• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• 제7권4호
• /
• pp.173-178
• /
• 2004

Silicon thin film were synthesized from silane and argon gas mixture directly on copper foil by rf PECVD and then lithium ion batteries were prepared from them employed as the negative electrodes without any further treatment. In the present study, two different kinds of silicon thin films, amorphous silicon and copper silicide were prepared by changing deposition temperature. Amorphous silicon film was prepared below $200^{\circ}C$, but copper silicide film with granular shape was formed by the reaction between silicon radical and diffused copper ions under elevating temperature above $400^{\circ}C$. The amorphous silicon film gives higher capacity than copper silicide, but the capacity decreases sharply with charge-discharge cycling. This is possibly due to severe volume changes. The cyclability is improved, however, by employing the copper silicide as a negative electrode. The copper silicide plays an important role as an active material of the electrode, which mitigates volume change cause by the existence of silicon and copper chemical bonding and provides low electrical resistance as well.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• 제3권4호
• /
• pp.200-203
• /
• 2000

Boron doped conducting diamond thin films were grown on Si substrate by microwave plasma chemical vapor deposition from a gaseous feed of hydrogen, acetone/methanol and solid boron. The doping level of boron was ca. $10^2ppm\;(B/C)$. The Si substrate was tilted ca. $10^{\circ}$ to make Si substrate, which have different height and temperature. Experimental results showed that different crystalline of diamond thin films were made by different temperature of Si substrate. There appeared $3\~4$ steps of different crystalline morphology of diamond. To characterize the boron-doped diamond thin film, Raman spectroscopy was used for identification of crystallinity. To survey surface morphology, microscope was used. Grain size was changed gradually by different temperature due to different height. The Raman spectrum of film exhibited a sharp peak at $1334cm^{-1}$, which is characteristic of crystalline diamond. The lower position of diamond film position, the more non-diamond component peak appeared near $1550 cm^{-1}$.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제49권6호
• /
• pp.710-714
• /
• 2011

In present work, $La_{0.8}Ca_{0.2}CrO_{3}$(LCC), $La_{0.8}Sr_{0.2}CrO_{3}$(LSC) and $La_{0.8}Ca_{0.2}CrO_{0.9}Co_{0.1}O_{3}$(LCCC) ceramic interconnect layer for SOFC were prepared by using thermal plasma spray coating process. The LCC, LSC and LCCC powders were characterized by x-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), particle counter and BET analysis. In addition, basic and essential properties such as the surface morphology, cross section, gas leak rate, and electrical conductivity of LCC, LSC, and LCCC layers coated by thermal plasma spray coating process were analyzed and discussed. Based on these experimental results, it can be concluded that the LCCC layer coated by thermal plasma spray coating process can be suitable as a ceramic interconnect of SOFC.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제44권2호
• /
• pp.160-165
• /
• 2006

A Pd-Cu-Ni alloyed hydrogen membrane has fabricated on porous nickel support formed by nickel powder. Porous nickel support made by sintering shows a strong resistance to hydrogen embrittlement and thermal fatigue. Plasma surface modification treatment is introduced as pre-treatment process instead of conventional HCl wet activation. Nickel was electroplated to a thickness of $2{\mu}m$ in order in to fill micropores at the nickel support surface. Palladium and copper were deposited at thicknesses of $4{\mu}m$ and $0.5{\mu}m$, respectively, on the nickel coated support by DC sputtering process. Subsequently, copper reflow at $700^{\circ}C$ was performed for an hour in $H_2$ ambient. And, as a result PdCu-Ni composite membrane has a pinhole-free and extremely dense microstructure, having a good adhesion to the porous nickel support and infinite hydrogen selectivity in $H_2/N_2$ mixtures.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.214-214
• /
• 1999

