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스퍼터링 공정 중 알루미늄 타겟 오염이 알루미늄 산화막 증착에 미치는 영향

  • Lee, Jin-Yeong;Gang, U-Seok;Heo, Min;Lee, Jae-Ok;Song, Yeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.302.2-302.2
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    • 2016
  • 알루미늄 산화막 스퍼터링 공정 중 타겟이 반응성이 있는 산소와 결합하여 산화되는 타겟 오염은 증착 효율의 감소[1]와 방전기 내 아크 발생을 촉진[2]하여 이를 억제하는 방법이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 알루미늄 산화막 증착 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착된 알루미늄 산화막 특성이 미치는 영향을 분석하였다. 실험에는 알루미늄 타겟이 설치된 6 인치 웨이퍼용 직류 마그네트론 스퍼터링 장치를 활용하였다. 위 장치에서 공정 변수 제어를 통해 타겟 오염 현상의 진행 속도를 제어하였다. 공정 중 타겟 오염 현상을 타겟 표면 알루미나 형성에 따른 전압 강하로 관찰하였고 타겟 오염에 의한 플라즈마 변화를 원자방출분광법을 통해 관찰하였다. 이 때 기판에 증착 된 알루미나 박막의 화학적 결합 특성을 XPS depth로 측정하였으며, 알루미나 박막의 두께를 TEM을 통해 측정하였다. 측정 결과 타겟 오염 발생에 의해 공정 중 인가 전압 감소와 타겟 오염에 소모된 산소 신호의 감소가 타겟 오염 정도에 따라 변동되었다. 또한 공정 중 타겟 오염 정도가 클수록 기판에 증착한 막과 실리콘 웨이퍼 사이에 산소와 실로콘 웨이퍼의 화합물인 산화규소 계면의 형성 증가됨을 확인했다. 위 현상은 타겟 오염 과정 중 발생하는 방전기 내 산소 분압 변화와 막 증착 속도 변화가 산소의 실리콘 웨이퍼로의 확산에 영향을 준 것으로 해석되었다. 위 결과를 통해 스퍼터링 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착 된 알루미나 막 및 계면에 미치는 영향을 확인하였다.

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A Fluorescent Lamp Modeling for Inductor Ballast (인덕터 안전기용 형광램프 모델링)

  • 이진우
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • 제18권1호
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    • pp.9-14
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    • 2004
  • The fluorescent lamp has been successfully modeled by employing the radial variation of particle density and considering driving circuit effects on the characteristics of discharge process. The electron energy distribution is assumed to have a Maxwellian. The electron mobility and the ambipolar diffusion coefficients are considered to vary with an electron energy rather than a simple uniform value. Energy states of mercury atom in the discharge process are regarded as six levels rather than simple 4 or 5 levels. These discharge processes have been accurately solved by numerically employing mixed the FDM and the 2nd Runge-Kutta method. This model was applied to analyzing real circuit. Simulation and experimental results were presented to verify the feasibility of the modeling. Simulation and experimental results were presented to verify the feasibility of the modeling.

Electronic Structure and Surface Phonon of Ultrathin MgO Layers on TiC(001) Surface (TiC(001) 면에 성장된 MgO 초박막의 전자구조 및 표면포논)

