• Journal of the Korean Magnetics Society
• /
• v.21 no.4
• /
• pp.121-126
• /
• 2011

Spin dynamics of magnetic tunnel junctions with free and fixed reference layers is investigated by ferromagnetic resonance micromagnetic simulations. First, in magnetic tunnel junctions with an exchange biased synthetic ferrimagnetic reference layer, a magnetization direction of each layer and the tunneling magnetoresistance are calculated for a DC magnetic field. To investigate the spin exciting modes in magnetic tunnel junctions, we simulate the ferromagnetic resonance frequency spectra with small RF magnetic fields. Exciting modes of the tunneling magnetoresistance calculated by an included angle between free and reference layers is interpreted from those of each layer. Spin exciting modes are different according to a signs of the DC magnetic field. In a negative magnetic field, FMR frequency spectra of free and reference layers are well elucidated by the modified Kittel's equation. However, in a positive magnetic field, there is no simple analytic solution related to FMR frequency spectra due to the coupled modes. Since ferromagnetic layers in magnetic tunnel junctions are interactive each other, careful considerations of the reference and fixed layer as well as the free layer are required for understanding on the spin dynamics of magnetic tunnel junctions with an exchange biased synthetic ferrimagnetic reference layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.129-129
• /
• 2017

열전재료는 열에너지를 전기에너지로 또는 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하는데 가장 널리 사용되는 재료이다. $Bi_2Te_3$계 열전 재료는 400K 이하의 비교적 저온 영역에서 높은 성능지수(Dimensionless Figure of merit, ZT($={\alpha}2{\sigma}T/{\kappa}$, ${\alpha}$: 제백계수, ${\sigma}$: 전기전도도, T: 절대온도, ${\kappa}$: 열전도도))를 나타내는 열전재료이며 자동차 시트나 정수기 등에 응용되고 있다. 열전모듈은 제조시 수십 개에서 수백 개 이상의 n형 및 p형 열전소자를 알루미나($Al_2O_3$)와 같은 세라믹 기판(substrate) 상에 접합된 동 전극 위에 전기적으로 서로 직렬로 접합시켜 제조한다. 기존의 열전모듈의 제조방법에는 동 전극 위에 위에 Sn합금 분말과 플럭스(flux)의 혼합물인 솔더페이스트를 스크린 인쇄법을 사용하여 동 전극에 도포한 다음, 그 위에 열전소자를 얹고 약 520K의 열풍을 가하여 솔더를 용융시켜 열전소자와 동 전극을 접합시킨다. 스크린 인쇄법에서는 인쇄 압력이 일정하지 않으면, 솔더페이스트 층의 두께가 균일하지 않게 되어 열전소자 접합부의 불량을 유발시킨다. 그러나 열모듈은 단 하나의 접합 불량이 모듈 전체의 열전변환성능에 심각한 영향을 줄 수 있기 때문에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 솔더페이스트를 도포하지 않고 열전소자를 직접 동 전극과 접합할 수 있는 방법을 고안하였다. 무전해도금을 이용한 니켈층을 형성시킨 $Bi_2Te_3$계 열전소자 표면에 약 $50{\mu}m$의 주석도금층을 전기도금법을 구사하여 형성시켰다. 그 후, wire cutting을 통하여 $3mm{\times}3mm{\times}3mm$의 크기로 절단한 주석도금된 열전소자를 동 전극에 얹고 1.1KPa의 압력을 가하면서 523K의 핫플레이트 위에서 3분간 방치하여 직접(direct) 열압착 접합을 실시하였다. 접합부의 단면을 SEM을 이용하여 관찰한 결과, 동 전극과 열전소자 사이의 계면에 용융 후 응고된 주석층이 결함없이 균일하게 형성된 양호한 접합부를 관찰할 수 있었다. 따라서, 솔더페이스트를 이용하지 않고, 열전소자 표면에 주석도금을 실시한 후, 동 전극과 직접 열압착 본딩을 실시하는 방법은 균일한 접합계면을 얻을 수 있는 새로운 공정으로 기대된다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.30 no.4
• /
• pp.98-104
• /
• 2023

The feasibility of an efficient process proposed for Cu-Cu flip-chip bonding was evaluated by forming a porous Cu layer on Cu pillar and conducting thermo-compression sinter-bonding after the infiltration of a reducing agent. The porous Cu layers on Cu pillars were manufactured through a three-step process of Zn plating-heat treatment-Zn selective etching. The average thickness of the formed porous Cu layer was approximately 2.3 ㎛. The flip-chip bonding was accomplished after infiltrating reducing solvent into porous Cu layer and pre-heating, and the layers were finally conducted into sintered joints through thermo-compression. With reduction behavior of Cu oxides and suppression of additional oxidation by the solvent, the porous Cu layer densified to thickness of approximately 1.1 ㎛ during the thermo-compression, and the Cu-Cu flip-chip bonding was eventually completed. As a result, a shear strength of approximately 11.2 MPa could be achieved after the bonding for 5 min under a pressure of 10 MPa at 300 ℃ in air. Because that was a result of partial bonding by only about 50% of the pillars, it was anticipated that a shear strength of 20 MPa or more could easily be obtained if all the pillars were induced to bond through process optimization.

