• 제목/요약/키워드: Dielectric breakdown characteristics

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화학기상증착법에 의한$TiO_2$박막의 구조 및 전기적 특성에 관한 연구 (Characterization of Structure and Electrical Properties of $TiO_2$Thin Films Deposited by MOCVD)

  • 최상준;이용의;조해석;김형준
    • 한국재료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.3-11
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    • 1995
  • Titanium oxide$(TiO_{2})$ 박막을 금속 알콕사이드 물질인 $(Ti(OC_3H_7)_4$(titanium isopropoxide)를 이용하여 p-Si(100) 기판위에 상압 화학 기상 증착법으로 증착시켰다. $(TiO_{2})$ 박막의 증착기구는 단순경 계층 이론으로 잘 설명되었으며, 화학반응 지배 기구 영역에서 겉보기 활성화 에너지는 18.2kcal/mol이었다. 증착된 박막은 $250^{\circ}C$이상에서 anatase상의 결정질 박막이었으며, 고온에서 열처리를 했을 경우에 rutile상으로 전이하였다. 박막의 상전이에는 열처리 온도외에도 열처리 시간과 박막의 두께가 영향을 미쳤다. 정전용량-전압특성을 조사해 본 결과 전형적인 MOS 다이오드구조의 특성을 보였으며, 비유전율 상수는 약 80정도였다. 제조한 $(TiO_{2})$ 박막의 열처리 공정 후에는 정전용량이 감소하였으며, 첨가물을 사용한 박막은 열처리 전과 같았다. 이때 $V_{FB}$는 -0.5 ~ 1.5V였다. 전기전도 특성을 알아보기 위하여 전류-전압특성을 조사하였으며 증착된 박막의 전도기구는 hopping mechanism이었다. 전기적 특성을 개선하기 위해서 후열처리 방법과 박막 증착시 Nb, Sr을 첨가하였으며, 모두 누설전류의 감소와 정전파괴전압의 증가를 가져왔다.

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$N_2O$ 가스에서 열산화막의 재산화에 의해 형성된 oxynitride막의 특성 (Properties of the oxynitride films prepared by reoxidation of thermal oxide in $N_2O$)

  • 배성식;이철인;최현식;서용진;김태형;김창일;장의구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.39-43
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    • 1993
  • Electricial characteristics of gate dielectrics prepared by reoxidation of thermal $SiO_2$ in nitrous oxide gas have been investigated. 10 and 19nm-thick oxides were reoxidized at temperatures of $900-1000^{\circ}C$ for 10-60 min in $N_2O$ ambient. As reoxidation proceeds, it is shown that nitrogen concentration at $Si/SiO_2$ interface increases gradually through the AES analysis. Nitrogen pile-up at $Si/SiO_2$ interface acts as a oxidant diffusion barrier that reduces the oxidation rate significantly. And it not only strengthen oxynitride structure at the interface but improve the gate dielectric qualities. Reliabilities of oxynitride films are conformed by the breakdown distributions and constant current stress technique. Therefore, the oxynitride films made by this process show a good promise for future ULSI applications.

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HVDC 500kV PPLP MI 케이블시스템 개발 (Development of HVDC 500kV PPLP MI cable systems in Korea)

  • 이수봉;조동식;김성윤;이태호;이수길;전승익
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1202-1203
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    • 2015
  • This paper describes the development of HVDC ${\pm}500kV$ polypropylene laminated paper (PPLP) mass-impregnated (MI) type cable system for HVDC transmission lines. As you know, mass-impregnated type cable generally has only insulating layer with the Kraft paper impregnated with a high-viscosity insulating compound. But polypropylene laminated paper is made of a layer of extruded polypropylene (PP) film sandwiched between two layers of Kraft paper. Thanks to PP film and its combination with Kraft paper, PPLP has higher AC, Impulse (Imp.) and DC breakdown (BD) strengths as well as lower dielectric loss than conventional Kraft paper insulation. In addition, Kraft MI cable has a limitation for the maximum conductor temperature as $55^{\circ}C$ But this PPLP MI cable has higher maximum conductor temperature than that of Kraft MI cable due to advantage of oil drainage characteristics. It is the most economic type of cable for HVDC transmission. Also HVDC ${\pm}500kV$ PPLP MI cable system was developed including land joints and outdoor-terminations. In order to prove the mechanical and electrical performances, the type test was carried out according to CIGRE recommendations. A full scale cable system has been tested successfully. And additional load cycle and polarity reversal tests on the cable system showed a higher performance compared with a similar mass impregnated paper cable.