  • Hwang, Yeon;Souda, Ryutaro
    • Korean Journal of Materials Research
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    • 제7권8호
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    • pp.694-700
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    • 1997
  • TiC(001) 면위에 Mg 금속을 단원자층으로 증착시킨 후 산화 및 열처리 과정을 거쳐서 MgO 초박막을 성장시키고, 성장된 MgO 막의 전자상태 및 표면포논을 UPS, XPS 및 HREELS를 사용하여 측정하였다. 전도성 기판위에 epitaxial 산화물막을 성장시킨 후 성장된 막의 전자구조 및 표면포논을 측정함으로써 벌크에서 분리된 2차원적 특성을 갖는 '표면 모델'의 물성을 연구하고자 하였는데, 이러한 '표면모델'은 잘 배열된 원자구조를 얻을 수 있고 두께가 충분히 얇아서 전하축적을 피할 수 있기 때문이다. 기판으로는 MgO와 같은 암염형 결정구조를 갖고 있고, 격자상수 차이가 2.6% 로서 매우 작으며, 비저항이 매우 낮은 전이 금속 탄화물 중의 하나인 TiC(001) 면을 사용하였다. TiC(001)면에 증착된 MgO층의 UPS He-l 스펙트럼을 측정한 결과 O2p및 XPS스펙트럼은 열처리를 전후로 하여 변하지 않았으며, 이로부터 상온에서 산소의 확산만으로 MgO 상이 형성됨을 알 수 있었다. MgO초박막의 표면 포논을 HREELS를 사용하여 검출하였다. 거시적 포논중에서 F-K 파 및 Rayleigh 모드가 관찰되었는데, F-k파는 MgO막의 2차원성으로 인하여 벌크의 경우보다 높은 진동 에너지를 갖고 있었고 Rayleigh모드는 벌크 MgO와 유사한 분산관계를 보였다. 미시적 포논중에서 Wallis(S/sub 2/)모드가 측정되었는데, 그 진동에너지는 벌크에서와 같고 off-specular방향에서도 소멸되지 않았다.

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이중 전자주입층을 사용한 유기발광소자의 계면쌍극자 효과에 의한 전자주입 효율 향상 메커니즘

  • Hwang, Jeong-Hyeon;Chu, Dong-Cheol;Kim, Tae-Hwan;Seo, Ji-Hyeon;Kim, Yeong-Gwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.121-121
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    • 2010
  • 유기발광소자의 발광 효율을 향상하기 위해 발광층에서 전자와 정공의 효율적인 재결합이 중요하기 때문에 발광층에서 재결합 확률을 높이기 위한 전하의 효율적인 주입과 전송에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 전자주입효율을 향상하기 위하여 강한 전자 받게 역할을 하는 플러렌 (C60)과 무기물 절연층인 cesium flouride (CsF) 층을 조합한 무기물 이중 전자주입층을 삽입한 녹색 유기발광소자를 제작하였고, 녹색 유기 발광 소자에 사용하여 발광효율의 변화를 관찰하였다. 큰 쌍극자 모멘트를 갖는 CsF 층은 전기전도성이 좋은 C60 층과 Al 층 사이에 삽입되어 전자의 주입장벽을 낮추어 전자주입 효율을 향상하는 역할을 한다. C60만으로 이루어진 단층 전자 주입층으로 구성된 유기발광 소자는 Al 음극전극과 C60 계면사이에 거칠기가 크기 때문에 누설전류의 크기가 커지며 Al 과 플러렌 C60 의 공유결합 형성으로 인해 전자의 주입이 오히려 저하되는 현상을 보였다. 무기물 절연층인 CsF 층을 C60 과 Al 사이에 삽입한 유기발광소자에서 C60 층은 Cs 원자가 유기물층 내부로 확산되는 것을 감소하였다. 매우 얇은 CsF층을 Al층과 C60층 사이에 삽입함으로써 C60과 Al 사이의 공유결합을 없애고 누설전류를 줄이고 전자주입장벽을 낮추어 전자주입효율이 향상하였다. 전자주입 향상으로 인해 발광층 내에서 전자와 정공간의 비율이 개선되어 유기발광 소자의 발광효율도 증가되고 색안정성이 향상되는 것을 관찰할 수 있었다.

