• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.100-102
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• 2013

Magnetron-sputtering법을 사용하여 기존에 연구하였던 CrAlN (Cr 7：Al 3)박막에 Si를 첨가하여 Si의 함량 변화에 따라 미세구조와 화학적 결합상태, 온도저항계수(TCR) 및 산화저항의 영향과 기계적특성 개선을 통한 multi-functional heater resistor layer로써의 가능성을 연구하였다. CrAlSiN 박막의 Si 함량에 변화에 따라 온도저항계수 변화를 확인하였으며 X-선 회절 분석(XRD) 패턴 분석결과 CrAlSiN 박막의 결정구조가 Bl-NaCl 구조를 가지고 있는 것을 확인하였으며 SEM과 AFM을 통한 표면 및 미세구조 분석결과 Si의 함량이 증가할수록 입자가 조밀해짐을 알 수 있었다. 최근 digital priting technology의 핵심 기술로 부각되고 있는 inkjet priting technology는 널리 태양전지뿐만 아니라 thin film process, lithography와 같은 반도체 공정 기술에 활용 할 수 있기 때문에 반도체 제조장비에도 사용되고 있으며, 현재 thermal inkjet 방식을 사용하고 있다. Inkjet printing technology는 전기 에너지를 잉크를 배출하기 위해 열에너지로 변환하는 thermal inkjet 방식을 사용하고 있는데, 이러한 thermal inkjet 방식은 기본적으로 전기저항이 필요하지만 electrical resistor layer는 잉크를 높은 온도에서 순간적으로 가열하기 때문에 부식이나 산화 등의 문제가 발생할 수 있어 이에 대한 보호층을 필요로 한다. 하지만, 고해상도, 고속 잉크젯 프린터, 대형 인쇄 등을 요구되고 있어 저 전력 중심의 잉크젯 프린터의 열효율을 방해하는 보호층 제거에 필요성이 제기되고 있다. 본 연구는 magnetron-sputtering을 사용하여 기존의 CrAlN 박막에 Si를 합성하여 anti-oxidation, corrosion resistance 그리고 low temperature coefficient of resistance 값을 갖는 multi-functional heater resistor layer로써 CrAlSiN 박막의 Si 함량에 따른 효과에 초점을 두었다. 본 실험은 CrAlN 박막에 Si 함량을 4~11 at%까지 첨가시켜 함량의 변화에 따른 특성변화를 확인하였다. 함량이 증가할수록 amorphous silicon nitride phase의 영향으로 박막의 roughness는 감소하였으며 XRD 분석결과 (111) peak의 Intensity가 감소함을 확인하였으며 SEM 관찰시 모든 박막이 columnar structure를 나타내었으며 Si함량이 증가할수록 입자가 치밀해짐을 보여주었다.Si함량이 증가할수록 CrAlN 박막에 비하여 면저항은 증가하였으며 TCR 측정결과 Si함량이 6.5 at%일 때 가장 안정한 TCR값을 나타내었다. Multi-functional heater resistor layer 역할을 하기 위해서, CrAlSiN 박막의 원소 분포, 표면 거칠기, 미세조직, 전기적 특성 등을 조사하였다. CrAlN 박막의 Si의 첨가는 크게 XRD 분석결과 주상 성장을 억제 할 수 있으며 SEM 분석을 통하여 Si 함량이 증가할수록 Si3N4 형성이 감소하며 입자크기가 작아짐을 확인하였다. 면저항의 경우 Si 함량이 증가함에 따라 높은 면저항을 나타내었으며 Si함량이 6.5 at%일 때 가장 낮은 TCR 값인 3120.53 ppm/K값을 보였다. 이 값은 상용되고 있는 heater resistor보다 높지만, CrAlSiN 박막이 더 우수한 기계적 특성을 가지고 있기 때문에 hybrid heater resistor로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.113-113
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• 2009