다이아몬드를 반도체용 열방산용기판 등으로 사용하기 위해서는 수백 $\mu\textrm{m}$ 두께의 대면적 웨이퍼가 요구된다. 이를 위해서 DC are jet CVD, MW PACVD, DC PACVD 등이 개발되어, 현재 4"에서 8"까지의 많은 문제를 일으키고 있다. 본 연구에서는 multi-cathode DC PACVD법에 의한 4" 다이아몬드 웨이퍼의 합성과 합성된 막의 특성변화에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 웨이퍼의 휨과 crack 발생거동과 대한 고찰을 통래 휨과 crack이 없는 웨이퍼의 제작방법을 고안하였다. 사용된 음극의 수는 일곱 개이며, 투입된 power는 각 음극 당 약 2.5kW(4.1 A-600V)이었다. 사용된 기판의 크기는 직경 4"이었다. 합성압력은 100Torr, 가스유량은 150sccm, 증착온도는 125$0^{\circ}C$~131$0^{\circ}C$, 수소가스네 메탄조성은 5%~8%이었다. 합성 중 막에 인가되는 응력은 합성 중 증착온도의 변화에 의해 제어하였다. 막의 결정도는 Raman spectroscopy 및 열전도도를 측정을 통해 분석하였다. 성장속도 및 다이아몬드 peak의 반가폭은 메탄조성 증가(5%~8%)에 따라 증가하여 각각 6.6~10.5$\mu\textrm{m}$/h 및 3.8~5.2 cm-1의 분포를 보였다. 6%CH4 및 7%CH4에서 합성된 웨이퍼에서 측정된 막의 열전도도는 11W/cmK~13W/cmK 정도로 높게 나타났다. 막두께의 uniformity는 최대 3.5%로 매우 균일하였다. 막에 인가되는 응력의 제어로 직경 4"k 합성면적에서 두께 1mm 이상의 균열 및 휨이 없는 다이아몬드 자유막 웨이퍼를 합성할 수 있었다.다이아몬드 자유막 웨이퍼를 합성할 수 있었다.active ion에 의해 sputtering 이 된다. 이때 plasma 처리기의 polymer 기판 후면에 magnet를 설치하여 높은 ionization을 발생시켜 처리 효과를 한층 높여 주었다. 이 plasma 처리는 표면 청정화, 표면 etching 이 동시에 행하는 것과 함께 장시간 처리에 의해 표면에서는 미세한 과, C=C기, -C-O-의 극성기의 도입에 의한 표면 개량이 된다는 것을 관찰할 수 있다. OPP polymer 표면을 Ar 100%로 plasma 처리한 경우 C-O, C=O 등의 carbonyl가 발생됨을 알 수 있었다. C-O, C=O 등의 carbynyl polor group이 도입됨에 따라 sputter된 Al의 접착력이 향상됨을 알 수 있으며, TEM 관찰 결과 grain size도 상당히 작아짐을 알 수 있었다.onte-Carlo 방법으로 처리하였다. 정지기장해석의 경우 상용 S/W인 Vector Fields를 사용하였다. 이를 통해 sputter 내 플라즈마 특성, target으로 입사하는 이온에너지 및 각 분포, 이들이 target erosion 형상에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 이들 결과로부터 간단한 sputtering 모델을 사용하여 target으로부터 sputter된 입자들이 substrate에 부착되는 현상을 Monte-Carlo 방법으로 추적하여 성막특성도 살펴보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.44-44
• /
• 1999

