• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.236-236
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• 2010

알루미늄 자체에 대한 질화 기술의 어려움 때문에 현재까지는 AlN 분말을 이용한 소결 공정을 통하여 주요 부품의 제작이 되어 왔으며. Al 질화 기술보다는 아노다이징과 같은 표면 산화 공정 또는 도금과 같은 기술이 선호되어 왔다. 알루미늄 질화 기술이 잘 사용되지 않았던 이유는 알루미늄 표면에 2 5 nm 두께로 존재하는 치밀한 산화층의 높은 안정성 때문에 질화반응이 어렵기 때문이다. 이 알루미늄 산화물의 안정성은 질화물에 비교하여 5 배까지 높으며, 이런 경향은 온도가 높아짐에 따라 더욱 커지기 때문이다. 특히, 알루미늄의 낮은 기계적 물성을 향상시키기 위해서는 충분히 깊은 두께로 형성되어야 할 필요성이 높으나 알루미늄에 대한 질소의 고용도가 거의 없고 확산 계수가 매우 낮기 때문에 충분히 두꺼운 질화층의 형성이 어렵기 때문이다. 결국, 알루미늄 질화가 가능하기 위해서는 표면의 산화층을 없애야 하며, 알루미늄이 AlN이 되려는 속도는 $Al_2O_3$를 만드려는 속도보다 매우 느리므로, 잔존 산소량을 최소화 할 필요성이 있어서 고진공 분위기에서 처리되어야 한다. 일반적으로 알루미늄 질화를 위해서는 $10^{-6}\;torr$ 이하의 고진공도의 챔버가 필요하며 고순도의 반응 가스를 사용하여야 한다. 그러나 이러한 고진공하에서는 낮은 이온밀도 때문에 신속질화가 기존의 공정시간인 20시간동안, AlN층이 5um이하로 형성되었다. 본 연구에서, 알루미늄의 질화에 있어서, 표면층에 높은 전류를 걸어주어, 용융상태로 만들어주는 것이 좋다는 연구 결과를 얻었으며, 이를 토대로 신속질화를 위하여 전류밀도(전력량)에 따라 알루미늄 질화층의 형성 정도를 연구하였다. SEM, EDS, XRD등을 통해 Al의 표면에 플라즈마 질화를 통해 Al에 질소의 함유량이 증가하는 것을 확인하였으며 광학현미경을 통해 질화층의 두께와 표면조직을 확인하였다. Al 시편의 표면을 효과적으로 활성화할 수 있는 $400^{\circ}C$ 이상의 온도에서 전류밀도(전력량)와 시간의 변화에 따라 질화층이 효과적으로 형성되는 조건과 시간에 따라 두께가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이러한 신속 질화 공정을 통해 2시간 이내의 질화를 통해 40um이상의 AlN층을 형성할 수 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.16 no.12
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• pp.2741-2746
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• 2012

In this study, we propose a novel structure based on AlGaN substrate or buffer layer to implement a normally-off mode transistor that was difficult to be realized by conventional AlGaN/GaN heterojunction structures. The channel under the gate can be selectively depleted by growing an upper AlGaN barrier with a higher Al mole fraction and a top GaN charge elimination layer on AlGaN substrate or buffer layer. The proposed AlGaN heterojunction field effect transistor can achieve a threshold voltage of > 2 V, which is generally required in power device specification.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 1999.04a
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• pp.285-287
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• 1999

• Composites Research
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• v.36 no.2
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• pp.101-107
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• 2023

In this study, aluminum nitride (AlN) reinforced aluminum (Al) matrix composites are fabricated via plasma arc melting under a nitrogen atmosphere. Within a minute of the chemical reaction between Al and N, dispersed AlN with the shape of transient and lamellar layers is in situ formed in the Al matrix. The composite contains 10 vol.% AlN reinforcements with low thermal resistance and strong bonding at the interfaces, which leads to the unique combination of thermal expansivity and conductivity in the resulting composites. The coefficient of thermal expansion of the composite can be further reduced when Si was alloyed into the Al matrix, which proposes the potential of the in situ Al matrix composites for thermal management applications.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.24 no.1
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• pp.1-7
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• 2014

Aluminum nitride, which has outstanding properties such as high thermal conductivity and electrical resistivity, has been received a great attention as a substrate and packaging material of semiconductor devices. Since aluminum nitride has a high sintering temperature of 2173 K and its properties depends on the impurity level, it is necessary to synthesize high-purity and nano-sized aluminum nitride powders for the applications. In this research, we synthesized high purity aluminum nitride nanopowders from aluminum using RF induction thermal plasma system. Sheath gas (NH3) flow was controlled to establish the synthesis condition of high purity aluminum nitride nanopowders. The obtained aluminum nitride nanopowders were evaluated by XRD, SEM, TEM, BET, FTIR and N-O analysis.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.4
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• pp.89-93
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• 2018