This paper describes the characteristics of a poly 3C-SiC micro heater which was fabricated on $AlN(0.1{\mu}m)/3C-SiC(1.0{\mu}m)$ suspended membranes by surface micro- machining technology. The 3C-SiC and AlN thin films which have wide energy bandgap and very low lattice mismatch were used sensors for high temperature and voltage environments. The 3C-SiC thin film was used as micro heaters and temperature sensor materials simultaneously. The implemented 3C-SiC RTD (resistance of temperature detector) and the power consumption of micro heaters were measured and calculated. The TCR (thermal coefficient of the resistance) of 3C-SiC RTD is about -5200 $ppm/^{\circ}C$ within a temperature range from $25^{\circ}C$ to $50^{\circ}C$ and -1040 $ppm/^{\circ}C$ at $500^{\circ}C$. The micro heater generates the heat about $500^{\circ}C$ at 10.3 mW. Moreover, durability of 3C-SiC micro heaters in high voltages is better than pt micro heaters. A thermal distribution measured and simulated by IR thermovision and COMSOL is uniform on the membrane surface.

• 센서학회지
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• 제18권4호
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• pp.311-315
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• 2009

This paper describes the characteristics of a poly 3C-SiC micro heater which was fabricated on AlN(0.1 $\mu$m)/3C-SiC(1.0 $\mu$m) suspended membranes by surface micro-machining technology. The 3C-SiC and AlN thin films which have wide energy band gap and very low lattice mismatch were used sensors for high temperature and voltage environments. The 3C-SiC thin film was used as micro heaters and temperature sensor materials simultaneously. The implemented 3CSiC RTD(resistance of temperature detector) and the power consumption of micro heaters were measured and calculated. The TCR(thermal coefficient of the resistance) of 3C-SiC RTD is about -5200 ppm/$^{\circ}C$ within a temperature range from 25 $^{\circ}C$ to 50 $^{\circ}C$ and -1040 ppm/$^{\circ}C$ at 500 $^{\circ}C$. The micro heater generates the heat about 500 $^{\circ}C$ at 10.3 mW. Moreover, durability of 3C-SiC micro heaters in high voltages is better than Pt micro heaters. A thermal distribution measured and simulated by IR thermovision and COMSOL is uniform on the membrane surface.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.187-188
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• 2012

magnetron-sputtering법을 사용하여 $Cr_{1-x}Al_xN$ 박막을 증착함에 있어 Al 함량의 변화를 주었다. 그 후 열처리를 통하여 thermal inkjet 방식 print head의 heater resistor 소재로서의 특성 향상을 도모하였다. Al의 함량이 증가할수록 결정구조는 NaCl에서 wurtzite HCP 구조로 변화하였으며 전기적 특성 또한 다르게 나타났다. 비열처리 시 Al 함량이 클수록 결정성은 떨어진다는 것을 확인하였고, 열처리 시 Al 함량이 적을 수 록 더 안정한 온도 저항 계수를 나타내는 것을 확인하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제19권1호
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• pp.67-72
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• 2020

This study analyzes the method of adhesion and improvement between heat.er and RF filter in PE-CVD equipment through TRIZ method and proposes a solution. TRIZ Solution such as function analysis, 9-window matrix, ASIT, and Root cause analysis were used. The contact temperature between the heater and the RF filter was 20% and the surface temperature was lowered to 5.7℃, suggesting an improvement method for the thermal expansion of the PE-CVD equipment hot zone.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제19권1호
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• pp.55-60
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• 2020

This study designed High impedance filter to reduce RF loss to heater heating wire and increase RF current flowing to heater ground wire. Effects such as D / R improvement and process reproducibility could be seen. In addition, RF parameter distribution optimization was possible by understanding the RF path of PE-CVD equipment using Plasma and designing filter.

