞춰 분석을 실시하였다. Ag는 유리기판 위에 rf-magnetron sputter를 이용하여 100 W의 power에서 150 nm 두께로 증착되었다. 증착된 박막은 UV 램프를 이용하여 다양한 시간동안 UV 처리되었다(0~9분). 본 논문에서는 처리된 박막의 면저항을 측정하고 nano indenter, Scanning Probe Microscopy의 Atomic Force Microscopy mode를 이용하여 mechanical property를 분석하였다. 실험 결과 UV 처리 시간이 3분을 넘어가는 시편과 3분 이내의 시편은 면저항값 및 경도 값에 큰 차이가 있었다. 이러한 결과는 Ag 박막의 후처리에 따른 Ag 물질의 산화 및 결합상태에 따라 박막 내에 존재하는 stress의 영향으로 예상되어진다.

• 전기화학회지
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• 제18권1호
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• pp.7-16
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• 2015

전기도금공정을 이용하여 상온에서 제조된 Cu박막의 특성에 미치는 피로인산구리용액의 화학성분($Cu^{2+}$ 농도, $K_4P_2O_7$ 농도, 첨가제 농도)의 영향에 대한 연구를 수행하였다. 전류효율은 도금용액의 $Cu^{2+}$ 농도가 0.3 M까지 높아짐에 따라 거의 100%까지 증가하는 경향을 나타내었다. $K_4P_2O_7$ 농도는 1.5~1.8 M 농도에서 전류효율의 감소를 나타내었으나, 0.9~1.3 M과 2.1~2.4 M에서는 거의 100%의 전류효율을 나타내었다. 첨가제의 농도 변화는 전류효율에는 거의 영향을 미치지 않았다. 전기도금 된 Cu 박막의 잔류응력은 도금용액의 $Cu^{2+}$ 농도가 0.15 M 이하에서는 약 20 MPa로 측정되었으나, $Cu^{2+}$ 농도가 증가함에 따라 증가하다가 0.25 M 에서 약 120 MPa의 최대치를 나타내었다. 한편 도금용액의 $K_4P_2O_7$ 농도가 0.9 M로부터 2.4M로 증가할수록 잔류 응력은 80MPa로부터 0 MPa까지 감소하는 경향을 나타내었으며, 첨가제의 농도는 잔류응력에 영향을 미치지 않은 것으로 관찰되었다. 표면형상의 경우 $Cu^{2+}$ 농도와 $K_4P_2O_7$ 농도는 상당한 영향을 미쳤으나, 첨가제는 약간의 영향만을 나타내었다. XRD 분석 결과 $Cu^{2+}$ 농도와 $K_4P_2O_7$ 농도는 Cu 박막의 미세조직에 상당한 영향을 미쳤으나, 첨가제는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. $Cu^{2+}$ 농도와 $K_4P_2O_7$ 농도가 증가할수록 (111) 피크의 강한 우선방향성이 나타내었다.