• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.4
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• pp.402-406
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• 1995

MOS(금속 산화막 반도체 접합) 소자가 방사선에 노출되면, 산화막재에 양의 공간전하가 생성되고 Si-SiO2 계면에 계면준위가 생성된다. MOS 커패시터의 방사선 조사효과를 방사선 피폭량과 산화막의 두께를 달리하는 시편에서 정전용량과 전류변화를 측정하여 고찰하였다. 정전용량-바이어스 전압 특성 실험결과로부터 플렛밴드 전압 및 계면상태밀도를 계산하였다. 또한 전압-전류 특성은 방사선 조사로 산화막내에 생성된 양의 공간전하와 Si-SiO2 계면에 포획된 전하에 의해서 설명이 가능하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.46-53
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• 2004

Ultrasonic testing method has been developed to evaluate flaw of adhesive layers in blast tube for the reliability of the rocket nozzle. The ultrasonic reflection from the interface between the steel sheet and the epoxy adhesive is measured with a high-frequency Pulse-echo setup in order to identify contact debonding and missing adhesive in epoxy layer between steel and FRP layers. The steel sheet is resonated by low-frequency ultrasound, and the gap size underneath the measuring location is estimated from the resonance responses. For practical application in industry an automated testing system has been developed where the proposed approach is implemented. The performance of the proposed approach has been verified by actual measurement of gap sizes from the cross-sections of cut specimens using an optical microscope.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.10a
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• pp.230-237
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• 2003

Ultrasonic testing method has been developed to evaluate adhesive layers in blast tube for the reliability of the rocket. The main objective of the present work was to find debonding and missing adhesive in epoxy layer between steel and FRP layers. In this approach, the ultrasonic reflection from the interface between the steel sheet and the epoxy adhesive is measured with a high-frequency pulse-echo setup in order to identify contact debonding and missing adhesive. Then, the steel sheet is excited to resonance by low-frequency ultrasound, and the gap size underneath the measuring location is estimated from the resonance responses. For practical application in industry an automated testing system has been developed where the proposed approach is implemented. The performance of the proposed approach has been verified by actual measurement of gap sizes from the cross-sections of cut specimens using an optical microscope.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2003.11a
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• pp.110-113
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• 2003

여러가지 Sn-Ag-Cu 솔더조성과 솔더링 후의 냉각속도에 따라 솔더링 접합부에서의 계면 미세조직의 다양한 변화를 관찰해 보았다. 현재까지 Sn-Ag-Cu 3원계 공정점에 대한 정확한 연구가 미흡하고, 상용으로 제품화되고 있는 Sn-Ag-Cu 합금계는 3원계 공정조성에서 약간 벗어난 조성들을 선택하고 있다고 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서 사용한 Sn-Ag-Cu 합금 조성은 Sn-3.5Ag, Sn-3Ag-0.7Cu, Sn-3Ag-1.5Cu, Sn-3.7Ag-0.9Cu, Sn-6Ag-0.5Cu로 선택하였으며, 각 조성에서 Lap Shear Joint를 제조하였다. 사용한 Solder pad는 Cu pad와 Cu pad 위에 Au/Ni를 plating한 것을 이용하였다. 리플로우 솔더링 조건은 $250^{\circ}C$ 이상의 온도에서 60초 실시하였으며, 리플로우 솔더링 후의 냉각속도를 달리하여 냉각시켰다. 솔더링 후의 냉각속도가 느려질수록 계면 금속간화합물(IMC)의 두께가 더욱 증가하며, 조대화되었다. 또한 솔더 조성의 영향에서 Cu와 Ag의 함량이 높을수록 계면 IMC의 두께가 증가되었으며, 이는 솔더내부에 형성된 IMC 입자들이 조대화되어 계면 IMC층에 결합되어 나타났기 때문이다.

• Composites Research
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• v.21 no.4
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• pp.7-14
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• 2008

Prediction of the load-bearing capacity of an adhesive-bonded Joint is of practical importance for engineers. This paper introduces interface fracture mechanics approach to predict the load-bearing capacity of composite metal bonded joints. The adhesion strength of composite/steel bonding is evaluated in terms of the energy release rate of an interfacial crack and the fracture toughness of the interface. Virtual track closure technique (VCCT) is used to calculate energy release rates, and hi-material end-notched flexure (ENF) specimens are devised to measure the interfacial fracture toughness. Bi-material ENF specimens gave consistent mode II fracture toughness $(G_{IIc})$ values of the composite/steel interface regardless of the thickness of specimens. The critical energy release rates of double-lap joints showed a good agreement with the measured fracture toughness. Therefore. the energy-based interfacial fracture characterization can be a practical engineering tool for predicting the load-bearing capacity of bonded joints.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.4
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• pp.11-18
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• 2011

