• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.399-399
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• 2013

Metal silicides는 Si 기반의microelectronic devices의 interconnect와 contact 물질 등에 사용하기 위하여 그 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이 중 Rare-earth(RE) silicides는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 Schottky Barrier contact (~0.3 eV)을 이룬다. 또한 낮은 resistivity와 Si과의 작은 lattice mismatch, 그리고 epitaxial growth의 가능성, 높은 thermal stability 등의 장점을 갖고 있다. RE silicides 중 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로 주목받고 있다. 또한 Silicon 기반의 CMOSFETs의 성능 향상 한계로 인하여 germanium 기반의 소자에 대한 연구가 이루어져 왔다. Ge 기반 FETs 제작을 위해서는 낮은 source/drain series/contact resistances의 contact을 형성해야 한다. 본 연구에서는 저접촉 저항 contact material로서 ytterbium germanide의 가능성에 대해 고찰하고자 하였다. HRTEM과 EDS를 이용하여 ytterbium germanide의 미세구조 분석과 면저항 및 Schottky Barrier Heights 등의 전기적 특성 분석을 진행하였다. Low doped n-type Ge (100) wafer를 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 세정하여 native oxide layer를 제거하고, 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 ytterbium 30 nm를 먼저 증착하고, 그 위에 ytterbium의 oxidation을 방지하기 위한 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, rapid thermal anneal (RTA)을 이용하여 N2 분위기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium germanides를 형성하였다. Ytterbium germanide의 미세구조 분석은 transmission electron microscopy (JEM-2100F)을 이용하였다. 면 저항 측정을 위해 sulfuric acid와 hydrogen peroxide solution (H2SO4:H2O2=6:1)에서 strip을 진행하여 TiN과 unreacted Yb을 제거하였고, 4-point probe를 통하여 측정하였다. Yb germanides의 면저항은 열처리 온도 증가에 따라 감소하다 증가하는 경향을 보이고, $400{\sim}500^{\circ}C$에서 가장 작은 면저항을 나타내었다. HRTEM 분석 결과, deposition 과정에서 Yb과 Si의 intermixing이 일어나 amorphous layer가 존재하였고, 열처리 온도가 증가하면서 diffusion이 더 활발히 일어나 amorphous layer의 두께가 증가하였다. $350^{\circ}C$ 열처리 샘플에서 germanide/Ge interface에서 epitaxial 구조의 crystalline Yb germanide가 형성되었고, EDS 측정 및 diffraction pattern을 통하여 안정상인 YbGe2-X phase임을 확인하였다. 이러한 epitaxial growth는 면저항의 감소를 가져왔으며, 열처리 온도가 증가하면서 epitaxial layer가 증가하다가 고온에서 polycrystalline 구조의 Yb germanide가 형성되어 면저항의 증가를 가져왔다. Schottky Barrier Heights 측정 결과 또한 면저항 경향과 동일하게 열처리 증가에 따라 감소하다가 고온에서 다시 증가하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.3
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• pp.681-686
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• 2017

Degradation is commonly observed in field-aged PV modules due to corrosion of the photovoltaic ribbon. The reduced performance is caused by a loss of fill factor due to the high series resistance in the PV ribbon. This study aimed to mitigate the degradation by corrosion using five sacrificial anodes - Al, Zn and their alloys - to identify the most effective material to mitigate the corrosion of the PV ribbon. The corrosion behavior of the five sacrificial anode materials were examined by open circuit potential measurements, potentiodynamic polarization tests, and galvanic current density and potential measurements using a zero resistance ammeter. Immersion tests for 120 hours were also conducted using materials and damp heat test tests were performed for 1500 hours using 4 cell mini modules. The Al-3Mg and Al-3Zn-1Mg sacrificial anodes had a low corrosion rate and reduced drop in power, making then suitable for long-term use.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.4
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• pp.442-448
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• 2021

Flow field is an important parameter for polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) performance to have an effect on the reactant supply, heat and water diffusion, and contact resistance. In this study, PEMFC performance was investigated using Cu foam flow field at the cathode of 25 cm² unit cell. Polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy were performed at different pressure and relative humidity conditions. The Cu foam showed lower cell performance than that of serpentine type due to its high ohmic resistance, but lower activation and concentration loss due to the even reactant distribution of porous structure. Cu foam has the advantage of effective water transport because of its hydrophobicity. However, it showed low membrane hydration at low humidity condition. The metal foam flow field could improve fuel cell performance with a uniform pressure distribution and effective water management, so future research on the properties of metal foam should be conducted to reduce electrical resistance of bipolar plate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.162-162
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• 1999

