• Title/Summary/Keyword: 열 저항값

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도핑하지 않은 다이아몬드 박막의 전기전도 경로와 기구

  • 이범주;안병태;백영준
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.60-60
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    • 1999
  • 단결정 다이아몬드의 열전도도는 약 22W/cm.K로 열전도도가 가장 큰 물질로 알려져 있으며, 비저항은 10$\Omega$.cm 이상의 높은 값을 갖는다. 대부분 열전도도가 큰 것으로 알려진 물질들은 Cu, Ag 등과 같이 전자의 흐름에 의하여 열이 전도되기 때문에 큰 전기전도도를 함께 갖는 것일 일반적이다, 그러나, 다이아몬드는 빠른 phonon의 이동에 의하여 열전도가 이루어지므로 전기적으로 절연 특성을 갖으면서도 큰 열전도가 가능하다. 단결정 다이아몬드는 고방열 절연체로서 이상적인 물질 특성을 보여준다. 전기절연성을 갖는 열전도층으로 다이아몬드를 이용하기 위해서는 저가로 제조가 용이한 화학기상증착법을 이용하여야 한다. 화학기상증착법으로 제조된 다결정 다이아몬드 박막의 열전도도는 약 21W/cm.K로 여전히 매우 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있지만, 비저항 값은 인위적으로 도핑을 전혀 하지 않은 상태에서도 106$\Omega$.cm 정도의 낮은 값을 갖는다. 전혀 도핑을 하지 않았음에도 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여 주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기전도성의 원인을 규명하는데 집중되고 있다. 아직 명확한 전도 기구는 제안되고 있지 못하지만 전도성의 원인은 수소와 관련이 있고 전도는 표면을 통하여 이루어진다는 것이다. 산(acid)을 이용하여 다결정 다이아몬드 박막을 세척하면 전기 전도성이 사라지고 높은 저항값을 갖는 박막을 얻게 되는데 박막을 세척하는 공정은 박막의 표면만을 변호시키므로 표면에 있던 전기전도층이 용액 처리를 통하여 제거되므로 전도성이 사라진다고 생각하는 것이다. 그러나, 본 연구에서는 두께가 두꺼울수록 저항값이 증가하는 것이 관찰되었고 기존의 측정방식인 수평적인 저항 측정법에 대하여 수직적 방향으로 저항을 측정하면 저항값이 1/2 정도 작게 측정되었다. 다결정 다이아몬드에서 표면을 통하여 전류가 흐른다면 박막의 두께에 따른 변화가 나타나지 않아야 하고 수직적인 전류 측정법이 오히려 더 큰 저항을 보여주어야 한다. 기존의 표면 전도 모델로는 설명되지 못하는 현상들이 관찰되었고 정확한 전기 전도 경로를 확인하기 위하여 전해 도금법으로 금속들이 석출되는 모습을 관찰하였다. 이 방법을 통하여 다결정 다이아몬드에서 전류는 결정입계를 통하여 전도됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 다결정 다이아몬드의 전기전도도 변화를 관찰하였고 이로부터 활성화 에너지 값을 구할 수 있었다. 다결정 다이아몬드의 전도도는 온도에 따라서 0.049eV와 0.979eV의 두 개의 활성화 에너지를 갖는 구간으로 나뉘어졌다. 이로부터 다결정 다이아몬드에는 활성화 에너지 값이 다른 두 종류의 defect level이 형성되는 것으로 추정할 수 있고 이 낮은 defect level에 의하여 전도성을 갖는 것으로 생각된다.