The quantitative interfacial adhesion energy of the Cu-Cu direct bonding layers was evaluated in terms of the bonding temperature and Ar+$H_2$ plasma treatment on Cu surface by using a 4-point bending test. The interfacial adhesion energy and bonding quality depend on increased bonding temperature and post-annealing temperature. With increasing bonding temperature from $250^{\circ}C$ to $350^{\circ}C$, the interfacial adhesion energy increase from $1.38{\pm}1.06$ $J/m^2$ to $10.36{\pm}1.01$ $J/m^2$. The Ar+$H_2$ plasma treatment on Cu surface drastically increase the interfacial adhesion energy form $1.38{\pm}1.06$ $J/m^2$ to $6.59{\pm}0.03$ $J/m^2$. The plasma pre-treatment successfully reduces processing temperature of Cu to Cu direct bonding.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.10
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• pp.962-969
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• 1999

Elastic and elasto-plastic stress analyses of AlN/Cu and AlN/W pints produced by active-metal brazing method using Ag-Cu-Ti insert-metal were performed with use of Finite-Element-Method(FEM). The results of stress analyses were compared with those from the pint strength tests and the observations of fracture behaviors. It was shown that a remarkably larger maximum principal stress is built in the AlN/Cu pint compared to the A1N/ W joint. Especially, the stress concentration with tensile component was confirmed at the free surface close to the bonded interface of AlN/Cu. The elasto-plastic analysis under consideration of stress relaxation effect of Ag-Cu-Ti insert possessing a so-called 'soft-metal effect' showed that the insert leads to a lowering of maximum principal stress in AlNiCu pint, even though an increase of the insert thickness above 100$\mu\textrm{m}$ could not bring its further decrease. The maximum pint strengths measured by shear test were 52 and 108 MPa for AlNiCu and AlN/W pints. respectively. Typical fractures of AlN/Cu pints occurred in a form of 'dome' which initiated from the free surface of AlN close to the bonded interface and proceeded towards the AlN inside forming a large angle. AlN/W pints were usually fractured at AlN side along the interface of AlN/insert-metal.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.3
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• pp.374-383
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• 1993

필라멘트와 Si 기판 사이의 기전력을 20, 80, 140, 200V로 증가시키면서 EACVD에 의하여 성장된 다이아몬드 박막에 대하여 다이아몬드/Si 계면분석 및 계면강도를 측정하였다. 주사형전자현미경(SEM), 고분해능투과형전자현미경(HRTEM), 오제이전자분석기(AES)에 의해 계면상태를 분석한 결과, 기전력 증가에 따라 활성탄화수소 이온(CmHn-)에너지가 증가되어져 CmHn-이 Siso로 침투(Impringement)가 증가되고 침투된 높은 에너지의 CmHn-이 Si과 화학결합하여 생성되는 SiC층 깊이 및 농도 분포도 증가된다. 풀 시험(Pull test)에 의한 계면강도 측정 결과, SiC층 깊이 및 농도분포가 증가할수록 계면강도가 증가하였다. 관찰된 파면과 파면의 X-선 메핑 결과 및 HRTEM과 AES에 의한 분석 결과, 기전력 증가에 따라 공극율이 적고 치밀한 다이아몬드 박막이 성장된다. 그리고 생성되는 SiC층 농도 및 깊이 분포가 증가함에 따라 다이아몬드/Si 계면이 강화되고, 상대적으로 파괴는 다이아몬드/Si 계면이 아닌 SiC층이나 Si 내부에서 발생된다. 결국, 기전력을 증가하여 활성탄화수소이온의 에너지를 증가함으로써 계면강도가 우수하며 공극율이 매우 적고 치밀한 다이아몬드 박막을 성장할 수 있다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.7
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• pp.556-561
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• 2001