초고주파 집적회로의 핵심소자로 각광을 받고 있는 GaAs MESFET(MEtal-emiconductor)은 게이트 형성 공정이 가장 중요하며, WNx 내화금속을 이용한 planar 게이트 구조의 경우 임계전압(Vth:threshold voltage)의 균일도가 우수할 뿐만 아니라 특히 Side-wall을 이용한 self-align 게이트는 소오스 저항을 줄일 수 있어 고성능의 소자 제작을 가능하게 한다.(1) 본 연구의 핵심이 되는 Side-wall을 형성하기 위하여 PECVD법에 의한 SiOx 박막을 증착하고, 건식식각법을 이용하여 SiOx side-wall을 형성하였다. 이 공정을 이용하여 소오스 저항이 낮고 임계전압의 균일도가 우수한 고성능의 self-aligned gate MESFET을 제작하였다. 3inch GaAs 기판상에 이온주입법에 의한 채널 형성, d.c. 스퍼터링법에 의한 WNx 증착, PECVD법에 의한 SiOx 증착, MERIE(Magnetic Enhanced Reactive Ion Etcing)에 의한 Side-wall 형성, LDD(Lightly Doped Drain)와 N+ 이온주입, 그리고 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 사용하여 활성화 공정을 수행하였다. 채널은 40keV, 4312/cm2로, LDD는 50keV, 8e12/cm2로 이온주입하였고, 4000A의 SiOx를 증착한 후 2500A의 Side-wall을 형성하였다. 옴익 접촉은 AuGe/Ni/Au 합금을 이용하였고, 소자의 최종 Passivation은 SiNx 박막을 이용하였다. 제작된 소자의 전기적 특성은 hp4145B parameter analyzer를 이용한 전압-전류 측정을 통하여 평가하였다. Side-wall 형성은 0.3$\mu\textrm{m}$ 이상의 패턴크기에서 수직으로 잘 형성되었고, 본 연궁에서는 게이트 길이가 0.5$\mu\textrm{m}$인 MESFET을 제작하였다. d.c. 특성 측정 결과 Vds=2.0V에서 임계전압은 -0.78V, 트랜스컨덕턴스는 354mS/mm, 그리고 포화전류는 171mA/mm로 평가되었다. 특히 본 연구에서 개발된 트랜지스터의 게이트 전압 변화에 따른 균일한 트랜스 컨덕턴스의 특성은 RF 소자로 사용할 때 마이크로 웨이브의 왜곡특성을 없애주기 때문에 균일한 신호의 전달을 가능하게 한다. 0.5$\mu\textrm{m}$$\times$100$\mu\textrm{m}$ 게이트 MESFET을 이용한 S-parameter 측정과 Curve fitting 으로부터 차단주파수 fT는 40GHz 이상으로 평가되었고, 특히 균일한 트랜스컨덕턴스의 경향과 함께 차단주파수 역시 게이트 바이어스, 즉 소오스-드레스인 전류의 변화에 따라 균일한 값을 보였다. 본 연구에서 개발된 Side-wall 공정은 게이트 길이가 0.3$\mu\textrm{m}$까지 작은 경우에도 사용가능하며, WNx self-align gate MEESFET은 낮은 소오스저항, 균일한 임계전압 특성, 그리고 높고 균일한 트랜스 컨덕턴스 특성으로 HHP(Hend-Held Phone) 및 PCS(Personal communication System)와 같은 이동 통신용 단말기의 MMICs(Monolithic Microwave Integrates Circuits)의 제작에 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.3 no.2
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• pp.121-126
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• 2000

The effect of electroless Ni and Cu plating on $LaNi_5$, $AB_5$ type hydrogen storage alloy was investigated by the various electrochemical techniques such as constant current charge-discharge test, cyclic voltammeoy, and a.c. impedance spectroscopy. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction test were conducted for phenomenological logical analyses. Cyclic Voltammetry results show that activation characteristics, cycle life and reaction ,rate were improved through electroless Ni and Cu plating. Compared with bare $LaNi_5$ the charge transfer resistance of electrode was greatly reduced as charge-discharge cycle increases. Therefore, electroless Ni and Cu plating on $LaNi_5$ alloy tends to accelerate the early activation, increasing the cyclic lift of electrode.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.22 no.4
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• pp.715-722
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• 1998

A large electric system of a vacuum circuit breaker(VCB) has been studied for the electro-thermal analysis by finite element methods. Since the heat generation in VCB causes not only energy loss but deterioration of the VCB system with oxidization of parts, the overheating of the system must be prevented. For the analysis, a finite element formulation is derived for both electric analysis and thermal analysis that are coupled together. Two sets of formulations are uncoupled after finite dimensional approximation. First, the electric potential is obtained for the entire field and scaled to the given electric current. The electric field obtained is then used to calculate the heat generation in the VCB system including contacts and connections for the calculation of the temperature distribution in the entire domain. The finite element analysis is carried out to study the effect of shapes and locations of contacts and connections. From the results, the existing VCB has been modified to enhance its capacity with reduction of heat generation and temperature elevation.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.67.2-67.2
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• 2017

