• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.56 no.6
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• pp.341-352
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• 2023

This paper reviews the potentials of a rotary chemical vapor deposition (RCVD) process for nanomaterial synthesis and coating on powder-based materials. The rotary reactor offers a significant improvement over traditional CVD methods having horizontal and fixed reaction chambers. The RCVD system yields enhanced productivity and surface coating uniformity of nanoparticles applied in various purposes, such as efficient heat dissipation, surface hardness enhancement, and enhanced energy storage performances. The effectiveness of the RCVD system would open up new possibilities in various applications because uniform coating on powder-based materials with massive productivity is inevitable to develop multi-functional materials with high reliability.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.463-464
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• 2006

광산업 및 디스플레이 산업의 발전에 따라 관련 제품의 핵심 부품 및 소재 개발이 매우 중요하게 대두되고 있다. 전계방출 소자 및 back light가 되는 나노 발광체의 핵심소재중 하나인 CNT paste는 국내외에서 연구가 진행중이다. 본 연구에서는 메탄올속에서 초음파를 이용하여 분산시킨 CNT 분말, 유기 바인더, 용매, glass frit, Ag powder 등을 사용하여 paste를 만들고, TGA(Thermogravimetric Analyzer)와 SEM(Scanning Electron Microscopy) 분석에 의해 제조 공정의 최적화를 실시하였다.

• Broadcasting and Media Magazine
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• v.20 no.2
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• pp.43-53
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• 2015

차세대 모바일 기술의 새로운 형태인 웨어러블 디바이스는 현재 많은 ICT분야의 기업뿐만 아니라 스포츠 관련 기업들까지 다양한 제품을 출시하고 있다. 본 기고문에서는 이러한 시점에서 웨어러블 디바이스용 유기전자소자에 대한 기술동향을 정리하고 이에 대한 향후 전망에 대해서 논의하고자 한다. 특히 다양한 환경을 모니터링 할 수 있는 웨어러블 디바이스형태의 화학 감지 센서에 대한 소재, 소자 및 공정기술에 대한 기술동향에 대해서 보고하고자 한다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.23 no.2
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• pp.172-178
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• 2019

This paper has designed, fabricated, and analyzed the passive devices realized using low temperature co-fired ceramic (LTCC) multi layer substrates by dividing into the shrinkage process and the non-shrinkage process. Using two types of ceramic materials with dielectric constant 7 or 40, we have fabricated the same shape of various elements in 2 different processes and compared the characteristics. For the substrate of dielctric constant 40, compared with the shrinkage process which has 17% shrink in the X and Y directions with 36% shrink in the Z direction, the non-shrinkage process has 43% shrink in the Z direction without shrink in the X and Y directions, so high dimensional accuracy and surface flatness can be obtained. The inductances and capacitances of the fabricated elements are estimated from measurement using empirical analysis equations of parameters and implemented as a design library. Depending on the substrate and the process, the inductance and capacitance depending on the turn number of winding and unit area have been measured, and empirical polynomials are proposed to predict element values.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2000.11a
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• pp.11-11
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• 2000

