• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.168.2-168.2
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• 2013

테슬라 코일은 니콜라 테슬라가 고안한 변압기로, 교류 아크 방전을 통한 플라즈마의 발생을 관찰할 수 있는 기기이다. 고전압 트랜스를 사용해 저전압을 고전압으로 변환하고, 변환된 에너지를 콘덴서에 충전시켜 스파크 갭 사이에 절연파괴를 일으켜 아크 방전을 통한 플라즈마를 발생시킨다. 이 때 콘덴서와 1차코일 사이에 폐회로가 형성되고, 1차 코일과 2차 코일 사이에 전자기장이 생긴다. 공진주파수가 맞을 때 만들어진 전자기장으로 에너지가 전달되고, 2차 코일에서 증폭된 에너지는 충전된 탑로드 끝에서 아크 방전을 통하여 플라즈마의 형태로 방출된다. 본 프레젠테이션에서는 한동글로벌 학교 고등학생들이 50시간에 걸쳐 직접 제작한 테슬라 코일의 자세한 스펙, 만든 부품들과 그를 만드는 데 사용한 물품들, 설계도들, 날짜별로 기록한 테슬라 코일의 자세한 제작 과정과 후기, 만든 테슬라 코일의 작동과 이를 이용한 추가적인 실험 내용을 발표하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.299-299
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• 2016

SiC는 넓은 에너지갭 (Eg=~3.4 eV)을 갖는 반도체로써, 고전압, 고온에서 동작이 가능하여 기존의 Si기반의 파워디바이스를 대체하기 위한 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 파워 디바이스의 성능 향상을 위해서는 기판과 절연체 사이의 계면에 생성되는 계면 결함을 감소시켜야 한다. 따라서 본 연구에서는 SiC 기판에 high-k 물질인 HfO2를 증착하여 HfO2/SiC 계면에 유도된 결함을 분석하고 이를 감소시킬 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. HfO2 박막은 atomic-layer-deposition (ALD) 방법을 이용하여 SiC 기판 위에 $200^{\circ}C$에서 증착하였다. HfO2 박막 증착 후 NH3 분위기에서 rapid thermal annealing 방법을 이용하여 $600^{\circ}C$에서 1분 동안 열처리 진행하였다. Current-voltage (I-V) 측정을 통해 열처리 전 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 약 8.3 V 임을 확인하였다. NH3 열처리 후 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 10 V로 증가하였으며 누설 전류가 크게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 capacitance-voltage (C-V) 측정을 통해 열처리 후 flat band voltage가 negative 방향에서 positive 방향으로 이동함을 확인하였고, 이를 통해 NH3 열처리 방법이 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 전자 구조상의 conduction band edge에 존재하는 결함 준위를 분석하기 위해 x-ray absorption spectroscopy (XAS) 분석을 실시하였고, 열처리 전 HfO2/SiC 계면에 많은 결함 준위가 존재함을 확인하였으며, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 통해 이 결함 준위가 oxygen deficiency state과 관련됨을 알 수 있었다. NH3 열처리 후 결과와 비교해보면, oxygen deficiency state가 감소함을 확인하였으며 이로 인해 conduction band edge에 존재하는 결함 준위가 감소함을 알 수 있었다. 따라서, NH3 열처리 방법을 이용하여 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있으며, HfO2/SiC의 물리적, 전기적 특성을 향상시킬 수 있다는 결과를 도출하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.5
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• pp.96-100
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• 2009

With the improvement of industrial society, the high quality electrical energy, simplification of operation and maintenance, ensuring reliability and safety are being required. This paper compares breakdown characteristics in $SF_6$ gas with $N_2/O_2$ Mixture gas($N_2:O_2=100$ : 0, 79 : 21, 60 : 40, 40 : 60) as using widely in High Voltage insulation equipment with the characteristics in different media which are focused on environmentally friendly gases. As an append result of research the results are fundamental data for electric insulation design of Distribution Power Facilities which will be studied and developed in the future. And we could make an environment friendly gas insulation material with mataining dielectric strength by $N_2/O_2$ Mixture gas which generates a lower lever of the global warming effect.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.11 no.3 s.32
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• pp.9-15
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• 2004