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Structure Control of Zinc Film Using Magnetron Sputtering (마그네트론 스퍼터링법을 이용한 Zn 나노 구조 제어)

  • Lee, Won-Ji;Yun, Seong-Ho;Kim, An-Na;Park, Jin-Seong;Kim, Hyeon-Jong;Lee, Ho-Nyeon
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.85.1-85.1
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    • 2018
  • 고표면적 다공성 금속 박막 형성 기술은 타겟에서 방출된 금속 원자들이 타겟 주변에서 서로 충돌하여 나노입자를 형성한 후 기판으로 입자를 이송시켜 나노 구조를 지니는 박막을 성장시키는 기술이다. 고표면적 다공성 금속 박막 형성 기술로 제작한 다공성 박막은 열린 기공 구조를 지니고 있기 때문에 외부 기체의 확산이 용이하고 비표면적이 높다는 특징을 가지고 있다. 특히 금속 공기 이차전지 등의 배터리의 경우 전극의 비표면적이 성능을 결정하는 중요한 인자이므로 금속판을 사용하는 경우 대비 비표면적이 높은 나노구조를 사용할 경우 용량 증대에 유리하다. 본 연구에서는 공정 압력, 공정 파워, 타겟과 기판과의 거리, 칠러 온도 등 증착 공정 변수를 제어하여 표면적이 높은 아연 나노 구조를 형성하였다. 이를 분석하기 위해 SEM을 이용하여 미세구조 및 두께를 관찰하였으며, 박막 증착 전후의 무게를 측정하여 기공률을 계산하였다. 또한 XRD 분석을 통하여 결정성 및 결정의 크기를 확인하였다. 이렇게 제작된 고표면적 다공성 Zn 금속박막을 응용하여 아연 전지 성능 평가를 진행하였다.

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Validity of Inter-Particle Models for the Mass-Transfer Kinetics of a Fin-Tube-Type Adsorption Bed (핀-튜브형 흡착탑 해석시 입자간 물질전달 모델의 타당성 검증)

  • Ahn, Sang Hyeok;Hong, Sang Woo;Kwon, Oh Kyung;Chung, Jae Dong
    • Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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    • 제25권12호
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    • pp.660-667
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    • 2013
  • This study presents a numerical investigation of the heat and mass transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed using a two-dimensional numerical model with silica-gel and water as the adsorbent and refrigerant pair. The performance is strongly affected by the heat and mass transfer in the adsorption bed, but the details of the mass transfer kinetics remain unclear. The validity of inter-particle models used to simulate mass-transfer kinetics were examined, such as a constant pressure model and non-constant pressure model, and the valid ranges of the diffusion ratio for each model are proposed. The COP and SCP have been numerically calculated as the performance indexes according to the diffusion ratio. The constant pressure model, which is commonly used in previous research, was found to be valid only in a limited range of diffusion ratio.

Development of Web-Based Simulation Program Using the Randomwalk Theory (Randomwalk 이론을 이용한 Web 기반 동영상 프로그램의 개발)

  • Kim, Sung Geun;Kim, Ju Rae;Woo, Kyu Whan
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • 제43권4호
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    • pp.469-474
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    • 1999
  • In this study, the simulation program using the randomwalk model is developed. Generally, students in the chemistry class have some difficulties to understand the motion of atomic particles or molecules. And then, they have many mis-conceptions about the motion of molecules. This program expressed by the computer simulations using the randomwalk theory may help students to understand visually the process of molecular motion. This program can be used easily, because it is based on Web by application of JAVA languages. The program consists of two parts. One is 'Diffusion' program, expressing the process of molecular diffusion as a computer simulation. Another is 'Randomwalk' program, expressing the trajectory of molecular motion to help the students to follow the random motion virtually.

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A New Approach for the Solution of Multi-Dimensional Neutron Kinetics Equations in LWR's (경수로에 대한 다차원 노심 동특성 방정식의 해를 구하기 위한 새로운 방법 개발)

  • Song, Jae-Woong;Kim, Jong-Kyung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제24권3호
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    • pp.252-262
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    • 1992
  • The intent of this study is to develop an efficient calculation method which can be used to analyze the heterogeneous time-dependent reactor problems. By using the nodal theory one can not only reduce the calculational efforts, but accurately determine the group dependent flux densities averaged over the entire homogeneous nodes. This method uses correction factors(called“discontinuity factors”) in a rigorous manner to obtain the relationship between the node-averaged flux and the surface-averaged fluxes and currents. The discontinuity factors are calculated from the node-averaged fluxes, diffusion coefficients, and the discontinuity factors of the previous time step. The test results for two benchmark problems demonstrate the accuracy and efficiency of the method developed for the transient application in which assembly-size nodes can be used.