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Degradation Characteristics of Silver polymer thick Films (저온형 Ag 후막도체의 제조 및 열화특성 연구)

  • 이병수
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.4 no.1
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    • pp.13-18
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    • 1997
  • 바인다로서 에폭시 수지와 전도성 금속 충전물로서 은분을 그리고 기타 첨가물을 사용하여 패이스트를 제조하고 전도성 후막을 형성한후 이에대한 열화특성으 연구하였다. 후막의 열화특서은 열과 습도에 대한 내구성 평가로써 250$\pm$5$^{\circ}C$의 solder에 의한 solder dipping test 85$^{\circ}C$~-4$0^{\circ}C$의 cycle을 200회실시하여 저항값의 변화를 관찰하는 heat cycle test 95% 상대습도 및 $65^{\circ}C$에서 500시간동안 유지시키는 humidity resistance test를 실시하 였다. 열화시험후의 전기 저항값의 변화는 페이스트에 사용된 은분의 특성에 의존함을 알수 있었다. 사용된 은분의 입도가 작아질수록 즉 비표면적이 커질수록 열화시험 이전의 저항값 도 컸을뿐 아니라 열화의 정도도 증가함을 알수 있었다.

Thermal and Stress Analysis of Power IGBT Module Package by Finite Element Method (유한요소법에 의한 대전력 IGBT 모듈의 열.응력해석)

  • 김남균;최영택;김상철;박종문;김은동
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.6 no.4
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    • pp.23-33
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    • 1999
  • A finite element method was employed fort thermal and stress analyses of an IGBT module of 3-phase full bridge. The effect of material parameters such as substrate material, substrate area, solder thickness on the temperature and stress distributions of the module packages has been investigated. Thermal analysis results have also been compared by setting of boundary conditions such as equivalent heat transfer coefficient or constant temperature at a base metal surface of the package. The increase of ceramic substrate area up to 3 times does little contribution to the reduction(8.9%) of thermal resistance, while contributed a lot to the reduction(60%) of thermal stress. Thicker solder resulted in higher thermal resistance but did slightly reduced thermal stresses. It is revealed by the stress analysis that maximum stress was induced at the region of copper pads which are bonded with ceramic substrate.

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Electrical Behavior of the Circuit Screen-printed on Polyimide Substrate with Infrared Radiation Sintering Energy Source (열소결로 제작된 유연기판 인쇄회로의 전기적 거동)

  • Kim, Sang-Woo;Gam, Dong-Gun;Jung, Seung-Boo
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.24 no.3
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    • pp.71-76
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    • 2017
  • The electrical behavior and flexibility of the screen printed Ag circuits were investigated with infrared radiation sintering times and sintering temperatures. Electrical resistivity and radio frequency characteristics were evaluated by using the 4 point probe measurement and the network analyzer by using cascade's probe system, respectively. Electrical resistivity and radio frequency characteristics means that the direct current resistance and signal transmission properties of the printed Ag circuit. Flexibility of the screen printed Ag circuit was evaluated by measuring of electrical behavior during IPC sliding test. Failure mode of the Ag printed circuits was observed by using field emission scanning electron microscope and optical microscope. Electrical resistivity of the Ag circuits screen printed on Pl substrate was rapidly decreased with increasing sintering temperature and durations. The lowest electrical resistivity of Ag printed circuit was up to $3.8{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ at $250^{\circ}C$ for 45 min. The crack length arisen within the printed Ag circuit after $10{\times}10^4$ sliding numbers was 10 times longer than that of after $2.5{\times}10^4$ sliding numbers. Measured insertion loss and calculated insertion loss were in good agreements each other. Insertion loss of the printed Ag circuit was increased with increasing the number of sliding cycle.

The Simulation of Selective Emitter Formation for Crystalline Silicon Solar Cell by Growing Thermal Oxide (Thermal oxidation을 이용한 결정질 실리콘 태양전지의 selective emitter 형성 방법에 대한 simulation)

