• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1993년도 제18회 학술대회 초록집
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• pp.35-38
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• 1993

질화규소는 고온에서 고강도, 고경도, 내열성, 내식성 등의 우수한 성질을 가지고 있기 때문에 열교환기, 공구, 기계밀봉(mechanical seal), 자동차용 엔진부품중의 피스톤 및 실린더 링 등의 중요한 부품의 재료로 크게 부목받고 있다. 이러한 질화 규소의 고온에서의 마모, 마찰거동이 중요한 부품으로의 활용범위를 넓히고 또한 기능성을 향상시키기 위해서 고온에서의 마모, 마찰거동에 대한 연구 및 이해가 절대적으로 필요하다. 공유결합성이 강한 질화규소의 소결시에 첨가되는 첨가제나 제조공정에서 들어갈 수 있는 불순물들은 소결체의 입자모양이나 입계에 존재하는 상의 점도를 변화시켜 고온에서의 기계적성질을 저하시키는 것으로 알려졌다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제1권3호
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• pp.243-250
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• 1988

530A의 질화막과 23A의 엷은 산화막두께로 제작된 MNOS 소자의 기억트랩분포와 기억특성을 TSC방법과 C-V방법으로 조사하였다. 소자는 전기적으로 기억갱신이 가능하며 무전압유지가 반영구적임을 확인하였다. 기억트랩에 해당하는 TSC곡선을 분석하는데는 공간적, 에너지적인 트랩의 분포모형을 가정하고 best fitting법을 사용하였다. 그 결과 기억트랩은 질화막-산화막 계면에서 질화막안으로 10A 깊이로 분포되었으며 에너지준위는 질화막전도대 하단에서 2.35-2.38eV로 분포되어 있음을 밝혔다. 또한 방전기구는 산화막층을 통한 직접터널링과 열적여기를 함께 고려하여 설명할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.446-446
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• 2009

표면 패시베이션 기술로 이용되는 수소화된 실리콘 질화막은 제조원가의 절감을 위한 실리콘 기판재료의 두께 감소에 따른 특성상의 문제점을 해결하기 위해 중요한 영향을 미치는 요소이다. 실리콘 질화막은 강한 기계적 강도, 우수한 유전적 특성, 수문에 의한 부식과 유동적 이온에 대한 우수한 저항력 때문에, 반도체 소자 산업에서 널리 사용되고 있다. 수소화된 실리콘 질화막은 반사방지 특성과 함께 표면 패시베이션의 질을 향상시킬 수 있다. 굴절률 1.9 ~ 2.3 범위에서 쉽게 변화 가능한 수소화된 실리콘 질화막은 굴절률 1.4 ~ 1.5 사이의 열적 산화막 보다 효과적인 반사방지막이다. 수소화된 실리콘 질화막을 사용한 태양전지에서는 효율을 높이기 위해서 기판 표면에서의 케리어 재결합이 억제되어져야한다. 또한, 수소화된 실리콘 질화막은 최적화된 두께와 굴절률을 가져야한다. 본 연구에서는 고효율 태양전지에 적용하기 위해 반송자 수명이 향상된 수소화된 실리콘 질화막을 플라즈마 화학 기상 증착법을 이용하여 증착하였다. 박막은 $250^{\circ}C\;{\sim}\;450^{\circ}C$에서 증착되었으며 증착된 박막은 1.94 to 2.05 굴절률 값을 가지고 있다. 반송자 수명을 증가시키기 위해 $650^{\circ}C\;{\sim}\;950^{\circ}C$에서 어닐링 하였고 반송자 수명을 측정하여 패시베이션 특성을 분석하였다. 수소화된 실리콘 질화막은 $850^{\circ}C$의 어닐링 온도와 굴절률 2.0 조건에서 가장 좋은 반송자 수명을 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.470.2-470.2
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• 2014

RF-PECVD 장치에 의해 증착된 실리콘 질화막(SiNx)은 결정질 실리콘 태양전지에서 반사 방지막 효과 및 우수한 표면 패시베이션 특성을 제공하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 실리콘 질화막의 패시베이션 특성을 향상시키기 위해서 공정온도를 $400^{\circ}C$로 고정하고 공정압력, 가스비, RF (radio frequency) power를 가변하였다. 이 때의 실리콘 질화막의 굴절률 및 두께는 각각 2.0, 80 nm로 증착하여 그에 따른 특성에 대해 분석하였다. 공정 압력이 감소할수록 실리콘 질화막이 증착된 결정질 실리콘 태양전지의 유효 반송자 수명이 증가함을 보였고, 반면에 증착속도는 감소하였다. 또한 RF-power 500 W에서 실리콘 질화막이 증착된 결정질 실리콘 태양전지의 유효 반송자 수명이 상대적으로 높았으며 출력이 올라갈수록 증착속도가 증가하였다. 결과적으로 결정질 실리콘 태양전지에 증착한 실리콘 질화막은 0.8torr 공정 압력과 RF-power 500 W에서 $38.8{\mu}s$로 가장 좋은 유효 반송자 수명을 확인하였다. 위의 결과를 바탕으로 결정질 실리콘 태양전지를 제작하였고 향상된 패시베이션 특성을 갖는 실리콘 질화막의 조건을 찾기 위해서 개방전압(open circuit voltage)을 비교하였다. 공정압력 0.8 torr, RF-power 500 W에서 가장 높은 결과를 보였으며 이는 유효 반송자 수명과 유사한 결과를 나타냈다. 하지만 낮은 FF (fill factor)로 인해 변환 효율이 낮은 결과를 보였다. 태양전지 제작시 낮은 fill factor를 보인 이유와 위의 단점을 보완하기 위해 추가 실험을 수행하였으며, 개선된 fill factor를 통해 18.3% 효율의 태양전지를 제작하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.200-205
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• 1998