We prepared a new a SOS(silicon-on-silicide) wafer pair which is consisted of Si(100)/1000$\AA$-NiSi Si (100) layers. SOS can be employed in MEMS(micro- electronic-mechanical system) application due to low resistance of the NiSi layer. A thermally evaporated $1000\AA$-thick Ni/Si wafer and a clean Si wafer were pre-mated in the class 100 clean room, then annealed at $300~900^{\circ}C$ for 15hrs to induce silicidation reaction. SOS wafer pairs were investigated by a IR camera to measure bonded area and probed by a SEM(scanning electron microscope) and TEM(transmission electron microscope) to observe cross-sectional view of Si/NiSi. IR camera observation showed that the annealed SOS wafer pairs have over 52% bonded area in all temperature region except silicidation phase transition temperature. By probing cross-sectional view with SEM of magnification of 30,000, we found that $1000\AA$-thick uniform NiSi layer was formed at the center area of bonded wafers without void defects. However we observed debonded area at the edge area of wafers. Through TEM observation, we found that $10-20\AA$ thick amourphous layer formed between Si surface and NiSix near the counter part of SOS. This layer may be an oxide layer and lead to degradation of bonding. At the edge area of wafers, that amorphous layer was formed even to thickness of $1500\AA$ during annealing. Therefore, to increase bonding area of Si NiSi ∥ Si wafer pairs, we may lessen the amorphous layers.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.113-113
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• 2000

직접천이형 wide band gap(3.4eV) 반도체중의 하나인 GaN를 청색 및 자외선 laser diode, 고출력 전자장비 등으로 응용하기 위해서는 낮은 접합저항을 갖는 Ohmic contact이 선행되어야 한다. 그러나 만족할만한 p-type GaN의 Ohmic contact은 아직 실현되고 있지 못하며, 이는 GaN와 접합 금속과의 구체적인 반응의 연구를 필요로 한다. 본 연구에서 앞서 Pt, Pt, Ni등의 late transition metal을 p-GaN에 접합시킨 결과 이들은 접합 당시 비교적 평탄하나 후열 처리과정에서 비교적 낮은 온도에서 기판과 열팽창계수의 차이로 인하여 평탄성을 잃어버리면서 barrier height가 증가한다는 사실을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 열적 불안정성을 극복하기 위하여 Ni과 Pd를 차례로 증착하고 가열하면서 interfacial reaction, film morphology, Fermi level의 움직임을 monchromatic XPS(x-ray photoelectron spectroscopy) 와 SAM(scanning Auger microscopy) 그리고 ex-situ AFM을 이용하여 밝히고자 하였다. 특히 후열처리에 의한 계면 반응에 수반되는 구성 금속원소 간의 합금현상과 금속 층의 평탄성이 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하였다. 이러한 합금과정에서 나타나는 금속원소들의 중심 준위의 이동을 체계적으로 규명하기 위해서 Pd1-xNix와 Pd1-xGax 합금들의 표준시료를 arc melting method로 만들어 농도에 따른 금속원소들의 중심 준위의 이동을 측정하여, Pd/Ni/p-GaN 및 Ni/Pd/p-GaN 계에서 열처리 온도에 따른 interfacial reaction을 확인하였다. 그 결과 두 계가 상온에서 nitride 및 alloy를 형성하지 않고 고르게 증착되고, 열처리 온도를 40$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$까지 증가시킴에 따라 계면반응의 부산물인 metallic Ga은 증가하고 있으마 nitride는 여전히 형성되지 않는 것을 확인하였다. 증착당시 Ni이 계면에 있는 Pd/Ni/p-GaN의 경우에는 52$0^{\circ}C$까지의 열처리에 의하여 Ni과 Pd가 골고루 섞이고 그 평탄성도 유지되고 barier height의 변화도 없었다. 더 높은 $650^{\circ}C$ 가열에 의해서는 surface free energy가 작은 Ga의 활발한 편석 현상으로 인해 표면은 Ga이 풍부한 Pd-Ga의 합금층으로 덮이고, 동시에 작은 pinhole들이 발생하며 barrier height도 0.3eV 가량 증가하게 된다. 반면에 증착당시 Pd이 계면에 있는 Ni/Pd/p-GaN의 경우에는 40$0^{\circ}C$의 가열까지는 두 금속이 그들 계면에서부터 섞이나, 52$0^{\circ}C$의 가열에 의해 이미 barrier height가 0.2eV 가량 증가하기 시작하였다. 더 높은 $650^{\circ}C$가열에 의해서는 커다란 pinhole, 0.5eV 가량의 barrier height 증가, Pd clustering이 동시에 관찰되었다. 따라서 Ni과 Pd의 일함수는 물론 thermal expansion coefficient가 거의 같으며 surface free energy도 거의 일치한다는 점을 감안하면, 이렇게 뚜렷한 열적 안정성의 차이는 GaN와 contact metal과의 반응시작 온도(disruption onset temperature)의 차이에 기인함을 알 수 있었다. 즉 계면에서의 반응에 의해 편석되는 Ga에 의해 박막의 strain이 이완되면, pinhole 등의 박막결함이 줄어 들고, 이는 계면의 N의 out-diffusion을 방지하여 p-type GaN의 barrier height 증가를 막게 된다.