• Journal of the Korean Magnetics Society
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.231-235
• /
• 2005

We studied the microstructural evolution of ZrTM-Al (TM=Nb and Ti) alloy films, MR and electrical properties of the MTJ with $ZrTM-AlO_x$ barrier as a function of Zr/TM ratio. We observed that the ternary-oxide barrier reduced the TMR ratio due mainly to the structural defects such as the surface roughness. The change in TMR ratio and $V_h$ with Zr/TM ratio exactly corresponds to the systematic changes in the microstructural variation. Although the MTJ with ternary oxide reduced the TMR and the electrical stabilities, the junction resistances decreased as the Ti and Nb concentration increased due to the band-gap reduction caused by the formation of extra bands

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.317-317
• /
• 2014

본 연구에서는 이종접합 태양전지의 효율 증가를 위해서 초박 두께의 LiF 유전체 층을 후면에 증착하였다. 유전체 LiF층은 금속 전극의 Schottky barrier와 일 함수를 dipole moment를 통해 낮추게 되고 더 높은 전하 주입을 유도하여 장파장대에서 양자 효율을 높인다. 최적화된 20nm 두께의 LiF층은 후면에 ITO가 증착된 이종접합 태양전지와 ITO가 없는 태양전지에 각각 적용하였다. ITO층이 없는 이종접합 태양전지는 690 mV의 개방전압, 33.62 mA/cm2의 단락전류와 17.13 %의 효율을 보였으며 ITO층이 증착된 태양전지에서는 688 mV의 개방전압, 32.73 mA/cm2의 단락전류 그리고 16.83%의 효율을 보였다. QE와 단락전류에서의 개선은 장파장대에서의 광전하 수집이 기인한 것으로 보인다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
• /
• v.16 no.2
• /
• pp.136-139
• /
• 2006

The tunneling magnetoresistance (TMR) ratios of magnetic tunnel junctions (MTJs), in general, decrease abruptly above 250$^{\circ}C$ due to Mn interdiffusion from an antiferromagnet IrMn layer to a ferromagnetic CoFe and/or a tunnel barrier. To improve thermal stability, we prepared MTJs with nano-oxide layers. Using a MTJ structure consisting of underlayer CoNbZr 4/bufferlayer CoFe 10/antiferromaget IrMn 7.5/pinned layer CoFe 3/tunnel barrier AlO/freelayer CoFe 3/capping CoNbZr 2 (nm), we placed a nano-oxide layer (NOL) into the underlayer or bufferlayer. Then, the thermal, structural and magneto-electric properties were measured. The TMR ratio, surface flatness, and thermal stability of the MTJs with NOLs were promoted.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.80-80
• /
• 2010

전자제품의 소형화, 경량화, 고집적화가 심화됨에 따라 전자제품을 구성하는 회로의 미세화 또한 요구되고 있다. 이러한 요구는 경성회로기판 (rigid printed circuit board, RPCB) 뿐만 아니라 연성회로기판 (flexible printed circuit board, FPCB) 에도 적용되고 있으며 이에 대한 많은 연구 또한 이루어지고 있다. 연성회로기판은 일반적으로 절연층을 이루는 폴리이미드 (polyimide, PI)와 전도층을 이루는 구리로 이루어져 있다. 폴리이미드는 뛰어난 열적 화학적 안정성, 우수한 기계적 특성, 연속공정이 가능한 장점을 가지고 있으나, 고온다습한 환경하에서 높은 흡습성으로 인해 전도층을 이루는 구리와의 접합특성이 저하되는 단점 또한 가지고 있다. 또한 전도층을 이루는 구리는 고온다습한 환경하에서 산화 발생이 용이하기 때문에 접합특성의 감소를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고온다습한 조건하에서 sputtering and plating 공정을 통해 순수 Cr seed layer를 가지는 연성회로기판의 seed layer의 두께와 시효시간의 변화로 인해 발생하는 접합특성의 변화를 관찰하고 분석하였다. 본 연구에서는 두께 $25{\mu}m$의 일본 Kadena사(社)에서 제작된 폴리이미드 상에 sputtering 공정을 통해 순수 Cr으로 이루어진 각각 두께 100, 200, $300{\AA}$의 seed layer를 형성한 후 전해도금법을 이용, 두께 $8{\mu}m$의 구리 전도층을 형성한 시료를 사용하였다. 제작된 시료는 고온다습한 환경하에서의 접합 특성의 변화를 관찰하기 위하여 $85^{\circ}C$/85%RH 항온항습 조건하에서 각각 24, 72, 120, 168시간 동안 시효처리 한 후, Interconnections Packaging Circuitry (IPC) 규격에 의거하여 접합강도를 측정하였다. 시료의 전도층은 폭 3.2mm 길이 230mm의 패턴을 가지도록, 절연층은 폭 10mm, 길이 230mm으로 구성되었으며 이를 50.8mm/min의 박리 속도로 각 시편당 8회의 $90^{\circ}$ peel test를 실시하였다. 파면의 형상과 화학적 조성을 분석하기 위해 SEM (Scanning electron microscope)과 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하였으며, 파면의 조도 측정을 위해 AFM (Atomic force microscope)을 사용하였다. 또한 계면의 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 파면을 관찰 분석하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.31-36
• /
• 2001

Dielectric material which is suitably designed for the application of the high-temperature electrostatic chucks(HTESCS) has been developed. Electrical resistivities and dielectric constants of the dielectric layer satisfy the demands for the proper operation of HTESC, and coefficient of thermal expansion(CTE) of the dielectric material matches well that of the bottom insulator so that it secures stable structure. In order to minimize particle contaminations, borosilicate glass(BSG) is selected as a bonding layer between dielectric layer and bottom insulator, and silver is used as a electrode. BSG is solidly bonded between upper dielectric and bottom insulator, and no diffusions or reactions are observed among silver electrode, dielectric, and glass layers. The chucking characteristics of the fabricated HTESC are found to be superior to those of the commercialized one.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 1996.05a
• /
• pp.159-162
• /
• 1996

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 1990.11a
• /
• pp.55-55
• /
• 1990