• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.52-52
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• 2012

최근 선진국을 중심으로 제조기술의 산업혁명이라고 불릴 정도로 큰 파급효과가 기대되는 자기조립기반의 산업공정기술을 확보하기 위한 많은 노력과 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 자기조립(Self-Assembly) 현상은 자연에서 일어나는 자발적인 힘으로 원자 또는 분자 단위까지 구조물을 제어하고 bottom-up 방식(상향식: 원자/분자 스케일의 나노구조를 배열/조립하여 원하는 형태의 패턴을 만들어 내는 방식)으로 원하는 구조물을 설계/제작할 수 있는 능력을 가지고 있다. 기초적인 과학으로부터 출발한 자기조립기술은 최근 자기조립 응용개발에서 많은 성과를 이루어내면서 산업화 가능성을 크게 하고, 과학계와 산업계의 많은 관심을 불러일으키고 있다. 반도체 산업기술을 예측하는 ITRS 로드맵(2005년)에 의하면 directed self-assembly 방법이 새로운 미래 패터닝 기술로 개발되어 2016년경에 사용되고, 자기조립소재로 제작된 다양한 응용소자들은 새로운 미래소자로 개발될 것으로 예상하고 있다. 이에 맞추어 국내 기업들도 diblock copolymer를 이용한 나노패터닝 기술 확보를 위한 연구를 진행하고 있다. 또한 IBM은 자기조립기술을 반도체공정에 실험적으로 적용하여 자기조립기술이 생산 공정에 부분적으로 적용될 가능성이 크다는 것을 보여주었다. 산업계와 함께 학계의 연구센터에서는 산업화를 위한 자기조립 집적화 공정(Integrated process) 개발을 이루기 위하여 체계적으로 연구를 실시하고 있다. 미국의 Northeastern 대학의 CHN(Center for high-rate Nanomanufacturing) 연구센터는 자기조립 집적화에 용이한 새로운 개념의 소자를 제안하고 이를 집적화하기 위한 다양한 공정을 개발하고 있으며, Wisconsin 대학의 NSEC(Nanosacle Science and Engineering Center) 연구센터는 diblock copolymer를 이용한 나노패터닝 기술 개발에서 획기적인 결과를 도출하여 산업계에 적용될 가능성을 높이고 있다. 이와 같은 결과들로부터 앞으로의 자기조립기술에 대한 연구는 3차원 구조물을 제작할 수 있는 집적화 공정에 집중될 것이고, 이를 위하여 새로운 개념의 단순한 구조의 응용소자개발도 함께 추진될 것으로 판단된다. 또한 실용 가능성이 큰 집적화 공정으로 개발하기 위하여 기존의 top-down 방식을 접목한 bottom-up 방식의 자기조립 집적화 공정이 개발될 것으로 예상하고 있다. 이와 함께 자기조립공정은 반복되는 구조를 쉽게 제작할 수 있는 장점을 가지고 있어 다양한 응용소자 [태양전지(solar cell), 연료전지(fuel cell), 유연성 있는 전자기기(flexible electronics), 화면표시 장치(display device)] 제작에 쉽게 이용되어 새로운 산업을 창출할 수 있는 가능성을 보이고 있다. 본 자기조립 연구 센터에서는 이와 같은 자기조립 특성을 제조공정에 적용하여 혁신적인 제조공정기술을 확보하고자 연구를 진행하고 있다. 그러므로 본 발표에서 이와 같은 연구 흐름과 함께 본 센터에서 진행하고 있는 자기조립 제조방법을 소개하고자 한다. 이와 함께 자기조립방법을 이용하여 제작된 다양한 응용소자 개발 결과를 발표하고, 이를 top-down 방식과 접목하여 집적화공정으로 개발하는 전략을 함께 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.5
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• pp.475-479
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• 2012

We present a novel polymer fabrication process involving direct UV patterning of a hyperbranched polymer, AEO3000. Compared to PDMS, which is the most widely used polymer in bioMEMS devices, the present polymer has advantages with regard to electrode integration and fast fabrication. We designed a four-chip microelectrofluidic bench having three electrical pads and two fluidic I/O ports. We integrated a microfluidic mixer and a cell separator on the bench to characterize the interconnection performance and sample manipulation. Electrical and fluidic characterization of the microfluidic bench was performed. The measured electrical contact resistance was $0.75{\pm}0.44{\Omega}$, which is small enough for electrical applications, and the pressure drop was 8.3 kPa, which was 39.3% of the value in the tubing method. By performing yeast mixing and a separation test in the integrated module on the bench, we successfully showed that the interconnected chips could be used for bio-sample manipulation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.37-37
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• 2011

