• 대한기계학회논문집A
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• 제29권11호
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• pp.1503-1508
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• 2005

Scanning Thermal Microscope (STU) has been known for its superior resolution for local temperature and thermal property measurement. However, commercially available STU probe which is the key component of SThM does not provide resolution enough to explore nanoscale thermal phenomena. Here, we developed a SThM probe fabrication process that can achieve spatial resolution around 50 m. The batch-fabricated probe has a thermocouple junction located at the end of the tip. The size of the thermocouple junction is around 200 m and the distance of the junction from the very end of the tip is 150 m. The probe is currently being used for nanoscale thermal probing of nano-material and nano device.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권10호
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• pp.800-809
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• 2008

Scanning Thermal Microscope (SThM) is the tool that can map out temperature or the thermal property distribution with the highest spatial resolution. Since the local temperature or the thermal property of samples is measured from the extremely small heat transferred through the nanoscale tip-sample contact, improving the sensitivity of SThM probe has always been the key issue. In this study, we develop a new design and fabrication process of SThM probe to improve the sensitivity. The fabrication process is optimized so that cantilevers and tips are made of thermally grown silicon dioxide, which has the lowest thermal conductivity among the materials used in MEMS. The new design allows much higher tip so that heat transfer through the air gap between the sample-probe is reduced further. The position of a reflector is located as far away as possible to minimize the thermal perturbation due to the laser. These full $SiO_2$ SThM probes have much higher sensitivity than that of previous ones.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권7호
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• pp.17-33
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• 2011

천연 골재자원의 고갈로 인해 송배전관로 되메움재의 대체골재로서 재생 순환골재 이용에 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나 순환골재를 송매전관로 메움재로 적용하기 위해서는 물리적, 열적 특성 규명이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 송배전관보 되메움재로 활용하기 위한 폐콘크리트 순환골재의 적용성을 평가하였다. 각 지역에서 채취한 순환골재와 대조군인 일반 강모래를 대상으로 실내다짐시험을 수행한 후, 비정상 열선법과 비정상 탐침법을 이용하여 열저항을 측정하였다. 저함수비 구간에서 비정상 탐침법을 이용한 열저항 측정값은 탐침관입에 따른 시료교란 효과로 인해 비정상 열선법보다 상대적으로 크게 측정되었다. 전체 순환골재의 열저항 측정 결과, 대조군인 강모래와 유사하게 함수비 증가에 따른 열저항의 감소를 보였다. 또한, 기존 열전도도(열저항) 예측 모델에 의한 열저항 예측값과 순환골재의 측정 결과를 비교하였으며, 순환골재에 열저항 예측에 적합한 예측식을 제안하였다. 본 연구결과를 바탕으로 재생 순환골재를 송배전판로 되메움재로 활용 가능함을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.957-962
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• 2014

본 연구에서는 나노스케일의 공간 해상도를 가지는 주사탐침열파현미경(scanning thermal wave microscopy, STWM)을 이용하여 1 차원 나노구조체의 열전도도를 정량적으로 계측하는 방법을 제시한다. 먼저, 1 차원 나노구조체의 열확산도를 계측하기 위한 STWM 의 원리를 설명한 후, 정량적인 열확산도 계측을 위한 이론적 해석 과정을 설명한다. STWM 을 이용한 본 계측기법은 열파가 이동한 거리에 따른 상대적인 위상지연만을 가지고 열확산도를 계측하여 열전도도를 구하기 때문에 탐침과 나노구조체 사이의 열접촉저항 및 나노구조체와 열원간의 열접촉저항의 영향을 받지 않으며, 나노구조체에 인가되는 정확한 열유속을 구할 필요가 없다. 따라서 기존의 측정 기법들에 비해 계측이 매우 단순하면서도 정량적인 계측이 가능하다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.113-121
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• 2011