저진공(1 kPa~ 100 kPa)은 대기압 측정, 비행고도, 기체의 온도 측정, 질량의 부력 보정, 레이저의 굴절률 측정등에 사용되는 영역으로 과학적 중요성을 갖고 있다. 또한 대기압 이상의 압력 측정과 고진공 측정의 경계적 역할도 수행하고 있어 압력 표준기의 국제 비교에 필수적으로 권장되는 역역이다. 이 영역에 주로 사용되는 압력 표준기는 수은 압력계(Mercury manometer)와 분동식 압력계(Deadweight piston gauge or Pressure)가 있다. 이들은 이동이 불편하거나 불가능하므로 표준기의 국제 비교에 사용되는 전달 표준기로는 보다 이동이 간편한 탄성 압력계인 CDG(Capacitance diaphragm Gauge)가 있다. 이 게이지는 반도체 산업의 공정 제어용으로도 많이 사용되고 있다. 그러나 게이지와 함께 사용되는 컨트롤러의 부피가 크고 무거우며 영점 이동이 커서 측정때 마다 재조정하여야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 같은 단점을 극복하기 위해 수정빔 진동형 진공 센서를 잔달 표준기로 사용하는 것에 대한 연구를 수행하였다. 수정빔 진동형 압력 센서는 수정빔으 공진주파수가 스트레인에 비례하는 것을 이용하여 제작된 센서로 주로 대기압 이상의 고압 측정에 많이 사용되고 있다. 먼저 수정빔의 압력과 주파수간의 관계를 측정하고 또한 내장된 수정 온도센서의 공진 주파수를 측정하여 온도 보상을 위한 자료로 사용하였다. 규격에 나와 있는 수정빔의 기하학적 형상으로부터 거동에 관한 이론 모델식을 구하고 압력교정 자료로부터 얻어진 데이터를 이 식과 비교 분석하여 적합한 특성식과 인자를 구하였으며 게이지의 불확도를 추정하였다.모델은 길이가 유한한 0-차원 실린더 모델로 가정하였고, 이에 대한 기하학적 성질 및 열역학적 성질은 유효계수를 고려하여 산출하였다. 진공용기 이중 벽 내부로 흐르는 질소가스의 유량과 온도의 계산은 진공용기 내벽과 외벽을 각각 독립적인 열전달 요소로 가정하여 구성한 모델을 이용하였다. 전체 해석에서 각 열전달 요소의 비열 값은 온도에 따라 변화하는 비열의 특성을 반영하였으며. 진공용기와 플라즈마 대향 부품의 방사율(emissivity)은 앞서 가정했던 각 온도 상승 곡선에 대해서 각각 0.1, 0.2, 1.3의 경우를 가정하여 계산하였다. 직선적으로 증가하는 온도 상승 곡선중 2$0^{\circ}C$/hr의 온도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권3호
• /
• pp.472-478
• /
• 2023

In this study, the acetaldehyde removal characteristics of activated carbon (AC) for air purifier filters were investigated using metal catalysts-impregnation and functional group-modification method. The AC with a high specific surface area(1700 m²/g) and micropores was prepared by KOH activation of coconut charcoal and the efficiency of catalyst and functional group immobilization was examined by varying the drying conditions within the pores after immersion. The physical properties of the prepared activated carbon were analyzed by BET, ICP, EA, and FT-IR, and the acetaldehyde adsorption performances were investigated using gas chromatography (GC) at various impregnation and modified conditions. As the concentration of impregnation solution increased, the amount of impregnated metal catalysts increased, while the specific surface area showed a decreasing trend. The adsorption tests of the metal catalyst-impregnated and functional group-modified activated carbons revealed that excellent adsorption performance in compositions MgO10@AC, CaO10@AC, EU10@AC, and H-U3N1@AC, respectively. The MgO10@AC, which showed the highest adsorption performance, had a breakthrough time of 533.8 minutes and adsorption capacity of 57.4 mg/g for acetaldehyde adsorption. It was found that the nano-sized MgO catalyst on the activated carbon improved the adsorption performance by interacting with carbonyl groups of acetaldehyde.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• 제30권4호
• /
• pp.8-16
• /
• 2023

