• 대한기계학회논문집B
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• 제23권3호
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• pp.388-397
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• 1999

Numerical simulations are carried out for the magnetic Czochralski single crystal growth system. It Is shown that a magnetic field significantly suppresses the convective flow and as the strength of magnetic field becomes to be stronger, the heat transfer in the melt is dominated by conduction rather than convection. By imposing a cusp magnetic field, the growth interface shape becomes convex toward the melt. When the axial magnetic field is imposed, there occurs an inversion of the interface shape with increase of the magnetic field strength. The oxygen concentration near the interface decreases with increasing cusp magnetic field strength while axial field causes an increase of an oxygen concentration at the central region and decrease of that at the edge of the crystal. The results show that the cusp magnetic field has advantages over an axial magnetic field In the radial uniformity of oxygen as well as in the additional degree of control.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권12호
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• pp.1667-1675
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• 2001

Numerical simulations are carried out for the liquid encapsulant Czochralski(LEC) by imposing a magnetic field. The use of a magnetic field to the crystal growth is to suppress melt convection and to improve the homogeneity of the crystal. In the present numerical investigation, we focus on the range of 0-0.3Tesla strength for the axial and cusped magnetic field and the effect of the magnetic field on the melt-crystal interface, flow field and temperature distribution which are the major factors to determine the quality of the single crystal are of particular interest. For both axial and cusped magnetic field, increase of the magnetic field strength causes a more convex interface to the crystal. In general, the flow is weakened by the application of magnetic field so that the shape of the melt-crystal interface and the transport phenomena are affected by the change of the flow and temperature field.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.219-224
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• 2022

광학 윈도우, 프리즘, 렌즈 등에 사용되는 CaF₂ 단결정은 3개의 부격자를 가진 face-centered cubic(FCC) 구조를 가지고 있으며 밴드갭(12 eV)이 크고 넓은 파장영역에서 투과율이 우수하고 굴절률이 낮다는 특징이 있다. CaF₂ 단결정 성장은 대표적으로 높은 생산효율과 큰 결정을 만들 수 있는 초크랄스키(Czochralski) 방법으로 생산되고 있다. 이 연구에서는 초크랄스키 방법으로 성장한 일본의 Nikon 사와 미국의 M TI 사 (100)면, (111)면의 CaF₂ 단결정 상용화 웨이퍼의 결정성과 결함밀도를 분석하기 위해 X선 회절(XRD), XRC(X-ray rocking curve) 측정 및 Chemical Etching을 수행하였고 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)과 UV-VIS-NIS을 이용하여 CaF₂ 결정의 광학적 특성을 분석하였다. 다양한 분석 결과를 통해 CaF₂ 단결정의 다양한 분야에서의 응용가능성을 체계적으로 살펴보았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권4호
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• pp.408-413
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• 1995

초크랄스키 실리콘 기판의 뒷면에 형성된 기계적 손상이 레이저 여기/극초단파 반사 광전도 감쇠법에 의한 소수반송자 재결합 수명 측정에 미치는 영향을 고찰하였다. 기계적손상의 정도는 X-선 이중결정 회절법과 X-선 단면 측정법 및 습식산화/선택적 식각 방법으로 평가하였다. 그 결과, 웨이퍼 뒷면에 가해지는 기계적 손상의 세기가 강할수록 소수반송자 재결합 수명은 짧아지고, 소수반송자 재결합 수명 측정에 영향을 미치는 반치전폭의 임계값은 약13초임을 알 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.406-417
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• 1997

초크랄스키법들 의한 8인치 실리콘 단결정 성장계에 대칭과 비대칭 커스프 자장을 인가하여 결정을 성장시켰을 때 축방향으로 일정한 산소농도분포를 가질 수 있는 적절한 인가 자장의 크기와 비대칭도에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 결정이 성장할 때 커스프 자장의 형태가 유지되는 방법으로 도가니의 위치를 변화시키는 방법과 인가코일의 위치를 변화시키는 방법을 비교하였다. 대칭 커스프 자장이 인가된 경우, 축방향으로 일정한 산소농도를 얻을 수 있는 자장의 강도변화는 결정이 성장함에 따라 아래로 볼록한 형태를 띠었다. 축밟향으로 일정한 산소농도분포를 갖기 위해 도가니의 위치를 변화시키는 방법과 코일의 위치를 변화시키는 방법을 비교한 결과 비슷한 산소농도의 표준편차값을 가짐을 알 수 있었다. 비대칭 자장이 인가된 경우, 축방향으로 일정한 산소농도 분포를 얻기 위해서는 비대칭도는 결정이 성장함에 따라 점차 증가하는 양상을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.157-161
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• 1999