지중송전관로의 되메움재로는 보통 강모래를 사용하고 있다. 그러나 강모래의 열저항률은 습윤시 $150^{\circ}C$-cm/Watt 정도이고 건조시에는 이보다 2배 이상의 값을 나타낸다. 연구의 최종목표는 함수비 변화에 따라 열저항률의 변화가 작은 재료(습윤시 열저항률 $50^{\circ}C$-cm/Watt, 건조시 열저항률 $100^{\circ}C$-cm/Watt를 목표로 함)의 개발이나, 이 연구에서는 강모래를 포함한 각종 되메움재 후보군에 대하여 함수비, 건조단위중량, 입도분포 등의 차이에 따른 열저항 특성을 탐침법에 의해 조사하고, 시험결과를 비교 분석하였다. 분석 결과, 열저항 특성은 단위중량의 변화, 건조상태의 경우 최적함수비의 상태를 그대로 대기 중에 건조시킨 경우와 최초의 건조 상태에서의 열저항률의 차이 등을 고려하여야 하는 것으로 나타났다. 또한 최대밀도가 되도록 입도분포가 개선된 혼합재료는 원재료에 비해 열저항률을 크게 낮출 수 있는 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.171-176
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• 2000

반응성 스퍼터링과 고주파 마그네트론 스퍼터링으로 각각 증착된 MgO 박막과 그 위에 증착된 백금박막의 열처리 온도 및 시간에 따른 물리적, 전기적 특성을 4침 탐침기, 주사전자현미경 및 X선 회절법을 이용하여 분석하였다. $1000^{\circ}C$, 2시간의 열처리 조건하에서 MgO 박막은 백금박막과 화학적 반응없이 백금박막의 열산화막에 대한 부착특성을 개선시켰으며, 그 위에 증착된 백금박막의 면저항 및 비저항은 각각 $0.1288\;{\Omega}/{\square}$, $12.88\;{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$이었다. Lift-off 방법을 이용하여 $SiO_2$/Si기판상에 백금 저항체를 만들었으며, 백금 와이어, 백금 페이스트 그리고 SOG를 이용하여 마이크로 열 센서용 박막형 Pt-RTD를 제작하였다. $25{\sim}400^{\circ}C$의 온도범위에서 $1.0{\mu}m$의 두께를 갖는 제작된 Pt-RTD의 저항온도계수는 벌크 백금에 가까운 $3927ppm/^{\circ}C$로 측정되었다. 측정온도범위내에서 저항값은 선형적인 변화를 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권2호
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• pp.149-154
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• 2005

궁극적으로 게이트를 저저항 복합 실리사이드로 대체하는 가능성을 확인하기 위해 70 nm 두께의 폴리실리콘 위에 각 20nm의 Ni, Co를 열증착기로 적층순서를 달리하여 poly/Ni/Co, poly/Co/Ni구조를 만들었다. 쾌속열처리기를 이용하여 실리사이드화 열처리를 40초간 $700{\~}1100^{\circ}C$ 범위에서 실시하였다. 복합 실리사이드의 온도별 전기저항변화, 두께변화, 표면조도변화를 각각 사점전기저항측정기와 광발산주사전자현미경, 주사탐침현미경으로 확인하였다. 적층순서와 관계없이 폴리실리콘으로부터 제조된 복합실리사이드는 $800^{\circ}C$ 이상부터 급격한 고저항을 보이고, 두께도 급격히 얇아졌다. 두께의 감소는 기존의 단결정에서는 없던 현상으로 폴리실리콘의 두께가 한정된 경우 금속성분의 inversion 현상이 커서 폴리실리콘이 오히려 실리사이드 상부에 위치하여 제거되기 때문이라고 생각되었고 $1000^{\circ}C$ 이상에서는 실리사이드가 형성되지 못하였다. 이러한 결과는 나노급 두께의 게이트를 저저항 실리사이드로 만 들기 위해서는 inversion과 두께감소를 고려하여야 함을 의미하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권4호
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• pp.27-36
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• 2006

