• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.265-265
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• 2014

일반적으로 태양전지 및 반도체 공정에서 불순물 주입 과정인 도핑(Doping)공정은 크게 몇 가지 방법으로 구분해 볼 수 있다. 소성로(Furnace)를 이용하여 열을 통해 불순물을 웨이퍼 내부로 확산시키는 열확산 방법과 진공 챔버 내부에서 전자기장을 걸어 이온을 극도로 가속시켜 진행하는 이온 주입(Ion implantation)이나 이온 샤워(Ion shower)를 이용한 도핑 방법이 있다. 또한 최근 자외영역 파장의 레이저광을 조사하여 광화학 반응에 의해 도펀트 물질를 분해하는 동시에 조사 부분을 용해하여 불순물을 도포하는 기법인 레이져 도핑(Laser doping) 방법이 개발중이다. 그러나 레이져나 이온 도핑 공정기술은 고가의 복잡한 장비가 필요하여 매출 수익성 및 대량생산에 비효율적이며 이온 주입에 의한 박막의 손상을 치료하기 위한 후속 어닐링(Post-annealing) 과정이 요구되는 단점을 가지고 있고 열확산 도핑 방법은 정량적인 불순물 주입 제어가 어렵고 시간 대비 생산량의 한계가 있다. 반면 대기압 플라즈마로 도핑을 할 경우 기존에 진공개념을 벗어나 공정상에서 보다 저가의 생산을 가능케 할 뿐아니라 멀티 플라즈마 소스 개발로 이어진다면 시간적인 측면에서도 단연 단축시킬 수가 있어 보다 대량 생산 공정에 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 도핑 방법인 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 공정기술의 가능성을 제안하고자 도핑 공정 시 웨이퍼 내 전류 패스(Current path)에 대한 메카니즘을 연구하였다. 대기압 플라즈마 방전 시 전류가 웨이퍼 내부에 흐를 때 발생되는 열을 이용하여 도핑이 되는 형식이란 점을 가정하고 이 점에 대한 원리를 증명하고자 실험을 진행하였다. 실험 방식은 그라운드(Ground) 내 웨이퍼의 위치와 웨이퍼 내 방전 위치에 따라 적외선 화상(IR image: Infrared image) 화상을 서로 비교하였다. 적외선 화상은 실험 조건에 따라 화상 내 고온의 표식이 상이하게 변하는 경향성을 나타내었다. 이 고온의 표식이 전류 패스라는 점을 증명하고자 시뮬레이션을 통해 자기장의 전산모사를 한 결과 전류 패스의 수직 방향으로 자기장이 형성이 됨을 확인하였으며 이는 즉 웨이퍼 내부 전류 패스에 따라 도핑이 된다는 사실을 명백히 말해주는 것이며 전류 패스 제어의 가능성과 이에 따라 SE(Selective Emitter) 공정 분야 응용 가능성을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.114-114
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• 2010

최근 고용량의 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하여 고주파 발생의 원인인 배선길이와 실장 면적을 획기적으로 줄이는 임베디드 디커플링 캐패시터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 공정들은 높은 공정온도와 같은 공정상의 한계를 가지고 있어 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹 제작이 가능한 후막코팅기술인 Aerosol Deposition Method (ADM)에 착목하였으며, 이 ADM을 박막공정으로 응용하여 $BaTiO_3$ 박막을 제작하고 고용량의 디커플링 캐패시터 제작을 실현하고자 한다. 하지만, Cu 기판 상에 성막 된 $0.5\;{\mu}m$이하의 $BaTiO_3$ 박막에서는 $BaTiO_3$ 분말 내에 존재하는 평균입자 보다 큰 입자와 응집분말로 인해 발생하는 pore, crater, not-fully-crushed particles와 같은 거시적인 결함들에서의 전류 통전과 울퉁불퉁한 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면에서의 전계의 집중에 의한 전류의 증가로 인하여 큰 누설전류 발생하는 문제에 봉착하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제시된 효과적인 방법으로 Stainless steel 기판과 같이 표면경도가 높은 기판을 사용하는 것이며, 이를 통해 $0.2\;{\mu}m$의 두께까지 유전 $BaTiO_3$ 박막을 성막 할 수 있었으며, 치밀한 표면 미세구조와 줄어든 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면의 거칠기를 확인하였다. 하지만, $BaTiO_3$ 박막 내에 발생하는 누설전류의 근본원인을 확인하기 위해서는 누설전류에 대한 미시적인 접근이 더욱 요구된다. 이에 본 연구에서는 누설전류 발생원인의 미시적 접근을 위해 두께에 따른 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류 전도기구에 대한 조사하였으며, 이를 통해 $BaTiO_3$ 박막내 발생하는 누설전류의 원인은 $BaTiO_3$막 내에서 donor로서 역할을 하는 oxygen vacancy와 불균일한 전계의 집중으로 인한 전자의 tunneling 현상임을 확인할 수 있었다. 또한, Nano-indenter와 Conductive atomic force microscopic를 이용한 정밀 측정을 통해 표면경도의 중요성을 재확인하였으며 $BaTiO_3$ 박막의 두께가 $0.2\;{\mu}m$이하로 더욱 얇아지게 되면 입자간 결합 문제 또한 ADM을 박막화 하는데 있어 중요한 요소임을 확인하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.3
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• pp.272-278
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• 2023