The importance of next-generation packaging technologies is being emphasized as a solution as the miniaturization of devices reaches its limits. To address the bottleneck issue, there is an increasing need for 2.5D and 3D interconnect pitches. This aims to minimize signal delays while meeting requirements such as small size, low power consumption, and a high number of I/Os. Hybrid bonding technology is gaining attention as an alternative to conventional solder bumps due to their limitations such as miniaturization constraints and reliability issues in high-temperature processes. Recently, there has been active research conducted on SiCN to address and enhance the limitations of the Cu/SiO₂ structure. This paper introduces the advantages of Cu/SiCN over the Cu/SiO₂ structure, taking into account various deposition conditions including precursor, deposition temperature, and substrate temperature. Additionally, it provides insights into the core mechanisms of SiCN, such as the role of Dangling bonds and OH groups, and the effects of plasma surface treatment, which explain the differences from SiO₂. Through this discussion, we aim to ultimately present the achievable advantages of applying the Cu/SiCN hybrid bonding structure.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
• /
• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
• /
• pp.45-47
• /
• 2002

반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 MOSFET 구조의 게이트 절연막으로 사용되고 있는 SiO₂ 박막의 두께를 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 0.1㎛ 이하의 소자를 위해서는 15Å 이하의 두께를 갖는 SiO₂가 요구된다. 하지만 두께감소는 절연체의 두께와 지수적인 관계가 있는 누설전류를 증가시킨다[1-3]. 따라서 같은 게이트 개패시턴스를 유지하면서 누설전류를 감소시키기 위해서는 높은 유전상수를 갖는 두꺼운 박막이 요구되는 것이다. 그러므로 약 25정도의 높은 유전상수를 갖고 5.2～7.8 eV 정도의 비교적 높은 bandgap을 갖으며, 실리콘과 열역학적으로 안정한 물질로 알려진 HfO2[4-5]가 최근 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 HfO₂ 박막을 실제 소자에 적용하기 위하여 전극 및 열처리에 따른 HfO₂ 박막의 미세구조 및 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해, HfO₂ 박막을 reactive DC magnetron sputtering 방법으로 증착하고, XRD, TEM, XPS를 사용하여 ZrO₂ 박막의 미세구조를 관찰하였으며, MOS 캐패시터 구조의 C-V 및 I-V 특성을 측정하여 HfO₂ 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HfO₂ 타겟을 스퍼터링하면 Ar 스퍼터링에 의해 에너지를 가진 산소가 기판에 스퍼터링되어 Si 기판과 반응하기 때문에 HfO₂ 박막 형성과 더불어 Si 기판이 산화된다[6]. 그래서 HfO₂같은 금속 산화물 타겟 대신에 순수 금속인 Hf 타겟을 사용하고 반응성 기체로 O₂를 유입시켜 타겟이나 시편위에서 high-k 산화물을 만들면 SiO/sub X/ 계면층을 제어할 수 있다. 이때 저유전율을 갖는 계면층은 증착과 열처리 과정에서 형성되고 특히 500℃ 이상에서 high-k/Si를 열처리하면 계면 SiO₂층은 증가하는 데, 이것은 산소가 HfO₂의 high-k 박막층을 뚫고 확산하여 Si 기판을 급속히 산화시키기 때문이다. 본 방법은 증착에 앞서 Si 표면을 희석된 HF를 이용해 자연 산화막과 오염원을 제거한 후 Hf 금속층과 HfO₂ 박막을 직류 스퍼터링으로 증착하였다. 우선 Hf 긍속층이 Ar 가스 만의 분위기에서 증착되고 난 후 공기중에 노출되지 않고 연속으로 Ar/O₂ 가스 혼합 분위기에서 반응 스퍼터링 방법으로 HfO₂를 형성하였다. 일반적으로 Si 기판의 표면 위에 자연적으로 생기는 비정질 자연 산화막의 두께는 10～15Å이다. 그러나 Hf을 증착한 후 단면 TEM으로 HfO₂/Si 계면을 관찰하면 자연 산화막이 Hf 환원으로 제거되기 때문에 비정질 SiO₂ 층은 관찰되지 않았다. 본 실험에서는 HfO2의 두께를 고정하고 Hf층의 두께를 변수로 한 게이트 stack의 물리적 특성을 살펴보았다. 선증착되는 Hf 금속층을 0, 10, 25Å의 두께 (TEM 기준으로 한 실제 물리적 두께) 로 증착시키고 미세구조를 관찰하였다. Fig. 1(a)에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층의 두께가 0Å일때 13Å의 HfO₂를 반응성 스퍼터링 방법으로 증착하면 HfO₂와 Si 기판 사이에는 25Å의 계면층이 생기며, 이것은 Ar/O₂의 혼합 분위기에서의 스퍼터링으로 인한 Si-rich 산화막 또는 SiO₂ 박막일 것이다. Hf 금속층의 두께를 증가시키면 계면층의 성장은 억제되는데 25Å의 Hf 금속을 증착시키면 HfO₂ 계면층은 10Å미만으로 관찰된다. 그러므로 Hf 금속층이 충분히 얇으면 플라즈마내 산소 라디칼, 이온, 그리고 분자가 HfO₂ 층을 뚫고 Si 기판으로 확산되어 SiO₂의 계면층을 성장시키고 Hf 금속층이 두꺼우면 SiO/sub X/ 계면층을 환원시키면서 Si 기판으로의 산소의 확산은 막기 때문에 계면층의 성장은 억제된다. 따라서 HfO₂/Hf(Variable)/Si 계에서 HfO₂ 박막이 Si 기판위에 직접 증착되면, 순수 HfO₂ 박막의 두께보다 높은 CET값을 보이고 Hf 금속층의 두께를 증가시키면 CET는 급격하게 감소한다. 그러므로 HfO₂/Hf 박막의 유효 유전율은 단순 반응성 스퍼터링에 의해 형성된 HfO₂ 박막의 유전율보다 크다. Fig. 2에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층이 너무 얇으면 계면층의 두께가 두꺼워 지고 Hf 금속층이 두꺼우면 HfO₂층의 물리적 두께가 두꺼워지므로 CET나 EOT 곡선은 U자 형태를 그린다. Fig. 3에서 Hf 10초 (THf=25Å) 에서 정전 용량이 최대가 되고 CET가 20Å 이상일 때는 high-k 두께를 제어해야 하지만 20Å 미만의 두께를 유지하려면 계면층의 두께를 제어해야 한다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• 제8권3호
• /
• pp.139-145
• /
• 2005