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RF 반응성 스펏터링으로 제조한 $Ta_{2}O_{5}$ 막의 특성 (Characteristics of $Ta_{2}O_{5}$ Films by RF Reactive Sputtering)

  • 박욱동;금동열;김기완;최규만
    • 센서학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.173-181
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    • 1992
  • RP 반응성 스펏터링으로서 P형 실리콘 웨이퍼위에 $Ta_{2}O_{5}$막을 제조하였다. 시편의 구조 및 조성은 XRD와 AES로 조사하였다. 산소의 혼합비가 10%일 때 C-V 특성으로부터 구한 $Ta_{2}O_{5}$막의 비유전률은 10-12이었다. AES와 RBS로 측정한 $Ta_{2}O_{5}$막의 Ta : O의 비는 각각 1 : 2와 1 : 2.49로 나타났으며, 산소분위기에서 $700^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정성장이 시작되었다. 산소분위기에서 $1000^{\circ}C$로 열처리한 $Ta_{2}O_{5}$막의 비유전률값은 20.5였으며, 질소분위기에서 열처리한 경우의 비유전률값은 23으로 나타났다. 이 때 가육방전계(pseudo hexagonal ${\delta}-Ta_{2}O_{5}$)의 결정구조를 나타내었다. 시편의 ${\Delta}V_{FB}$와 누설전류밀도는 산소의 혼합비가 증가함에 따라 감소하였다. 그리고 최대절연파괴전장은 산소가 10% 혼합되었을 때 2.4MV/cm로 나타났다. 이러한 $Ta_{2}O_{5}$막은 수소이온 감지막 및 기억용소자의 게이트 절연막 등에 응용될 수 있을 것이다.

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PVC 절연재료의 가속열화에 따른 트래킹 특성에 관한 연구 (Study on the Tracking Characteristics Depending on Accelerated Degradation of PVC Insulation Material)

  • 최수길;김시국
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제31권6호
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    • pp.91-98
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    • 2017
  • 본 논문은 PVC 절연재료의 가속열화에 따른 트래킹 특성에 관한 연구이다. PVC 절연재료를 절연열화 시키기 위해 가속수명 시험방법 중 아레니우스 방정식을 이용한 가속열화실험을 진행하여 등가연수 0년, 10년, 20년, 30년, 40년 된 실험시료를 제작하였다. 그 후 KS C IEC 60112 기준에 의한 트래킹 실험을 진행하였다. 가속열화에 따른 PVC 트래킹 특성 측정 결과 염화암모늄 0.1%를 PVC 절연재료에 투하하였을 때, 트래킹은 발생하지 않았다. 하지만 트래킹 진전과정의 전류파형 및 전압파형을 등가수명 0년에서부터 40년까지 분석한 결과 절연성이 파괴되어 본 재질의 기능성을 갖지 못하는 BDB 구간까지 등가수명 0년을 기준으로 등가수명 10년의 경우 위험성 1.4배 증가, 20년의 경우 위험성 2배 증가, 30년의 경우 위험성 3.5배 증가, 40년의 경우 위험성 7배 증가하는 것으로 나타났다.

저장 환경 및 원료에 따른 전기절연유 산화특성 연구 (Oxidation Characteristic Changes in Insulation Oil Depending upon Storage Environments and Oil Resources)