  • Choe, Yonghyon;Son, Hyukjoo;Lee, Inji;Park, Jeagun;Park, Yonghwan
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.53.1-53.1
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    • 2010
  • 결정질 실리콘 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 수광면에 서로 다른 도핑농도를 가지는 고농도 도핑영역과 저농도 도핑영역으로 이루어진 emitter를 형성하는 것이 요구되며 이를 selective emitter라 칭한다. Selective emitter를 형성하면 고농도 도핑영역에서 금속전극과 저항 접촉이 잘 형성되기 때문에 직렬 저항이 최소화되고 저농도 도핑영역에서는 전하 재결합의 감소로 인하여 태양전지의 변환효율이 상승하는 이점이 있다. Selective emitter의 형성방법은 이미 다양한 방법이 제안되고 있으나, 본 연구에서는 기존에 제시된 방법과는 다르게 열산화 시 dopant redistribution에 의한 Boron depletion 현상을 이용하여 selective emitter를 형성하는 방법을 제안하였고, 이를 Simulation을 통하여 검증하였다. 초기 emitter 확산 후 junction depth는 0.478um, 면저항은 $104.2{\Omega}/sq.$ 이었으며, nitride masking layer 두께는 0.3um로 설정하였다. $1100^{\circ}C$에서 30분간 습식산화 공정을 거친 후 nitride mask가 있는 부분의 junction depth는 1.48um, 면저항은 $89.1{\Omega}/sq$의 값을 보였고, 산화막이 형성된 부분의 junction depth는 1.16um, 면저항은 $261.8{\Omega}/sq$의 값을 보였다. 위 조건의 구조를 가진 태양전지의 변환 효율은 19.28%의 값을 나타내었고 Voc, Jsc 및 fill factor는 각각 645.08mV, $36.26mA/cm^2$, 82.42%의 값을 보였다. 한편 일반적인 구조로 설정한 태양전지의 변환 효율, Voc, Isc 및 fill factor는 각각 18.73%, 644.86mV, $36.26mA/cm^2$, 80.09%의 값을 보였다.

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Thermal Characteristics according to Trench Etch angle of Super Junction MOSFET (Super Junction MOSFET의 트렌치 식각 각도에 따른 열 특성 분석에 관한 연구)

  • Kang, Ey Goo
    • Journal of IKEEE
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    • v.18 no.4
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    • pp.532-535
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    • 2014
  • This paper analyzed thermal characteristics of super junction MOSFET using process and design parameters. Trench process is very important to super junction MOSFET process. We analyzed the difference of temperature, thermal resistance, total power consumption according to trench etch angle. As a result we obtained minimum value of temperature difference and thermal resistance at $89.3^{\circ}$ of trench etch angle. The electrical characteristics distribution of super junction MOSFET is not showed tendency according to trench etch angle. We need iterative experiments and simulation for optimal value of electrical characteristics. The super junction power MOSFET that has superior thermal characteristics will use automobile and industry.

Sensitivity Analysis of Contact Resistance for Thermal Analysis of Spacecraft (위성 열해석을 위한 접촉열저항의 민감도 해석)

  • Han, Cho-Young
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.7
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    • pp.117-125
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    • 2004
  • Performing the sensitivity analysis of contact conduction on the basis of the thermal model already established, the study of thermal design is accomplished for the preparation of the future changes of mechanical interface design. A relatively simple thermal model is taken into consideration for the convenience of the analysis. A variety of the spacecraft bus voltages and the contact resistances are tried. As a consequence, when the mechanical interface condition is changed at the same module, the successful thermal design could be achieved if we design the heater to have sufficiently large power with reference to the heritage of contact resistance.

Study of the Synthesis of Cinducting Polymer(Study on the Electrical Conductivity of Acry lonitrile-Acrylic Acid Series Copolymers lnduced by Cu Ion) (전도성 섬유의 합성에 관한 연구(구리이온을 도입한 Acrylinitrile-Acrylic Acid계 공중합체의 도전성에 관한 연구))