We investigated the electrical properties of copolymer low-k materials that are compromised of the PMSSQ(Poly Methyl Silsesquioxane)-based matrix with the BTMSE (Bis Tri Methoxy Silyl Ethane) additives. We manufactured MIS-type test samples using the copolymer as the insulator and measured their leakage current and failure time by means of the BTS (bias-temperature-stress) test. The failure time was observed to decrease drastically when the porosity of the copolymer was increased over $30\%$. From the measurement of failure time with respect to temperature. the activation energy of Cu drift through the copolymer was calculated to be 1.51 eV.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.259-259
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• 2016

반도체 산업 전반에 걸쳐 이루어지고 있는 연구는 소자를 더 작게 만들면서도 구동능력은 우수한 소자를 만들어내는 것이라고 할 수 있다. 따라서 소자의 미세화와 함께 트랜지스터의 구동능력의 향상을 위한 기술개발에 대한 필요성이 점차 커지고 있으며, 고유전(high-k)재료를 트랜지스터의 게이트 절연막으로 이용하는 방법이 개발되고 있다. High-k 재료를 트랜지스터의 게이트 절연막에 적용하면 낮은 전압으로 소자를 구동할 수 있어서 소비전력이 감소하고 소자의 미세화 측면에서도 매우 유리하다. 그러나, 초미세화된 소자를 제작하기 위하여 high-k 절연막의 두께를 줄이게 되면, 전기적 용량(capacitance)은 커지지만 에너지 밴드 오프셋(band-offset)이 기존의 실리콘 산화막(SiO2)보다 작고 또한 열공정에 의해 쉽게 결정화가 이루어지기 때문에 누설전류가 발생하여 소자의 열화를 초래할 수 있다. 따라서, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 게이트 절연막 엔지니어링을 통해서 누설전류를 줄이면서 전기적 용량을 확보할 수 있는 연구가 주목받고 있다. 본 실험에서는 high-k 물질인 Ta2O5와 SiO2를 적층시켜서 누설전류를 줄이면서 동시에 높은 캐패시턴스를 달성할 수 있는 게이트 절연막 엔지니어링에 대한 연구를 진행하였다. 먼저 n-type Si 기판을 표준 RCA 세정한 다음, RF sputter를 사용하여 두께가 Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10, 25/10, 25/5 nm인 적층구조의 게이트 절연막을 형성하였다. 다음으로 Al 게이트 전극을 150 nm의 두께로 증착한 다음, 전기적 특성 개선을 위하여 furnace N2 분위기에서 $400^{\circ}C$로 30분간 후속 열처리를 진행하여 MOS capacitor 소자를 제작하였고, I-V 및 C-V 측정을 통하여 형성된 게이트 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10 nm인 게이트 절연막들은 누설전류는 낮지만, 큰 용량을 얻을 수 없었다. 한편, Ta2O5/SiO2 = 25/10, 25/5 nm의 조합에서는 충분한 용량을 확보할 수 있었다. 적층된 게이트 절연막의 유전상수는 25/5 nm, 25/10 nm 각각 8.3, 7.6으로 비슷하였지만, 문턱치 전압(VTH)은 각각 -0.64 V, -0.18 V로 25/10 nm가 0 V에 보다 근접한 값을 나타내었다. 한편, 누설전류는 25/10 nm가 25/5 nm보다 약 20 nA (@5 V) 낮은 것을 확인할 수 있었으며 절연파괴전압(breakdown voltage)도 증가한 것을 확인하였다. 결론적으로 Ta2O5/SiO2 적층 절연막의 두께가 25nm/10nm에서 최적의 특성을 얻을 수 있었으며, 본 실험과 같이 게이트 절연막 엔지니어링을 통하여 효과적으로 누설전류를 줄이고 게이트 용량을 증가시킴으로써 고집적화된 소자의 제작에 유용한 기술로 기대된다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.7 no.8
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• pp.24-33
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• 1999