In this study, we analyzed the effects of current density and electroosmotic phenomena on the desalination performance of electrodialysis (ED). We conducted ED experiments under constant voltage conditions, changing the concentration of the concentrate solution from 10 to 200 g/L. During the ED operation, we measured the current density and charge supplied to the stack, the concentration of the diluted and concentrated solutions, and the amount of water transported by electroosmosis to analyze desalination performance. As the concentration of the concentrated solution increased, the selectivity of the ion exchange membrane decreased, resulting in a decrease in current efficiency. Moreover, the current efficiency was found to be influenced by the current density supplied. When the current density exceeded 15 mA/cm², back diffusion of ions was suppressed, leading to an increase in current efficiency. We also investigated the specific water transport by electroosmosis during the ED operation. We found that the amount of water transported increased proportionally to the concentration ratio of the concentrated and diluted solutions. When the concentration ratio exceeded 100, the specific water transport rapidly increased due to osmotic pressure, making it challenging to obtain a concentrated solution greater than 200 g/L.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.20 no.5 s.95
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• pp.28-45
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• 2005

무어의 법칙을 근간으로 하는 전계효과 트랜지스터는 매 18개월마다 0.7배씩의 성공적인 소형화를 거듭하여 최근에는 50nm 크기로 구성된 약 1억 개의 트랜지스터가 집적된 칩을 생산하고 있다. 그러나 트랜지스터의 크기가 50nm 이하로 줄어들면서는 단순한 소형화 과정은 근본적인 물리적인 한계에 접근하게 되었다. 특히 게이트 절연막의최소 두께는 트랜지스터의 소형화에 가장 직접적인 중요한 요소이나, 실리콘 산화막의 두께가 2nm 이하가 되면서 게이트 절연막을 집적 터널링하는 전자에 의한 누설전류의 급격한 증가로 인하여 그 사용이 어려워지고 있는 추세이다. 따라서 본 논문에서는 트랜지스터의 소형화에 악영향을 미치는 물리적인 한계요소에 대하여 살펴보고, 이러한 소형화의 한계를 뛰어넘기 위한 노력의 일환으로 연구되고 있는 이중게이트 구조의 트랜지스터, 쇼트키 트랜지스터, 나노선을 이용한 트랜지스터 및 분자소자 등의 새로운 소자구도에 대하여 살펴보고자 한다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.32 no.2
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• pp.130-134
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• 1988

Direct differential-pulse cathodic stripping voltammetry on mercury electrode (HMDE) provides a sensitive technique for low level cyanide measurement in distilled and sulfide free solution. Cyclic voltammetry revealed the forming and redissolution reactions were reversible at pH 7 in 0.1M KCl-0.01M phosphate supporting electrolyte. The analytical conditions have been optimized. With deposition time of 3 min at deposition potential 0.00V(vs. Ag/AgCl) in this medium of pH7, quite reproducible and linear calibration curve was obtained down to $3{\times}10^{-7}M$ (8ppb) $CN^-$ which was the detection limit.

• Journal of the East Asian Society of Dietary Life
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• v.20 no.5
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• pp.735-742
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• 2010

Biogenic amines are synthesized by microbial decarboxylation for the putrefaction or fermentation of foods containing protein. Although biogenic amines such as histamine, tyramine, and putrescine are required for many physiological functions in humans and animals, consumption of high amounts of biogenic amines can cause toxicological effects, including serious gastrointestinal, cutaneous, hemodynamic, and neurological symptoms. In this study, a novel amperometric biosensor wasdeveloped to detect biogenic amines. The biosensor consisted of a working electrode, a reference electrode, a counter electrode, an enzyme reactor with immobilized diamine oxidase, an injector, a peristaltic pump and a potentiostat. A working electrode was fabricated with a glassy carbon electrode (GCE) by coating functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNT-$NH_2$) and by electrodepositing Prussian blue (PB) to enhance electrical conductivity. A sensor system with PB/MWCNT-$NH_2$/GCE showed linearity in the range of $0.5 {\mu}M{\sim}100 {\mu}M$ hydrogen peroxide with a detection limit of $0.5 {\mu}M$. The responses for tyramine, 2-phenylethylamine, and tryptamine were 95%, 75%, and 70% compared to that of histamine, respectively. These results imply that the biosensor system can be applied to the quantitative measurement of biogenic amines.