질화규소-질화붕소 복합재료의 접촉하중에 의한 손상거동을 질화붕소 첨가량의 함수로 고찰하였다. Indentation응력-변형율 곡선은 선형성을 벗어나 소성 특성을 갖는 재료임이 밝혀졌으며, 재료 표면으로 부터의 ring이나 cone형상의 균열 대신 표면하부에 전단응력에 의한 마이크로 크기의 준소성 변형 영역이 넓게 형성되어 손상저항성이 높은 재료로의 활용이 기대되었다. 이 때 마이크로 파괴와 연관된 shear faults가 이 재료의 소성을 갖도록 하는데 중요한 역할을 하였다. 질화붕소의 첨가량이 증가함에 따라 질화규소-질화붕소 재료는 보다 soft해지고 준소성의 특성을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.107-107
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• 1998

GaN 에피택시 층의 전기적, 광학적 특성 및 표면 형상의 향상을 위한 전처리 공 정으로서 사파이어 기판의 질화 처리가 많이 행해지고 있는데 이는 표면에 질화 충올 형성시킴으로서 GaN 충과의 계면에너지 및 격자상수 불일치를 줄여 GaN 충의 성장을 촉진시킬 수 있기 때문이다 본 실험에서는 고 진공 하에서 유도 결합 플라즈마를 이용하여 사파이어 기판의 질화 처리를 행한 후 XPS와 AFM을 이용하여 기판 표면의 질소 조성과 표면 형상을 관찰하였다. 기판 표면의 질소 조성은 질소 가스의 유입량과 기판의 온도보다 칠화 시 간 및 RF-power에 의해 크게 좌우되나 표면 형상은 기판의 온도에 크게 영향올 받는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험에서는 기판의 온도를 낮춤으로서 protrusion이 없는 매끈한 표면의 질화 충을 얻올 수 있었다. 핵생성 충의 성장 없이 450 oC의 저온에서 GaN 충올 성장시킨 결과 육방 대청성 의 wurtzite구조를 가지며 bas허 plane이 사파이어 기판과 in-plane에서 300 회전된 관계 를 갖고 있는 것올 XRD -scan으로 관찰하였다. 또한 GaN 충의 성장이 진행됩에 따라 결정성이 향상되고 있는 것이 뼈S ali맹ed channeling 실험올 통해 관찰되었으며 이는 G GaN 충의 두께 중가에 따라 결정성이 향상된다는 것올 의미한다 사파이어 기판의 질 화 처 리 시 간이 증가함에 따라 후속 성 장된 GaN 층의 bas외 pI뻐e에 대 한 XRD -rocking c curve의 반치폭이 감소하는 것으로 나타났는데 이는 기판의 표면이 질화 충으로 전환 됨에 따라 각 GaN island의 c-축이 잘 정렬됨올 의미한다. 또한 AFM으로 ~이 충의 표 면 형상올 관찰한 결과 기판의 질화 처리가 선행될 경우 lateral 방향으로의 G뼈 충의 성장이 촉진되어 큰 islands로 성장이 일어나는 것으로 관찰되었는데 이는 질화 처리가 선행될 경우 Ga과 N의 표면 확산에 대한 활성화 에너지가 감소되기 때문인 것으로 생 각된다 일반적으로 GaN 에피택시 충의 결정성의 향상과 lateral 생장올 도모하기 위하여 성장 온도를 증가시키지만 본 실험에서는 낮은 성장 온도에서도 결정성의 향상 및 l later빼 성장을 촉진시킬 수 있었으며 이는 저온 성장법에 의한 고품위의 GaN 에피택시 충 성장에 대한 가능성올 제시하는 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2018