[ $SnO_x$ ] films on the flexible substrate of PET film were prepared at ambient temperature under a $(CH_3)_4Sn(TMT: tetra-methyl tin)-H_2-O_2$ atmosphere in order to obtain transparent conductive polymer by using ECR-MOCVD(Electro Cyclotron Resonance Metal Organic Chemical Yfpor Deposition) system. The prepared $SnO_x$ thin films show generally over $90\%$ of optical transmittance at wavelength range of 380-780nm and about $1\times10^{-2\~3}ohm{\cdot}cm$ of electrical resistivity. In the present study, effects of $O_2/TMT\;and\;H_2/TMT$ mole ratio on the properties of $SnO_x$ films are investigated and the other process parameters such as microwave power, magnetic current power, substrate distance and working pressure are fixed. Based on our experimental results, the $SnO_x$ film composition ratio of Sn and O directly influences on the electrical and optical properties of the films prepared. The $SnO_x$ film with low electric resistivity and high transmittance could be obtained by controlling the process parameters such as $O_2/TMT\;and\;H_2/TMT$ mole ratio, which play an important role to change the composition ratio between Sn and O. An increase of $O_2/TMT$ mole ratio brought on the increases 0 content in the $SnO_x$ film. On the other hand, an increase of $H_2/TMT$ mole ratio lead to decreases the oxygen content in the film. The optimized composition ratio of oxygen : tin Is determined as 2.4: 1 at $O_2/TMT$ of 80 and $H_2/TMT$ of 40 mole ratio, respectively.