이동통신기술의 급격한 발달로 고주파회로의 packaging과 interconnect 기술의 고성능화 와 저가격화에 대한 새로운 도전이 요구되고 있다‘ 대부분 기존의 무선통신 부품은 P PCB(Printed Wiring Board)기술을 활용하고 있으나 이러한 기술이 점차로 고주파화되는 경 향을 만족시킬수 없어 새로운 고주파 부품기술이 요구되고 있는 실정이다 .. RF 회로를 구성 하기 위하여 PCB소재의 환경적, 치수안정성 문제를 극복하기 위하여 L TCC(Low T Temperature Cofired Ceramics)기술이 최근 주목을 받고 있다. 차세대 이동통신 기술은 수십 GHz 이상의 고주파특성이 우수하고, 고성능의 초소형의 부품을 저가격으로 제조할수 있으며, 시장의 변화에 기민하게 대처할수 있는 기술이 요구되 고 있으며, 이러한 기술적 필요성에 부합할수 있도록 LTCC 기술이 제안되었다. 이러한 C Ceramic Interconnect 기술은 높은 신뢰성을 바탕으로 fine patterning 기술과 저가의 m metallizing 기술로 가능하게 되었다. 초고주파 통신부품기술은 미국과 유럽 등을 중심으로 G GHz 대역또는 mm wave 대역의 기술에 대하여 치열한 기술개발 경쟁을 벌이고 있으며, 이 러한 고주파 패키징 기술을 바탕으로 미래의 군사, 항공, 우주 및 이동통신 기술에 지대한 영향을 미칠수 있는 기반기술로 자리잡을 전망이다. L LTCC 기술은 기존의 후막혼성기술에 비하여 공정이 단순하고 대량생산이 가능하고 가 격이 비교적 저렴하다. 또한 다층구조로 제작할수 있고, 수동소자를 내장할수 있어 회로의 소형화와 고밀도화가 가능하다. 특히 무선으로 초고속 정보를 처리하기 위하여 이동통신기 기의 고주파화가 빠르게 진행됨에 따라서 고분자재료에 비하여 고주파특성이 우수할뿐아니 라 환경적, 치수안정성이 우수한 세라믹소재플 사용함으로써 고주파 손실율을 저감할 수 있 다 .. LTCC 기술은 후막회로 기술과 tape dielectric 기술이 결합된 기술이다. 표준화된 소재 와 공정기술을 활용하여 저가격으로 고성능소자플 제작할 수 있으며, 전극재료로서 높은 전 도도를 갖고 있는 Ag, Cu, Au 및 Pd! Ag릎 사용함으로써 고주파 손실을 저감시킬 수 있다. L LTCC 기술이 최종적으로 소형화, 고기능 고주파 부품기술로 지속적으로 발전하기 위하여 무수축(Zero shrinkage) 소성기술, 광식각 후막기술 등이 원천기술로서 확립될 수 있어야 하 며, 특히 국내의 이동통신 기술에 대한 막대한 투자에도 불구하고 차세대 이동통신 부품기 술에 대한 개발은 상대적으로 미흡한 실정이므로 국내에 LTCC 관련 소재공정 및 부품소자 기술에 대한 개발투자가 시급히 이루워져야 할 것으로 판단된다. 본 발표에서는 지금까지 국내외 LTCC 기술의 발전과정을 정리하였고, 현재 이 기술의 응용과 소재와 공정을 중심으로한 개발현황에 대하여 조사하였으며, 앞으로 LTCC가 발전 해야할 방향을 제시하고자 한다.

• Information Display
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• v.23 no.4
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• pp.12-21
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• 2022

반도체 기반 양자점 (QD)소재와 CsPbX3 (X=Cl, Br, I)기반 perovskite 양자점 또는 나노결정 소재(PNC)는 매우 우수한 양자효율과 좁은 발광 선폭으로 고색재현성 디스플레이 색변환 소재 또는 발광 소재로서 각광을 받고 있다. 그러나, 기존 화학적 합성법을 통해 제조되는 QD 및 PNC 소재는 취약한 열 및 화학적 안정성으로 인해 장기 내구성의 개선이 요구된다. 이들 QD 및 PNC 소재는 모두 완전 무기 소재인 산화물 기반 유리 소재내에 생성이 가능하며, 이를 통해 장기 내구성을 근본적으로 개선할 수 있다. 반도체 기반 QD 함유 유리소재 (QDEG)의 경우, 유리 내 core/shell 구조를 가진 QD의 생성으로 양자효율의 향상이 가능했으나, 콜로이드 기반 양자점 (cQD)과 달리 다중 shell의 형성이 어려워 양자효율이 제한되고, 발광 선폭이 넓어 고색재현성 디스플레이용 색변환 소재로 적용되기에는 아직 한계가 있다. 한편, Perovskite 양자점 (또는 나노결정) 함유 유리소재 (PNEG) 소재는 QDEG과 달리 콜로이드 기반의 PNC (c-PNC)가 가지는 우수한 양자효율과 20 nm 수준의 좁은 선폭을 유리 내에서도 가지며, c-PNC 대비 열적, 화학적 및 광학적 안정성이 획기적으로 향상되어 실질적인 응용 가능성을 높이고 있다. 특히, 일반적인 용융-급랭법으로 제조하여 대량생산에 용이하고, 분말 또는 판상 등 다양한 형태로의 제작이 가능한 장점이 있다. 현재까지 제조된 PNEG의 최대 PL-QY는 450 nm 여기 시 녹색 및 적색에서 약 60% 수준이며, Al₂O₃ 분말을 이용할 경우 최대 80% 수준까지 달성이 가능하다. 또한, PNEG과 blue LED를 이용하여 백색 LED를 구현할 경우 color filter를 적용하지 않을 때, NTSC 대비 최대 약 130 % 수준의 높은 색재현 영역을 보여 주고 있으며, 실제 LCD용 BLU로 적용 시 기존 상용 c-QD 소재와 동등 이상의 색재현 영역을 보이고 있어, 실질적인 응용 가능성이 매우 높음을 확인하였다. PNEG의 상업적인 응용을 위해서는 몇 가지 추가적인 연구 개발이 필요하다. 기존 c-QD 또는 c-PNC는 나노 수준 크기의 입자가 액상에 분산된 형태로 입도 제어가 용이하나, PNEG의 경우 분말 제조 시 유리 형성 후 분쇄를 통해 제조되며, 입도가 대개 수십 ㎛ 이하로 작아질 경우 PL-QY가 저하되어, 향후 잉크젯 공정 응용을 위해서는 고효율의 분말 제조공정 개발이 필요하다. 또한, 유리 소재의 경우 절연체로서 기존 QD 소재 대비 electro-luminescence(EL) 소자의 활성층으로 사용하는데 제약이 있어 PNEG을 이용한 EL 소자 제작에 대한 연구도 필요하다. 마지막으로, 기존 c-PNC 소재와 같이 Pb가 함유되지 않은 PNEG 소재의 개발이 선결되어야 할 것으로 판단된다. 이와 같은 해결 과제들에도 불구하고, PNEG 소재는 기존 c-QD 소재 대비 매우 우수한 안정성을 기반으로 고품위 고색재현 디스플레이용 색변환 소재로서 다양한 응용에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.107-108
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• 2007