• Analytical Science and Technology
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• v.16 no.4
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• pp.269-276
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• 2003

A new type of stripping voltammetry, inverted catalytic stripping voltammetry $IC_tSV$, is introduced. The rhodium-formaldehyde complex in hydrochloric acid gives an inverted catalytic hydrogen peak (reduction current peak during positive-going scan). The characteristics of the inverted peak were studied. By using the peak as analytical peak the detection limit of $1.2{\times}10^{-10}M$ Rh (50s preconcentration) can be reached at the optimal conditions: 0.015% (W/V) HCHO-0.42 M HCl; accumulation potential, -1.1 V; scan rate, 100 mV/s.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.450-450
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• 2013

플래시 메모리는 소형화가 용이하고, 낮은 구동 전압과 빠른 속도의 소자 장점을 가지기 때문에 휴대용 전자기기에 많이 사용되고 있다. 현재 사용되고 있는 플로팅 게이트를 이용한 플래시 메모리 소자는 비례축소에 의해 발생하는 단 채널 효과, 펀치스루 효과 및 소자 간 커플링 현상과 같은 문제로 소자의 크기를 줄이는데 한계가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 FinFET, nanowire FET, 3차원 수직 구조와 같은 구조를 가진 플래시 메모리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비례축소의 용이함과 낮은 누설 전류의 장점을 가진 FinFET 구조를 가진 낸드 플래시 메모리의 전기적 특성에 대해 조사하였다. 메모리의 집적도를 높이기 위하여 비대칭 FinFET 구조를 가진 더블 게이트 낸드 플래시 메모리 소자를 제안하였다. 비대칭 FinFET 구조는 더블 게이트를 가진 낸드 플래시에서 각 게이트 간 간섭을 막기 위해 FinFET 구조의 도핑과 위치가 비대칭으로 구성되어 있다. 3차원 TCAD 시뮬레이션툴인 Sentaurus를 사용하여 이 소자의 동작특성을 시뮬레이션하였다. 낸드 플래시 메모리 소자의 게이트 절연 층으로는 high-k 절연 물질을 사용하였고 터널링 산화층의 두께는 두 게이트의 비대칭 구조를 위해 다르게 하였다. 두 게이트의 비대칭 구조를 위해 각 fin은 다른 농도로 인으로 도핑하였다. 각 게이트에 구동전압을 인가하여 멀티비트 소자를 구현하였고 각 구동마다 전류-전압 특성과 전하밀도, 전자의 이동도와 전기적 포텐셜을 계산하였다. 기존의 같은 게이트 크기를 가진 플로팅 게이트 플래시 메모리 소자에 비해 전류-전압곡선에서 subthreshold swing 값이 현저히 줄어들고 동작 상태 전류의 크기가 늘어나며 채널에서의 전자의 밀도와 이동도가 증가하여 소자의 성능이 향상됨을 확인하였다. 또한 양족 게이트의 구조를 비대칭으로 구성하여 멀티비트를 구현하면서 게이트 간 간섭을 최소화하여 각 구동 동작마다 성능차이가 크지 않음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.557-562
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• 1998

방사성 물질로 오염된 유기성 고체폐기물의 분해를 위한 전기화학적 매개산화 공정을 개발할 목적으로 대상 폐기물로 셀룰로오스, latex 고무 및 플라스틱 물질에 대한 분해연구를 수행하였다. 매개체로써 Ag(II)를 사용하는 전기화학적 매개산화 공정에서 제어 가능한 인자인 전류밀도, 양극전해질의 농도 및 온도 등이 유기성 고체기물의 분해거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 실험에서 사용한 유기성 고체폐기물은 전기화학적으로 생성되는 Ag(II)에 의해서 완전히 이산화탄소로 분해 되었으며, 한계전류밀도 이하에서 셀룰로오스 물질에 대해서는 80 %, latex 고무에 대해서는 76 %, 그리고 폴리프로필렌 물질에 대해서는 85 % 이상의 비교적 만족스러운 전류효율을 얻을 수 있었다. 질산의 농도 변화는 셀룰로오스 및 폴리프로필렌 물질의 분해에는 별 영향을 미치지 않았으나, latex 고무에 대해서는 비교적 큰 영향을 주었다. 또한 온도의 변화는 셀룰로오스 물질의 분해에는 거의 영향을 미치지 않았으나, latex 고무 및 폴리프로필렌 물질의 분해에는 비교적 큰 영향을 주었지만 전류효율 측면에서 85$^{\circ}C$ 이하에서 조업하면 충분함을 알 수 있었다. 결론적으로, Ag(II)에 의한 전기화학적 매개산화 공정은 혼성폐기물 중의 유기물을 저온에서 안전하게 분해 시킬 수 있으며, 소각 공정을 대체할 수 있는 한가지 방법이 될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.35 no.5
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• pp.506-511
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• 1991

A sensitive adsorptive stripping voltammetric study was investigated on the complex of indium with morin at a hanging mercury drop electrode in 0.1 M acetate buffer (pH 3.20) solution. The adsorption phenomena were observed by differential-pulse voltammetry. The effects of various analytical conditions were discussed on the reduction peak current of the adsorbed complex on the surface of HMDE. Interferences by other trace metals and surfactant were also discussed. Detection limit was 2.6 nM of indium after 90 second deposition time, and the relative standard deviation (n = 7) at 4TEX>${\mu}g$/l indium was 2.0%.