본 연구에서는 $SiO_2$ 미세구조 상에 Pd 나노입자(NPs)를 증착하여, 불소화된 마이크로-나노 계층구조를 갖는 Pd-decorated $SiO_2$($Pd/SiO_2$)를 제작하였다. 마이크로 크기의 거칠기를 갖는 $SiO_2$ 층은 졸-겔 공정을 사용해서 제조된 용액을 전기분사함으로써 제조되었다. 이어서, 자외선(UV)을 이용한 광 환원법을 이용해 Pd 나노입자를 $SiO_2$ 층에 형성했다. 생성된 표면은 마이크로-나노의 계층구조 형태를 보여주었다. 해당 시편의 불소화 처리 후, 마이크로-나노의 계층구조 표면은 $170^{\circ}$ 이상의 물 접촉각(water contact angle; WCA) 및 $5^{\circ}$ 이하의 슬라이딩 각(sliding angle)을 보여줌으로써 물에 대해 탁월한 소수성을 나타내었다. 또한, 커피($CA=161^{\circ}$), 우유($CA=162^{\circ}$), 쥬스($CA=163^{\circ}$), 그리고 글리세롤($CA=165^{\circ}$)에 대해서도 우수한 소수 특성을 보여주었다. 또한, 이들 $Pd/SiO_2$ 층은 우수한 장기내구성 및 자외선 저항성을 보여주었다. 그리고 이어진 기름에 대한 접촉각 측정을 통해 해당 시편이 소유 특성이 아닌 친유 특성을 보여준다는 것을 확인할 수 있었고, 기름에 대한 CA는 약 ${\sim}10^{\circ}$로 매우 우수한 친유 특성을 나타내었다. 이와 같은 결과는 자체세정이 가능한 표면 및 지능형 물/기름 분리 시스템과 같은 스마트 장치에서 초소수성-친유성 특성을 갖는 계층구조의 $Pd/SiO_2$ 층을 사용할 가능성을 명확하게 보여준다고 판단된다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.4
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• pp.256-263
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• 2010

A Crofer 22 APU mesh coated with a conductive ceramic material was developed as an alternative cathode current collector to Ag-based materials for solid oxide fuel cells. $(La_{0.80}Sr_{0.20})_{0.98}MnO_3$ (LSM) layer was deposited onto the Crofer mesh using a spray-coating technique, in an attempt to mitigate the degradation of electrical properties due to surface oxidation at high temperatures. The oxidation experiments at $800^{\circ}C$ in air indicated that the areaspecific resistance (ASR) of the LSM-coated Crofer mesh was strongly dependent on the wire diameter and the contact morphology between mesh and cell. In addition, the post-heat-treatment in $H_2/N_2$ resulted in a reduced thickness of Cr-containing oxide scales at the interface between Crofer mesh and LSM layer, leading to a decreased ASR.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.22 no.3
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• pp.275-283
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• 2002

To detect the position and depth of buried underground utilities, method of Ground Penetrating Radar(GPR) survey is the most commonly used. However, the skin-depth of GPR is very shallow, and in the places where subsurface materials are not homogeneous and are compose of clays and/or salts and gravels, GPR method has limitations in application and interpretation. The aim of this study is to overcome these limitations of GPR survey. For this purpose the site where the GPR survey is unsuccessful to detect the underground big pipes is selected, and soil tests were conducted to confirm the reason why GPR method was not applicable. Non-destructive high-frequency electromagnetic (HFEM) survey was newly developed and was applied in the study area to prove the effectiveness of this new technique. The frequency ranges $2kHz{\sim}4MHz$ and the skin depth is about 30m. The HFEM measures the electric field and magnetic field perpendicular to each other to get the impedance from which vertical electric resistivity distribution at the measured point can be deduced. By adopting the capacitive coupled electrodes, it can make the measuring time shorter, and can be applied to the places covered by asphalt an and/or concrete. In addition to the above mentioned advantages, noise due to high-voltage power line is much reduced by stacking the signals. As a result, the HFEM was successful in detecting the buried underground objects. Therefore this method is a promising new technique that can be applied in the lots of fields, such as geotechnical and archaeological surveys.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.2
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• pp.212-216
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• 1999

SiC(3C) photodiodes (PDs) were fabricated on p-type Si(111) substrates using chemical vapor deposition (CVD) technique by pyrolyzing tetramethylsilane (TMS) with $H_{2}$ carrier gas. Electrical properties of SiC(3C) were investigated by Hall measurement and current-voltage (I-V) characteristics. SiC(3C) layers exhibited n-type conductivity. Ohmic contact was formed by thermal evaporation Al metal through a shadow-mask. The optical gain $(G_{op})$ of the SiC(3C)/Si PD was measured as a function of the incident wavelength. For the analysis of the photovoltaic detection of the Sic(3C) n/p PD, the spectral response (SR) has calculated by using the electrical parameters of the SiC(3C) layer and the geometric structure of the PD. The peak response calculated for properly chosen parameters was about 0.75 near 550 nm. We expect a good photoresponse in the SiC(3C) heterostructure for the wavelength range of 400~600 nm. The SiC(3C) photodiode can detect blue and near ultraviolet (UV) radiation.