  • 이돈민;박천규;하종한;이봉희
    • 공업화학
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    • 제27권5호
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    • pp.495-501
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    • 2016
  • 현재 사용되고 있는 전력 변압기의 절연유는 오랫동안 광유계에서 사용하였으나 최근 절연유 유출에 따른 환경오염인식 증가와 기존보다 고온 운전 조건에서도 절연성능 유지 필요성이 증가하면서 식물계 원료를 이용한 식물성 절연유의 사용이 검토되고 있다. 그러나 제품 특성상 생산 후 사용까지 일정기간 소요될 수 있음에도 불구하고 저장 환경에 의한 제품 변화의 연구는 아직 부족한 상황이다. 본 연구에서는 다양한 환경에서 광유계 절연유와 식물성 절연유를 노출 시킨 후 12주간 주요 물성 분석을 통해 원료별, 환경 조건별 절연유의 산화특성을 비교 검토하였다. 이 과정에서 전산가, 수분함량 그리고 절연파괴전압과 같은 항목에서 원료별 저장환경별 물성변화가 측정되었다. 식물성 절연유의 경우 분자 구조적 특징으로 광유계 절연유와 비교하여 수분함량이 증가하는 경향이 나타났으나 자체의 높은 수분 포화력으로 절연성능에는 지장이 없는 것으로 나타났다. 저장환경에서는 원료에 관계없이 외부 환경에서 일광조사에 의한 절연유의 광분해가가 나타났고 이에 따른 다양한 물성 변화도 측정되었다.

지하철 변전실용 진공주형형 몰드변압기의 난연성 확인에 관한 연구 (A Study on the Confirmation of non-flammabikity of the Cast Resin Mold Transformer in Subway Substation)

  • 정용기;장성규;곽희로
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.99-107
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    • 1998
  • 본 논문에서는 최근 사용이 증가하고 있는 몰드변압기의 난연성을 확인하기 위해 연소시험을 하였다. 먼저 지하철 변전소의 몰드변압기 설치현황과 호선 및 제작사별로 정류기용변압기와 고압배전용 변압기의 장애현황에 대하여 조사하였다. 다음으로 수평가열로내에 실제 몰드변압기의 고압 권선부를 설치하고, KSF 2257(건축구조 부분의 내화시험방법 : 1993)의 표준 가열 온도 곡선에 의해 가열하였다. 몰드변압기의 연소특성을 파악한 결과, KSF 2257 연소시험곡선에 의한 완전연소까지는 78분이 소요되었으며, 착화후 수평로 가열을 중지한 후 화염의 진행상황을 확인한 바 화염의 진행이 되지 않았으며, 자기소화특성을 나타냄으로써 몰드변압기의 난연성 및 자체 소화성을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과 몰드변압기의 사고는 단락 및 과부하 등에 화재사고 보다는 몰드내 다른원인에 의해 사고 진전이 확대됨을 확인할 수 있었다.

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EFG 법으로 성장한 β-Ga2O3 단결정의 Sn 도핑 특성 연구 (Characteristics of Sn-doped β-Ga2O3 single crystals grown by EFG method)

  • 제태완;박수빈;장희연;최수민;박미선;장연숙;이원재;문윤곤;강진기;신윤지;배시영
    • 한국결정성장학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.83-90
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    • 2023
  • 최근 전력반도체 소재로 관심을 가지는 Ga2O3의 β-상은 열역학적으로 가장 안정한 상을 가지며 4.8~4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 절연파괴전압을 갖는다. 이러한 우수한 물리적 특성으로 인해 전력반도체 소재로 많은 주목을 받고 있다. β-Ga2O3는 SiC 및 GaN의 소재와는 다르게 액상이 존재하기 때문에 액상 성장법으로 단결정 성장이 가능하다. 하지만 성장한 순수 β-Ga2O3 단결정은 전력 소자에 적용하기에는 낮은 전도성으로 인해 의도적으로 제어된 도핑 기술이 필요하며 도핑 특성에 관한 연구가 매우 중요하다. 이 연구에서는 Ga2O3 분말과 SnO2 분말의 몰 비율을 다르게 첨가하여 Un-doped, Sn 0.05 mol%, Sn 0.1mol%, Sn 1.5 mol%, Sn 2 mol%, Sn 3 mol%의 혼합분말을 제조하여 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 방법으로 β-Ga2O3 단결정을 성장시켰다. 성장된 β-Ga2O3 단결정의 Sn dopant 함량에 따른 결정 품질 및 광학적, 전기적 특성 변화를 분석하였으며 Sn 도핑에 따른 특성 변화를 광범위하게 연구하였다.