This paper investigate the effects of the variations of engine operation condition in the flame kernel formation and developmnet . A model for calculating the initial kernel development in spark ignition engines is formualted. It considered input of electrical energy, combustion energy release and heat transfer to the spark plyg, cylinder head, and unburned mixture. The model also takes into accounts strain rate of initial kernel and residual gas fraction. The breakdown process and the subsequent electrical power input initially control the kernel growth while intermediate growth is mainly dominated by diffusion or conduction. Then, the flame propagates by the chemical energy and turbulent flame expansion. Flame kernel development also influenced by engine operating conditions, for example, EGR rate, air-fuel ration and intake manifold pressure.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.2
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• pp.28-33
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• 2007

In this paper, we are studied on the direction and formation of carbonized conductive path according to surface leakage current between electrodes. The characteristics of the tracking as surface is broken down between exposed live parts. Using the HSIS(high speed imaging system. 100,000[fps], redlake ltd., USA), it took photographs by arc growth mechanism occurred in on/off surge, ground fault and discharge between electrodes. Then the results was analyzed. Hereafter, it expected effects that application of energy utility technology through the arc control.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.2
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• pp.41-48
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• 2018

The quantitative interfacial adhesion energy measurement method of copper redistribution layer and WPR dielectric interface were investigated using $90^{\circ}$ peel test, 4-point bending test, double cantilever beam (DCB) measurement for FOWLP Applications. Measured interfacial adhesion energy values of all three methods were higher than $5J/m^2$, which is considered as a minimum criterion for reliable Cu/low-k integration with CMP processes without delamination. Measured energy values increase with increasing phase angle, that is, in order of DCB, 4-point bending test, and $90^{\circ}$ peel test due to increasing roughness-related shielding and plastic energy dissipation effects, which match well interfacial fracture mechanics theory. Considering adhesion specimen preparation process, phase angle, measurement accuracy and bonding energy levels, both DCB and 4-point bending test methods are recommended for quantitative adhesion energy measurement of RDL interface depending on the real application situations.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.6
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• pp.270-275
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• 2019

Mica capacitor is being adopted for high voltage firing unit of guided weapon system because of its superior impact enduring property relative to ceramic capacitor. Reliability of localized mica high voltage capacitors was verified through environmental test like terminal strength test, humidity test, thermal shock test and accelerated life test for application to high voltage firing unit. Failure mode of mica capacitor is a decrease of insulation resistance and its final dielectric breakdown. Main constants of accelerated life model were derived experimentally and voltage constant and activation energy were 5.28 and 0.805 eV respectively. Lifetime of mica capacitor at normal use condition was calculated to be 38.5 years by acceleration factor, 496, and lifetime at accelerated condition and this long lifetime confirmed that mica high voltage capacitor could be applied for firing unit.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.31 no.10
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• pp.546-551
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• 2021

To improve ferroelectric properties of PZT, many studies have attempted to fabricate dense PZT films. The AD process has an advantage for forming dense ceramic films at room temperature without any additional heat treatment in low vacuum. Thick films coated by AD have a higher dielectric breakdown strength due to their higher density than those coated using conventional methods. To improve the breakdown strength, glass (SiO₂-Al₂O₃-Y₂O₃, SAY) is mixed with PZT powder at various volume ratios (PZT-xSAY, x = 0, 5, 10 vol%) and coating films are produced on silicon wafers by AD method. Depending on the ratio of PZT to glass, dielectric breakdown strength and energy storage efficiency characteristics change. Mechanical impact in the AD process makes the SAY glass more viscous and fills the film densely. Compared to pure PZT film, PZT-SAY film shows an 87.5 % increase in breakdown strength and a 35.3 % increase in energy storage efficiency.