Ceramic substrates applied to power modules of electric vehicles are required to have properties of high thermal conductivity, high electrical insulation, low thermal expansion coefficient and resistance to abrupt temperature change due to high power applied by driving power. Aluminum nitride and silicon nitride, which are applied to heat dissipation, are considered as materials meeting their needs. Therefore, in this paper, the properties of aluminum nitride and silicon nitride as radiator plate materials were compared through a commercial analysis program. As a result, when the process of applying heat of the same condition to aluminum nitride was implemented by simulation, the silicon nitride exhibited superior impact resistance and stress resistance due to less stress and warping. In terms of thermal conductivity, aluminum nitride has superior properties as a heat dissipation material, but silicon nitride is more dominant in terms of reliability.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.34 no.4
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• pp.370-376
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• 1990

Synthesis of aluminium nitride has been studied by using the starting materials such as-alumina which was prepared at the lowest temperature from AlO(OH), anhydrous aluminium chloride and metallic aluminium powders. For the synthesis of aluminium nitride, the reaction temperature was carefully controlled and the reaction conditions were determined and discussed with the results. Reaction of metallic aluminium powder and nitrogen gas was taken place at relatively low temperature. The reaction parameters were determined kinetically.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2000.11a
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• pp.152-152
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• 2000

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.151-151
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• 2012

빗각 증착법(oblique angle deposition; OAD)을 이용하여 코팅된 알루미늄과 질화 티타늄 박막의 특성을 분석하였다. OAD는 기판과 증발원이 수평하게 위치하는 일반적인 코팅방법과 다르게 기판이 증발원과 수평하게 놓이지 않고 일정한 각으로 기울여 코팅하는 방법을 의미한다. 코팅 시 기판이 증발원과 수평하지 않으면 입사되는 증기가 일정한 각도를 유지하기 때문에 코팅되는 박막의 구조가 달라지고 이로 인해서 물리적 특성도 변하게 된다. 본 연구에서는 음극아크와 스퍼터링을 이용하여 각각 질화 티타늄과 알루미늄을 빗각으로 코팅하여 박막의 미세구조와 물성 변화를 관찰하였다. 스퍼터링을 이용하여 빗각 코팅된 알루미늄의 경우, 박막의 구조가 치밀해지고 표면 조도가 낮아지는 현상이 관찰되었다. 알루미늄 박막의 치밀도와 표면조도 향상은 가시광선 영역의 반사율을 높이는 효과가 있었다. 강판에 알루미늄을 코팅하여 염수분무를 실시한 결과, 치밀한 조직으로 인해서 내식성이 향상되는 결과를 보였다. 음극 아크를 이용하여 빗각 코팅된 질화 티타늄 박막에서 기판과 수직하지 않고 일정한 각도로 기울어진 주상 조직이 관찰되었다. 기판에 수직하게 성장된 질화 티타늄 박막과 비교하여 기울어진 주상 구조의 박막은 경도가 높아지는 특성 변화가 관찰되었다. 빗각 증착법을 이용하여 박막의 조직, 물성 등을 제어할 수 있었다. 박막에 다양한 기능을 부여하는 코팅방법으로 빗각 증착법이 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.2
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• pp.118-124
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• 2004

The properties of AlN made by carbothermal reaction depend on the starting materials, quantity of liquid, the liquid-vapor phase reaction, the N$_2$ flow rate, and the reaction temperature. AlN whisker was synthesized by the VLS and VS methods. Solid ${\alpha}$-A1$_2$O$_3$(AES-11) was carbothermally reduced with carbon black in a high-purity N$_2$ atmosphere with AlF$_3$ to cause whisker grown and additional aluminum liquid to increase whisker yield. Aluminum nitride was perfectly formed at reaction temperatures of 1600$^{\circ}C$. At reaction temperature higher than 1600$^{\circ}C$ the aluminum nitride was completely formed, while the composition remains unaffected. Needle-shaped whiskers formed best at 1600$^{\circ}C$ while higher temperatures disrupted whisker formation. Adding 0 to 15 wt% aluminum to the synthesis favorably affects the microstructure for formation of needle-shaped AlN whisker. Additions over 15 wt% degraded formation of AlN whisker.