스테인리스강은 내식성과 내구성이 우수하여 파이프 및 일반 구조용 고온재료에 널리 사용된다. 그러나 선박 및 해양플랜트 등의 고부가가치 산업에 사용될 경우 내피로성, 내구성 및 내식성이 더욱 요구되고 있다. 특히 해수 환경 하에서 스테인리스강은 재료 표면의 부동태 피막 파괴로 공식 또는 틈부식에 의한 국부부식을 초래하여 해양환경용 재료로 사용하는데 제한적이다. 플라즈마 이온질화는 저온에서 열처리가 가능하며 재료의 변형이 없어 스테인리스강에 널리 적용되는 열화학적 표면처리 기술이다. 플라즈마 이온질화는 일반적으로 고온에서 실시하여 스테인리스강의 기계적 특성을 향상시키는 목적으로 주로 적용하였으나, 저온-플라즈마 이온질화 처리 시 질소의 확산계수 증가로 표면에 S-phase 생성에 기인하여 부식 저항성이 향상된다고 알려져 있다[1-2]. 그러나 해수 펌프, 밸브, 스트레이너(Strainer) 등의 해양 환경용 기자재로 널리 사용되고 있는 주조 스테인리스강에 대한 플라즈마 이온질화 적용과 그 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 주조용 스테인리스강에 대하여 플라즈마 이온질화 기술을 적용하여 공정온도에 따른 해수 내 전기화학적 부식 특성을 규명하였다. 플라즈마 이온질화 공정은 $25%N_2$와 $75%H_2$ 비율로 $350^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$의 공정온도에서 10시간 동안 실시하였다. X-선 회절분석을 통해 공정온도 변수에 따른 표면에 형성된 질화층의 상변화를 분석하였다. 또한 비커스 경도계를 이용하여 표면경도를 측정하여 기계적 특성 향상을 확인하였다. 전기화학적 부식 실험 후 표면 손상 형상 관찰, 무게 감소량 및 손상 깊이 계측을 통해 공정 온도와 부식 저항 특성을 규명하였다. 또한 타펠 분석을 통해 모재와 플라즈마 이온질화 온도 변수에 따른 부식 속도를 비교 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.89-93
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• 2018

1200V 이상 급의 전기자동차의 파워 모듈에 적용되는 세라믹 기판은 구동 전력으로 고전력이 인가되는 특성상 고열전도도, 고 전기절연성, 저열팽창계수, 급격한 온도 변화에 대한 저항성의 특성이 요구된다. 방열기판에 적용되는 세라믹 중 질화알루미늄과 질화규소는 그 요구를 충족하는 소재로서 고려되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 질화알루미늄과 질화규소의 방열기판 소재로서의 특성을 상용해석프로그램을 통해 비교하였다. 그 결과 질화규소는 질화알루미늄에 대해 각각 동일한 조건의 열을 부여하는 공정을 시물레이션으로 구현했을 때 스트레스와 휨이 덜 발생하여 더 우세한 내충격성, 내stress성을 보였다. 열전도도 측면에서는 질화알루미늄이 방열 소재로서 더 우수한 특성을 지니지만 신뢰성 측면에서는 질화규소가 더 우세함을 시물레이션을 통해 관찰하였다.

• ETRI Journal
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• 제11권3호
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• pp.11-22
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• 1989

Stress에 잘 견딜 수 있는 metal-oxide-semiconductor field effect transistor(MOSFET)의 매우 얇고(10mm 이하) 고신뢰성을 갖는 게이트 절연막을 개발하기 위해서 급속열처리법을 이용하여 제조한 재산화질화산화막의 특성에 관하여 연구하였다. AES 분석에 의하여 8nm 두께의 초기산화막을 질화시킬 때 산화막의 계면이 우선적으로 질화가 일어났으며, 질화된 막을 재산화시킬 때 표면과 계면의 [N]가 감소하였다. 또한 재산화시킬 경우 두께가 약간 증가함을 보였으며, 질화가 강하게 될수록 두께 증가는 크지 않았다. 전기적 특성으로써 I-V 특성과 고주파(1MHz) C-V 특성, 정전류 stress 후의 고주파 C-V 특성 변화 들을 조사한 결과 $950^{\circ}C$ 60초 동안 질화시킨 재산화질화산화막($ONO_L막$) 은 정전류 stress에 대하여 flat band 전압 변화에 계면 상태 밀도(interface state density)변화가 적고, 절연파괴전압(breakdown voltage)특성 등이 우수하게 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.316.1-316.1
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• 2016

지구 온난화로 인한 기후변화 현상이 점차 가시화 되고 있는 가운데 탄산가스를 비롯한 온실가스의 배출을 저감하기 위한 연구개발 노력과 관심이 고조되고 있다. 지구 대기층이 가지는 이러한 온실효과는 산업화 경향이 두드러지면서 화석에너지의 사용 증대 등 인위적 요인들에 의해 많이 증가하게 되었다. 온실가스 중에서 산화이질소(N2O)는 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4) 다음으로 많이 배출되는 성분이며 지구온난화 효과는 이산화탄소 분자의 310배에 달한다. 본 연구에서는 반도체 미세 패터닝(Pattering)에 게이트 산화막의 두께가 점차 얇아짐에 따라 발생하는 문제점을 해결하고 특성을 향상시키기 위해 사용되는 질화산화막(SiON)을 증착 시, 기존 산화이질소(N2O) 대신 산화질소(NO)를 사용하여 대체 가능 여부를 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 산화질소(NO) 사용량의 변화를 통하여 FT-IR 및 Refractive Index 측정하면서 기존 산화이질소(N2O)를 이용하여 구현된 질화산화막 막질과 결과를 비교하였고, 질화산화막 증착율 및 파티클 발생 수준을 비교하였다.