반도체 칩의 빠른 성장에는 Si을 기본으로 한 산화막 또는 질화막 재료의 공헌이 크다. 하나의 반도체 소자를 만드는 데 있어, 산화막(SiO2)과 질화막(Si3N4)은 각각 다양한 두께와 다양한 방법으로 제조되고 있기 때문이다. 또한 차세대 소자제작을 위해 사용되는 미세 patterning 방법으로 dual patterning 방법을 사용하는데 이는 ALD나 CVD를 이용한 저온 SiO2 증착공정을 기반으로 하고 있다. 이러한 Si 기반 소재 개발이나 공정개발을 위해 많은 Si 전구체가 개발되어지고 있지만 적합한 전구체를 선별하기는 어려운 실정이다. 본 연구에서는 FT-IR (Fourier transform-infrared)을 이용하여 개발된 전구체의 기상안전성 및 반응성을 실시간으로 진단하여 기존의 전구체와의 차별성을 확인하고 우수한 전구체를 선별하기 위한 연구를 진행하였다. 이를 위해 특별히 제작된 가스셀을 사용하여 열 및 플라즈마 상태변화에서의 분자상태 변형을 진단하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.9 no.8
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• pp.799-805
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• 1996

In short channel MOSFET, it is very important to establish optimal process conditions because of variation of device characteristics due to the process parameters. In this paper, we used process simulator and device characteristics caused by process parameter variation. From this simulation, it has been ' derived to the dependence relations between process parameters and device characteristics. The experimental result of fabricated short channel device according to the optimal process parameters demonstrate good device characteristics.

• The Optical Journal
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• s.124
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• pp.28-32
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• 2009

초정밀 초고속 레이저 가공공정 및 장비는 유연소재의 태양전지, 인쇄전자소자(printed electronics devices)의 초고속 절단공정, 고기능 다기능 모바일 기기용 고부가 PCB의 초정밀 초고속 레이저 드릴링 및 복합 유연 가공 등에 적용된다. 최근 레이저 가공기 연구개발 패러다임은 레이저 의존형 장비 개발에서 레이저 맞춤형 장비 개발로 변화되고 있다. 즉, 수입된 레이저 발진기 및 광학기기를 사용하여 레이저 공정 및 장비를 개발하는 방식에서 벗어나, 개발하고자 하는 공정 및 장비에 최적화된 레이저 발진기 개발을 병행하는 것이다. 이러한 상황에서 최근 지식경제부 산업원천기술개발사업으로 신개념 레이저 기반 초정밀 초고속 가공시스템 개발이 착수되었으며, 본 고에서는 이에 대한 전반적인 내용들 소개하고자 한다.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.24 no.4
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• pp.120-123
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• 2023

Graphene, with its exceptional mechanical and electrical properties, has gained significant attention from researchers due to its superior characteristics compared to conventional materials. However, the application of graphene in electronic devices requires a crucial transcription and patterning process, which often introduces numerous defects, substantially impairing its properties. To overcome this limitation and unlock the full potential of graphene for commercial use, there have been various efforts to develop integrated processes for transcription and patterning. In this study, we present a novel growth method that simultaneously achieves precise patterning using polymer nanowires as masks, allowing for the direct growth of graphene. This innovative approach holds promise for realizing advanced electronic components based on nanomaterials in the future.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.4 no.3
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• pp.259-266
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• 1991

1.5.mu.m의 찬넬길이를 갖는 short channel 비휘발성 SNOSFET 기억소자를 기존의 CMOS 1 Mbit 공정기술을 이용하여 제작하고 I$_{d}$-V$_{d}$ 및 I$_{d}$- V$_{g}$특성과 스윗칭 및 기억유지특성을 조사하였다. 그 결과 제작한 소자는 논리회로 설계에 적절한 전도특성을 가졌으며 스윗칭시간은 인가전압의 크기에 의존함을 보였다. 그리고 3V의 memory window 크기를 얻기 위해서 V$_{w}$ =+34V, t$_{w}$ =50.mu.sec 및 V$_{e}$=-34V, t$_{e}$=500.mu.sec의 펄스전압으로 각각 write-in과 erase할 수 있었다. 또한 기억상태는 10년이상 유지할 수 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.47-47
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• 2018