박막형태의 소재는 일반적으로 광 전자 및 소재가 공 관련 산업에서 특수한 기능이 요구되는 부품 제조에 광범위하게 응용되고 있다. 이러한 박막 소재는 물성 면에서 벌크물질일 때의 물성과 매우 다를 수 있는 것으로알려져 있다. 박막에 스트레인이 존재하면 전자의 이동도나 밴드갭 에너지를 변화시켜 줄 수 있으며, 계면의 전위는 소자를 열화 시키는 역할을 하기도 한다. 이러한 이유로 박막 성장 시 실시간으로 스트레인을 관찰하고 이 결과를 실제 제조공정에 피드백 하여, 소자의 신뢰성을 확보하는 노력이 행해지고 있다. 구리박막의 실시간 응력거동은 F.Spaepen에 의해 보고된 초기 압축응력, 인장응력, 2차적으로 나타나는 점진성의 압축응력의 독특한 3단계 응력거동으로 나타나는 것으로 알려져 있으며, 본 실험에서는 박막증착도중 단시간 증착을 중단한 이후 재 증착을 하여 응력거동을 관찰함으로써 독특한 3단계 응력거동의 메커니즘을 알고자 하였다.

• Journal of the KSME
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• v.56 no.7
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• pp.40-44
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• 2016

1980년대 처음 세상에 등장한 3D프린팅기술은 시제품을 빠르고 경제적으로 생산하려는 초기의 목적에서 나아가 현재에는 직접 제품생산에 적용하려는 시도들이 이루어지고 있다. 하지만 이를 극복하기 위해서는 몇 가지 해결해야 할 문제들 또한 존재하는 것이 현실이다. 전자제품의 회로 제작에 3D프린팅기술을 적용하기 위한 기술들이 개발되고 있으며, 이는 기존의 플라스틱 재료를 이용하는 3D프린팅기술과 전도성 재료를 토출하여 도선을 성형하는 기술이 융합된 하이브리드 3D프린팅기술로 발전되고 있다. 입체전자기술로 알려지고 있는 이 기술은 단일 공정으로 다양한 소재를 사용하여 구동이 가능한 회로소자를 제작할 수 있기 때문에 주문형 회로소자, 웨어러블 디바이스 및 플렉서블 디바이스 등의 개발에 매우 유용하게 적용이 가능할 것으로 기대된다. 향후에는 복잡한 회로소자 제작기술로 발전할 것이며 따라서, 현재의 반도체 제작공정을 대체할 수 있는 기술로 발전이 가능할 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.245-245
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• 2015