• 센서학회지
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• 제18권5호
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• pp.349-352
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• 2009

This paper describes the fabrication and characteristics of micro heaters built on AlN($0.1{\mu}m$)/3C-SiC($1{\mu}m$) suspended membranes by surface micromachining technology. In this work, 3C-SiC and AlN films are used for high temperature environments. Pt thin film was used as micro heaters and temperature sensor materials. The resistance of temperature sensor and the power consumption of micro heaters were measured and calculated. The heater is designed for operating temperature up to about $800^{\circ}C$ and can be operated at about $500^{\circ}C$ with a power of 312 mW. The thermal coefficient of the resistance(TCR) of fabricated Pt resistance of temperature detector(RTD)'s is 3174.64 ppm/$^{\circ}C$. A thermal distribution measured by IR thermovision is uniform on the membrane surface.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권1호
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• pp.21-26
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• 1995

Highly sensitive and mechanically stable gas sensors have been fabricated using the microfabrication and micromaching techniques. The sensing material used to detect the offensive trimethylarnine ((CH$_{3}$)$_{3}$N) gas is 6 wt% $Al_{2}$O$_{3}$-doped, 1000.angs.-thick ZnO deposited by r. f. magnetron sputtering. The optimum operating temperature of the sensor is 350.deg.C and the corresponding heater power is about 85mW. Excellent thermal insulation is achieved by the use of a double-layer structure of 0.2.mu.m -thick silicon nitride and 1.4.mu.m-thick phosphosilicate glass(PSG) prepared by low pressure chemical vapor deposition(LPCVD) and atmospheric pressure chemical vapor deposition(APCVD), respectively. The sensors are mechanically stable enough to endure at least 43, 200 heat cycles between room temperature and 350.deg. C.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권10호
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• pp.887-894
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• 2016

고상-액상 상변화물질(PCM, Phase Change Material)을 이용한 위성부품 열제어장치를 설계 및 제작하였으며 열환경시험을 수행함으로써 온도제어 성능을 분석하였다. 설계온도에 부합하는 n-Hexadecane을 PCM으로 채용하였고, 낮은 열전도도를 보완하기 위하여 내부에 전열휜이 장착된 용기를 Al6061로 제작하였다. 위성에 장착하였을 때와 동일한 작동조건을 확보하기 위하여, 부품과 방열판 사이를 열관으로 연결하였으며 열관의 단열부가 관통하도록 PCM 열제어장치를 설치하였다. 동일한 모양과 부피의 열적완충질량(TBM, Thermal Buffer Mass)도 제작하여, 주기적인 가열-냉각 실험을 수행하였다. 실험결과 상변화 잠열에 의한 PCM의 열제어 성능을 확인할 수 있었으며, TBM에 비하여 질량과 보온히터의 소모전력을 절감할 수 있음을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제16권2호
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• pp.159-164
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• 2007

Thin films of platinum were deposited on a $Al_{2}O_{3}/ONO(SiO_{2}-Si_{3}N_{4}-SiO_{2})/Si$-substrate with an 2-inch Pt(99.99 %) target at room temperature for 20, 30 and 60 min by DC magnetron sputtering, respectively X-ray diffract meter (XRD) was used to analyze the crystallanity of the thin films and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) was employed for the investigation on crystal growth. The densification and the grain growth of the sputtered films have a considerable effect on sputtering time and annealing temperatures. The resistance of the Pt thin films was decreased with increasing deposition time and sintering temperature. Pt micro heater thin film deposited for 60 min by DC magnetron sputtering on an $Al_{2}O_{3}$/ONO-Si substrate and annealed at $600^{\circ}C$ for 1 h in air is found to be a most suitable micro heater with a generation capacity of $350^{\circ}C$ temperature and 645 mW power at 5.0 V input voltage. Adherence of Pt thin film and $Al_{2}O_{3}$ substrate was also found excellent. This characteristic is in good agreement with the uniform densification and good crystallanity of the Pt film. Efforts are on progress to find the parameters further reduce the power consumption and the results will be presented as soon as possible.