약 10%이하의 Pt 또는 Ir 첨가시켜 니켈모노실리싸이드를 고온에서 안정화 시키는 것이 가능한지 확인하기 위해서 활성화영역을 가정한 단결정 실리콘 웨이퍼와 게이트를 상정한 폴리 실리콘 웨이퍼 전면에 Ni, Pt, Ir을 열증착기로 성막하여 10 nm-Ni/l nm-Pt/(poly)Si, 10 nm-Ni/l nm-Ir/(poly)Si 구조를 만들었다. 준비된 시편을 쾌속 열처리기를 이용하여 40초간 실리사이드화 열처리 온도를 $300^{\circ}C{\sim}1200^{\circ}C$ 범위에서 변화시켜 두께 50nm의 실리사이드를 완성하였다. 완성된 Pt와 Ir이 첨가된 니켈실리사이드의 온도별 전기저항변화, 두께변화, 표면조도변화, 상변화, 성분변화를 각각 사점전기저항측정기와 광발산주사전자현미경, 주사탐침현미경, XRD와 Auger depth profiling으로 각각 확인하였다. Pt를 첨가한 결과 기판 종류에 관계없이 기존의 니켈실리사이드 공정에 의한 NiSi와 비교하여 $700^{\circ}C$ 이상의 NiSi 안정화 구역을 넓히는 효과는 없었고 면저항이 커지는 문제가 있었다. Ir을 삽입한 경우는 단결정 실리콘 기판에서는 $500^{\circ}C$ 이상에서의 NiSi와 동일하게 $1200^{\circ}C$까지 안정한 저저항을 보여서 Ir이 효과적으로 Ni(Ir)Si 형태로 $NiSi_{2}$로의 상변태를 적극적으로 억제하는 특성을 보이고 있었고, 다결정 기판에서는 $850^{\circ}C$까지 효과적으로 NiSi의 고온 안정성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1056-1063
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• 2006

10 nm-Ni/l nm-Ir(poly)Si과 10 nm-$Ni_{50}Co_{50}$/(poly)Si 구조의 박막을 열증착기로 준비하고 쾌속열처리기로 40초간 $300{\sim}1200^{\circ}C$ 온도 범위에서 실리사이드화 시켰다. 이들의 실리사이드 온도에 따른 면저항, 미세구조와 두께, 생성상, 화학조성과 표면조도의 변화를 사점면저항 측정기와 이온빔현미경, X선 회절기, 오제이 분석기, 주사탐침현미경을 써서 확인하였다. Ir과 Co의 혼입에 따라 기존의 $700^{\circ}C$에 한정된 NiSi에 비해 단결정, 다결정 실리콘 기판에서의 저저항 안정 구간이 각각 $1000^{\circ}C$, $850^{\circ}C$로 향상되었다. 이때의 실리사이드층의 두께도 20$\sim$50 nm로 나노급 공정에 적합하였다. Ir과 Co의 첨가는 단결정 기판에서의 니켈실리사이드의 고저항 $NiSi_2$로의 변태를 방지하였고, 다결정 기판에서 고온에서의 고저항은 고저항 상의 출현과 실리콘층과의 혼합과 도치현상이 발생한 것이 이유였다. Ir의 첨가는 특히 최종 실리사이드 표면온도를 3 nm 이내로 유지시키는 장점이 있었다 Ir과 Co를 첨가한 니켈실리사이드는 기존의 니켈실리사이드의 열적 안정성을 향상시켰고 나노급 디바이스에 적합한 물성을 가짐을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.81-89
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• 1994

전자빔 증착법을 사용하여 10nm두께의 Ti과 18nm두께의 Co를 Si(100)기판에 증착한 후, $N_{2}$분위기에서 $900^{\circ}C$, 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중금속박막의 역전을 유도함으로서 $CoSi_{2}$박막을 형성하였다. 4점 탐침기로 측정한 면저항은 3.9Ω/ㅁ 었으며, 열처리 시간을 증가해도 이값은 유지하여 열적 안정성을 나타내었다. XRD 결과는 형성된 실리사이드는 기판과 에피관계를 갖는 $CoSi_{2}$상 임을 보였으며, SEM 사진은 평탄한 표면을 나타내었다. 단면 TEM 사진은 기판위에 형성된 박막층은 70nm 두께의 $CoSi_{2}$ 에피박막과 그위에 두개의 C0-Ri-Si합금층등 세개의 층으로 되어 있음을 보였다. AES 분석은, 기판상의 자연산화막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. AES분석은, 기판상의 잔연산화막이 열처리초기, Ti에 의해 제거된후 Co가 원자적으로 깨끗한 Si기판에 확산하여 $CoSi_{2}$에피박막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. $700^{\circ}C$, 20초 + $900^{\circ}C$, 20초 이중 열처리를 한 경우, $CoSi_{2}$결정성장으로 면저항값은 약간 낮아졌으나, 박막의 표면과 계면이 거칠었다. 이 $CoSi_{2}$에피박막의 실제 소자에의 적용방안과 막의 역전을 통한 에피박막형성의 기제를 열역학 및 kinetics 관점에서 고찰하였다.