  • 김동철;송해영;한상옥;전재완
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.1 no.2
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    • pp.126-135
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    • 1988
  • Acrylonitrile-Acrylic acid 공중합체와 이를 amidation시킬 공중합체에 구리착물을 형성시켜 IR spectrum분석, 점도측정, 전자현미경관찰, 열분석, 전기전도성등을 검토하였다. AN-AA 공중합체-Cu(II)와 아미드화 AN-AA 공중합체-Cu(II)착물은 pH9의 범위에서 가장 안정한 값을 가지며 착물이 형성되거나 Cu$_{x}$S가 도입된 공중합체는 그 구조가 ompact해짐을 알 수 있었다. 공중합체에 Cu(II)착물이 형성되면 열안정성이 감소되며 Cu(II)착물은 아세톤 용액에서 요오드로 dope 될 때 저항값이 $10^{5}$-$10^{6}$.OMEGA..cm를 나타냈다. 저항값은 CuCl$_{2}$와 I$_{2}$의 양에 영향을 받으며 20wt% 이상의 CuCl$_{2}$와 1.0wt% I$_{2}$로 처리하였을 때 반도체영역의 저항값을 보였다. 또 Cu$_{x}$S를 도입할 경우 CuSO$_{4}$의 농도가 30g/l로, 3시간 반응시켰을 때 가장 만족스러운 전도도값을 나타냈다. 공중합체-Cu(II)보다 구리이온을 도입한 Cu$_{x}$S공중합체의 전도도값이 $10^{4}$정도로서 공중합체-Cu(II)보다 높은 전도성을 나타냈다.다.

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A Study on the Dependence of Length for the Electromigration in the Dielectric Passivation Overlayered AI-1%Si Thin Film Interconnections and the Electromigration Resistance of Cu Thin Film Interconnetions (절연보호막 처리된 AI-1% 박막배선의 Electromigration에 대한 길이 의존성 및 Cu 박막배선의 Electromigration 저항성 변화에 대한 연구)

  • 양인철;김진영
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.4 no.4
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    • pp.380-385
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    • 1995
  • AI-1%Si 박막배선에서 수명의 길이 의존성 및 EM에 대한 저항성을 절연보호막 및 온도에 대하여 관찰하였고 ICB증착된 Cu박막배선의 EM에 대한 저항성을 측정하여 진공 열증착된 Cu 박막배선과 비교하였다. 첫째, 절연보호막 처리된 AI-1%Si 박막배선에서 길이가 200$\mu$m에서 1200$\mu$m로 증가함에 따라 전류인가에 의한 평균 수명과 활성화에너지값이 감소하다가 임계길이서부터는 모두 포화되는 것으로 나타났다. 절연보호막 물질에 상관 없이 고온으로 갈수록 임계길이가 짧아지며 그것을 넘는 영역에서는 길에에 대한 의존성이 약해져 임계길이 이상을 갖는 박막배선인 경우 평균수명 및 활성화 에너지값은 길이보다 막특성에 의존하는 것으로 사료된다. 둘째, ICB 증착된 Cu 박막배선의 d.c.인가에 따른 평균 수명은 진공 열층착된 Cu 박막배선보다 길게 나왔으며 e.ectromigration에 대한 활성화 에너지값도 1.70eV로 1.33eV보다 높게 측정되어 EM에 대한 저항성이 증가한 것으로 나타났다.

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Method of a current stabilization by using magnetic field (자기장을 이용한 전류 안정화 방법)

  • Park, Po-Gyu;Kim, Young-Gyun;Kim, Wan-Seop
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.619_620
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    • 2009
  • 본 논문은 자기장을 이용하여 전류를 안정화시켜 정밀전류를 발생 시킬 수 있는 장치에 관한 연구이다. 일반적으로 전류를 안정화 시키는 방법은 전류회로에 직렬로 저항을 연결하여 저항 양단에 유도되는 전압을 측정하여 전류를 제어하는 방법을 많이 사용한다. 그러나 이 방법은 정밀한 전류를 제어하기 위하여 직렬로 연결되는 저항값이 커야하며, 또한 전류에 의해 발생되는 열로 인해 저항값이 증가하기 때문에 정밀한 제어가 어렵다. 이러한 단점을 보완 할 수 있는 방법으로 전류회로에 직렬로 코일을 연결하여 전류가 변화면 코일속에 자기장이 변화는 원리를 이용하여 전류를 안정화시켜 정밀전류를 발생 할 수 있다. 본 연구에서는 저자기장 국가표준 확립 및 물리고유상수인 양성자 자기회전비율 측정을 위해 원자자기공명 방법을 이용하여 직류전류를 1 A 범위에서 $0.1{\mu}A$ 수준으로 안정화 시켰다.

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