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 높은 효율과 낮은 제조비용, 높은 신뢰성으로 인해 박막 태양전지 중 가장 각광받고 있다. 특히 유리기판 대신 가볍고 유연한 철강소재나 플라스틱 소재를 이용하여 발전분야 외에 건물일체형, 수송용, 휴대용등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 이러한 유연 기판을 이용한 CIGS 태양전지의 개발을 위해서는 기판의 특성에 따른 다양한 공정개발이 선행되어야 한다. 특히 CIGS 태양전지에서는 Na의 역할이 매우 중요한데 유연기판의 경우 이러한 Na이 없을 뿐만 아니라 철강기판의 경우 Fe, Ni, Cr등의 불순물이 확산되어 흡수층의 특성을 저하시켜 효율을 감소시킨다. 따라서 이러한 철강 기판의 경우 불순물의 확산을 방지하는 확산방지막이 필수적이다. 또한 플라스틱기판의 경우 내열성이 낮아 저온에서 공정을 진행해야하는 단점이 있다. 이러한 유연기판의 특성을 고려하여 본 연구에서는 유연기판으로 STS 430 stainless steel과 poly-imide를 이용하여 특성 개선을 진행하였다. 먼저 stainless steel과 Poly-imide, soda-lime glass, coning glass의 기판을 이용하여 기판에 따른 흡수층의 특성을 비교 분석하였으며 stainless steel 기판을 이용하여 확산 방지막의 유무 및 두께에 따른 흡수층 및 소자의 특성을 분석하였다. 이때 확산 방지막은 기존 TCO 공정에서 사용되는 i-ZnO를 사용하였으며 RF sputter를 이용하여 50~200nm로 두께를 달리하며 특성 비교를 실시하였다. 이때 효율은 확산방지막을 적용하지 않았을 때 약 5.9%에서 확산 방지막 적용시 약 10.6%로 증가하였다. 또한 poly-imide 기판을 이용하여 $400^{\circ}C$이하에서 흡수층을 제조하여 특성평가를 진행하였으며 소자 제조 후 효율은 약 12.2%를 달성하였다. 모든 흡수층은 Co-Evaporation 방법을 이용하여 제조하였으며 제조된 흡수층은 SEM, XRF, XRD, GD-OES, PL, Raman등을 이용하여 분석하였으며 그 외 일반적인 방법을 이용하여 Mo, CdS, TCO, Al grid를 제조하였다. AR 코팅은 제외 하였으며 제조된 소자는 솔라 시뮬레이터를 이용하여 효율 특성 분석을 실시하였으며 Q.E. 분석을 실시하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.21.2-21.2
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• 2009

발광다이오드는 에너지 변환 효율이 높고 친환경적인 장점으로 인하여 차세대 조명용 광원으로 각광받고 있다. 하지만 현재 발광다이오드는 낮은 광추출효율로 인하여 미래의 수요를 충족시킬 수 있을 만큼 충분한 성능의 효율을 나타내지 못하고 있다. 발광다이오드의 낮은 광추출효율은 반도체소재와 외부 공기와의 큰 굴절률 차이로 인하여 발생하는 전반사 현상에 기인한 것으로 이 문제를 해결하기 위하여 발광다이오드 소자의 발광면 및 기판을 텍스처링하는 방법이 중요하게 인식되고 있다. 하지만 현재까지 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석한 연구는 미진한 상황이다. 본 연구에서는 임프린팅 및 건식식각 공정을 이용하여 다양한 구조의 나노 및 micron 급 패턴을 발광다이오드의 p-GaN층에 형성하였다. 발광다이오드 기판 위에 하드마스크로 사용하기 위한 SiO2를 50nm 증착한 후 그 위에 UV 임프린팅 공정을 진행하여 폴리머 패턴을 형성시켰다. 임프린팅 공정으로 형성된 폴리머 패턴을 CF4CHF3 플라즈마를 이용하여 SiO2를 건식식각하였고, 이후에 SiCl4와 Ar 플라즈마를 이용한 ICP 식각 공정을 진행하여 p-GaN층을 100nm 식각하였다. 마지막으로 BOE를 이용한 습식식각 공정으로 p-GaN층에 남아있는 SiO2층을 제거하여 p-GaN층에 sub-micron에서 micron급의 홀 패턴을 형성하였다. Photoluminescence(PL) 측정을 통해서 발광다이오드 소자에 형성된 패턴의 구조에 따른 광추출 특성을 분석하였다.