초크랄스키 실리콘 기판의 뒷면에 형성된 기계적 손상이 미치는 효과에 대하여 고찰하였다. 기계적 손상의 정도는 레이저 여기/극초단파 반사 광전도 감쇠법에 의한 소수반송자 재결합 수명, 습식산화/선택적 식각 방법, 표면 부위 미소 결함 및 X-선 단면 측정 분석으로 평가하였다. 그 결과, 웨이퍼 뒷면에 가해지는 기계적 손상의 세기가 강할수 록 소수반송자 재결합 수명은 짧아지고, 표면 부위 미소 결함 밀도는 비례적으로 증가하였으며, 산화 유기 적충 결함 밀 도와도 상호 일치하였다. 그래서, 표면 부위 미소 결함 기술은 산화 유기 적층 결함을 측정하는데 있어서 통상적인 부식 방법과는 별도로 사용될 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제20권1호
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• pp.31-36
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• 2008

목 적: X선이 조사된 물질의 색변화를 통하여 방사선 측정 및 선량분포확인을 위한 물질로서의 가능성에 대하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 순수한 KCl과 KCl에 희토류 물질인 Eu를 0.5 mol% 첨가하여 초크랄스키 방법으로 각각의 단결정을 성장시키고 선형가속기를 이용하여 X선조사선량에 따른 KCl결정의 색 변화를 관찰하였다. 결 과: 고 에너지 X선조사에 의해 KCl:Eu 단결정은 가시광의 푸른색 형광과 함께 자주색을 나타내었고 순수한 KCl 단결정은 눈으로 확인할 수 있을 정도의 형광은 관찰되지 않았지만 보라색으로 착색되었다. 결 론: KCl 단결정의 색 변화는 X선으로 인하여 안정된 색 중심이 생기고 이러한 색변화는 X선 측정물질과 펜톰으로 유용하게 사용되어질 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.117-123
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• 1998

초크랄스키 실리콘 기판의 뒷면에 형성된 기계적 손상이 미치는 효과에 대하여 고찰하였다. 기계적 손상의 정도는 레이저 여기/극초단파 반사 광전도 감쇠법에 의한 소수반송자 재결합 수명, 광열범위, X-선 단면 측정 및 습식산화/선택적 식각 방법으로 평가하였다. 그 결과, 웨이퍼 뒷면에 가해지는 기계적 손상의 세기가 강할수록 소수반송자 재결합 수명은 짧아지고, 광열 변위의 평균값은 비례적으로 증가하였으며, 손상된 웨이퍼에서 Grade 1의 과잉 광열 변위값을 1로 봤을 때 과잉 광열 변위의 정규화한 상대 정량 비는 Grade 1: Grade 2:Grade 3 = 1:19.6:41이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.581-586
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• 1998

초크랄스키 실리콘 기판의 뒷면에 형성된 기계적 손상이 미치는 효과에 대하여 고찰하였다. 기계적 손상의 정도는 레이저 여기/극초단파 반사 광전도 감쇠법에 의한 소수반송자 재결합 수명, X-선 단면 측정 및 습식 산화/선택적 식긱 방법으로 평가하였다. 그 결과, 웨이퍼 뒷면에 가해지는 기계적 손상의 세기가 강할수록 소수반송자 재결합 수명은 짧아지고, 산만 산란 정도와 X-선 과잉 강도의 적분값은 비례적으로 증가하였으며, 그 값을 Grade 1의 손상된 웨이퍼에서의 과잉 강도로 정규화하면 과잉 강도의 상대 정량비는 Geade 1:Grade 2:Grade 3 = 1:7:18.4이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.177-184
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• 2000

약한 cusp 자장이 가하여진 Czochralski실리콘 단결정 성장에서 유동장의 종횡비에 따라 부력과 열모세관 현상이 용융물질의 유동과 물질(산소)전달에 미치는 영향이 수치적인 방법으로 연구되었다. 실리콘 단결정 성장이 진행됨에 따라 도가니안의 용융물질의 깊이가 즐어들어 유동장의 종횡비가 감소하고, 이에 따라 현존하는 유동장에 작용하는 자장의 상대적인 형태가 변화하므로 유동의 형태가 계속 변화한다. 유동장 내부에서 자유표면으로 접근하여 Marangoni 대류를 구성하는 용융물질의 흐름(열모세관 현상)과 함께 도가니 벽 근처의 자유표면 바로 아래에서 순환류가 발생하는데, 이 순환류의 존재로 인하여 부력의 효과가 “전반적으로”나타나지 않고 도리어 “국소적으로”나타나는 특성을 갖는다. 종횡비가 작아질수록 유동장의 대부분에서 자장의 반경방향 성분이 축방향 성분보다 우세하여 용융물질의 유동은 횡방향 성분(수평성분)이 현저해지므로 자오면에서의 온도분포는 점차 반경방향에 의존하는 특성을 갖게 된다 종횡비가 작아질수록 결정의 가장자리에서 온도구배가 작아지며 따라서 열모세관 현상포 약화된다 또 이때 결정주위의 산소의 농도가 작아지며 따라서 흡수되는 산소의 양도 작아진다.