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Effects of Ce Addition and Isothermal Aging on the Elevated Temperature Tensile Properties of Mechanically Alloyed Al-Ti Alloys (기계적합금화한 Al-Ti 합금의 고온 인장 특성에 미치는 Ce의 첨가와 등온열처리의영향)

  • Kim, Jun-Gi;O, Yeong-Min;Kim, Yong-Deok;Kim, Byeong-Cheol;Kim, Seon-Jin
    • Korean Journal of Materials Research
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    • 제7권5호
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    • pp.444-450
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    • 1997
  • 기계적합금화 한 AI-Ti합금의 상온 및 고온 인장강도는 25at.% Ti을 Ce으로 치환함에 따라 증가하였다. 그러나 25at.% 이상의 Ce첨가는 합금의 인장강도를 감소시켰다. 이는 Ce이 적은 고용도 효과에 의해 금속간화합물의 초대화를 억제하여 합금의 강도를 증가시키지만 다량 첨가시에는 Ti에 비해 무거운 원자량으로 인해 분산상의 부피분율을 감소시켜 합금의 강도가 오히려 저하시킨 것으로 생각된다. Ce의 첨가는 40$0^{\circ}C$와 51$0^{\circ}C$에서 합금의 열저안정성을 향상시키는 것으로 나타났다. 300-51$0^{\circ}C$ 온도범위에서 측정된 AI-8wt.%(Ti+Ce)합금의 변형에 필요한 활성화에너지는 AI의 자기확산에 필요한 에너지 (142kJ/mode)의 1.3-1.9배로 나타났다. 이로부터 AI-Ti-Ce 합금의 고온 변형은 Orowan기구에 의한 것을 생각된다.

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전자주입효율이 향상된 계단형 이중 전자주입층을 사용한 녹색 유기발광소자 효율 증진

  • Hwang, Jeong-Hyeon;Chu, Dong-Cheol;Kim, Tae-Hwan;Seo, Ji-Hyeon;Kim, Yeong-Gwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.428-428
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    • 2010
  • 유기 발광 소자내의 전공과 전자의 균형과 효율적인 재결합을 통한 발광소자의 효율 향상을 위한 다양한 연구가 소자의 응용에 매우 큰 영향을 주고 있다. 그러나 대부분의 전도성 유기물내에서 정공의 이동도 가 전자의 이동도 보다 100 배 정도 빠르기 때문에 발광 효율을 향상시키기 위한 효율적인 전자 주입이 요구된다. 본 연구에서는 전자주입효율을 향상하기 위하여 강한 전자 받게 역할을 하는 플러렌($C_{60}$)의 장점을 이용한 이중 전자 주입층을 제작하고 녹색 유기 발광 소자에 사용하여 발광효율의 변화를 관찰하였다. 유기 발광 소자에서 전자의 이동도를 향상하여 발광 층내로 주입되는 전자의 주입량을 증가하여 엑시톤 형성 확률을 높이기 위하여 전자 주입 층 내에 $C_{60}$을 첨가하였다. $C_{60}$만으로 이루어진 단층 전자 주입 층으로 구성된 유기발광 소자는 Al과 $C_{60}$ 계면사이에 거칠기가 큰 계면으로 인해 발생된 누설전류로 인해 Cesium flouride (CsF) 단층 전자 주입 층에 비해 낮은 발광효율을 나타냈다. 플러렌의 높은 전자전도성을 유지하며 누설전류의 흐름을 방지하기 위하여 매우 얇은 CsF층을 알루미늄 금속과 플러렌사이에 형성함으로써 플러렌과 Al 사이의 공유결합을 없애 누설전류를 줄였으며 Cs의 무거운 원자량으로 인해 전자 수송층으로의 확산되는 량이 적어 발광층에서 엑시톤의 재결합효율이 개선되어 유기발광 소자의 발광효율 향상이 나타남을 관찰하였다.

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