단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 우수한 물리적 화학적 특성을 갖고 있어 나노전자소자, 투명전도막, 에너지소자, 센서 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 열화학기상증착(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)법은 SWNTs의 합성 공정이 간단하고 공정변수의 제어가 용이하다는 장점이 있어 SWNT 합성 연구에 가장 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 금속 촉매의 박막이 증착된 합성 기판은 온도가 가장 높고 비교적 균일성이 보장되는 TCVD 반응기의 중심부에 위치시키고 공정변수를 변화해가며 연구를 진행해 왔다. 본 실험실에서는 수평형 반응기 전역에 합성 기판을 설치하여 SWNTs를 합성한 결과, 반응기의 중심보다 뒤의 영역에서 SWNTs의 합성 수율이 상당히 증가하는 것을 초기실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 SWNTs 합성 시 가스 유량과 합성 온도를 변화시켰을 때 기판 위치에 따른 SWNTs의 수율 및 물성변화를 구체적으로 조사하였다. 합성가스와 촉매로는 메탄가스와 철 박막을 사용하였으며, 합성 수율의 변화는 고분해능 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 그리고 합성된 SWNTs의 형태 및 결정성은 라만분광법과 원자간힘현미경을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 진행하였던 모든 합성 조건에서 반응기 중심보다 뒤의 영역에서 더 고수율의 SWNTs가 합성되었으며, 최적 합성 조건의 SWNTs 면밀도는 99% 이상이었다. 본 연구의 결과는 CVD 공정을 이용하는 다양한 저차원 나노 소재의 합성에도 적용될 수 있을 것으로 사료되며, 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.3
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• pp.123-131
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• 2019

In this study, the development of transparent UV blocking material using $TiO_{2-x}$ oxide thin film process was developed. A process technology is related to a process technology for making a sample with ultraviolet-shielding property of visible light transmittance of 78 % or more (total light transmittance at 550 nm) and of a UV cut-off characteristic of more than 95 % at 315 nm in ultraviolet wavelength band. In this study, it is possible to establish a flexible device process condition of high performance ultraviolet (UV) shielding thin film, to design mixed type of transparent flexible device with heterogeneous characteristics and to formulate composite deposition technology, according to various market demands. Establishment of actual roll-to-roll continuous process and equipment and process technology will affect related industries greatly.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.218-218
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• 2003

21세기 정보기반사회에서는 정보처리량의 증가로 인한 대용량 정보 교환을 위하여 신호처리의 고속화/광대역화가 요구되어진다. 완전 광통신망의 구축에 의한 대용량의 광통신을 위해서는 고속이며, 집적화가 가능한 저가의 광전자 소자 개발이 필요하다. 광전자 소자 중 전기-광학 변조 효과를 이용한 광소자의 구현을 위한 소재로서 극성 배향된 비선형 광학 유기고분자 소재는 가공성이 뛰어나 원하는 형태의 광도파로로 제조할 수 있다는 장점에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 아직 전기광학계수의 향상과 더불어 유기고분자가 가지고 있는 열 및 광화학적 안정성이 낮은 기본적인 문제점과 폴링(poling)에 의해 배향된 극성이 시간에 따라 완화되는 문제의 해결이 요구되고 있다. 이러한 문제점 해결을 위한 기초 연구로 유기물을 졸-겔 매트릭스에 나노 사이즈로 분산하는 방법으로 유기물의 내화학적 안정성을 향상하고자 시도하였다. 잘 알려져 있는 바와 같이 유/무기 하이브리드 졸-겔 재료는 광 투광성이 우수하고 저온에서의 재료 합성과 저가 공정이 가능하여 광기능성 유기물의 호스트(host) 재료로 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 MTMS(methyltrimethoxysilane)과 TEOS (tetra-ethoxyorthosilicate)를 0-100 mol%로 혼합하고 가수분해하는 방법으로 친수성/친유성 특성을 제어하여, 분산되는 유기물의 사이즈를 조정하였다. 각 실험 조건에 따른 유기물 분산체의 크기를 SEM 및 TEM으로 관찰하였으며, 나노 사이즈로 분산된 유/무기 졸-겔 코팅막의 광학적 특성을 프리즘 커플러를 이용하여 조사하였다.