• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.113-113
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• 2018

환경 친화형 전기자동차, 하이브리드 자동차, 전철 등에서는 고내압 및 소형으로 전력손실을 감소시킬 수 있는 파워 디바이스가 필수이다. 최근, 실리콘 카바이드(SiC, silcon carbide)는 기존 실리콘(Si)보다 스위칭 손실의 저감 및 고온환경에서의 동작 특성이 우수하여, 차세대 저 손실 전력반도체 재료로서 기대를 받고 있다. 용액 성장 법에서 고품질 SiC 결정을 만들 수 있다. 그러나 늦은 성장 속도 때문에 SiC의 양산을 어렵게 하고 있다. 현재까지 성장 속도 향상을 위한 Si용매에 Cr을 첨가하여 탄소 용해도를 높이는 방법이 사용되고 안정된 성장을 위한 Si-Cr용매에 Al를 첨가하는 등 다양한 금속을 첨가하는 방법이 이용되고 있다. 선행 연구에서는 다양한 용매인 탄소 용해도를 실측하고 특히 큰 탄소 용해도를 보인 것은 Co이었다. 본 연구에서는 $Si_{0.6}Cr_{0.4}$원료와 Co를 첨가한 $Si_{0.56}Cr_{0.4}Co_{0.04}$의 용매에 의한 SiC용액 성장을 실시하고 결정 성장 속도 및 표면 상태의 변화를 검토했다. on-axis 4H-SiC(000-1)을 사용한 Top-seeded solution growth(TSSG)법과 원자 비율로 $Si_{0.6}Cr_{0.4}$와 $Si_{0.56}Cr_{0.4}Co_{0.04}$의 용매를 이용하여 SiC 용액 성장을 실시했다. Ar가스에서 저항 가열로 내를 치환 후에 $1800^{\circ}C$까지 가열하고 종자화 후에 120분간 유지하고 결정 성장을 실시했다. 냉각 후에 성장의 표면에 남은 용매를 $HF+HNO_3$에서 제거했다. 광학 현미경을 이용하여 결정면과 두께를 관찰 측정했다. Co를 첨가한 $Si_{0.56}Cr_{0.4}Co_{0.04}$의 경우는 $Si_{0.6}Cr_{0.4}$의 경우보다 결정 성장 속도가 향상됐다. 또한 $Si_{0.6}Cr_{0.4}$보다 step-flow의 성장을 나타낸 결정의 표면이 전반적으로 관찰됐으며 안정된 결정성장을 나타냈다. 본 연구에서 실시한 연구 방법과 결과는 고품질 및 고속의 SiC 용액성장을 위한 매우 유용한 자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권4호
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• pp.29-35
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• 2004

암모니아 펄스플라즈마를 이용하여 $WF_6$ 가스와 $NH_3$ 가스를 교대로 흘려줌으로써 Si 기판위에 질화텅스텐 확산방지막을 증착하였다. $WF_6$ 가스는 Si과 반응하여 표면침식이 과도히 발생하였으나 암모니아 ($NH_3$)가스를 펄스 플라즈마를 인가하여 $WF_6$와 같이 사용하면 Si 표면을 질화처리 함으로써 표면침식을 막아주며 질화텅스텐 박막을 쉽게 증착할 수 있었다. 그 이유는 암모니아 가스의 분해를 통한 Si 기판의 흡착을 용이하게 하여 질화텅스텐 박막 증착이 가능하기 때문이다. 이러한 증착 미케니즘과 암모니아 펄스 플라즈마 효과에 대하여 조사하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제17권2호
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• pp.180-187
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• 1997

The influence of solidification condition on the segregation of SiC particles in the $Al-xSi/6wt%SiC_p$(x: 6, 10, 14, 18${\cdot}$wt%) composites was investigated in the study. The results are as follows: 1) During the counter-gravity unidirectional solidification of $Al-Si/SiC_p$ composites melt, most of the SiC particles are pushed to the top of the casting. 2) The SiC particles pushing in the $Al-Si/SiC_p$ composite melts are not observed, when the interface velocity of melts increases more than 1.41 ${\mu}m/sec$. 3) The SiC particles are entrapped in the interdendrite regions, when the sizes of SiC particles in the $Al-Si/SiC_p$ composites are large than ${\varphi}22{\mu}m$.

• 한국재료학회지
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• 제8권6호
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• pp.545-550
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• 1998

6H-SiC와 W의 계면에서 열처리에 따라 일어나는 반응을 X-선 회절분석 및 투과전자현미경을 이용하여 분석하였다. 연구결과 $900^{\circ}C$까지 새로운 상의 형성은 없었고, $1100^{\circ}C$와 $1300^{\circ}C$에서 $W_5Si_3$와 $W_2C$가 형성되어 서로 혼재되어 있으며 반응하지 않은 W은 없음을 관찰하였다. 이는 이미 보고된 W/$\beta$-SiC의 경우와 일치하는 결과로서 이 온도영역에서 $W_5Si_3$와 $W_2C$가 안정상임을 시사하고 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.29-35
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• 1998

고품질의 6H-SiC 단결정을 성장하기 위하여 기판, 원료 및 성장에 사용되는 도가니에 대한 고순도 처리공정을 통하여 고순도화하여 결정성장을 시행하였다. 특히, 원료에 대해서는 순화처리전후의 XRD 분석을 행하여 고순도화된 원료의 상태를 확인하였다. 성장된 6H-SiC 단결정의 크기는 직경이 33mm, 길이는 11mm이었고, 기판으로의 사용 및 내부결함에 대한 관찰을 위하여 결정을 절단 및 연마하여 직경 33mm, 두께 0.5mm인 wafer를 제작하였으며, 광학현미경 및 Raman 분석을 이용하여 순화공정을 통해 제작된 wafer의 내부결함밀도 및 결정성을 측정하였다. 분석결과, micropipe 및 planar defect의 밀도는 각각 100개/$\textrm{cm}^2$, 30개/$\textrm{cm}^2$으로 순화처리를 통한 내부결함의 감소로 인해 고품질의 6H-SiC 단결정의 성장이 가능하였다

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권6호
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• pp.398-403
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• 2001

본 논문에서는 6H-SiC의 유효 이온화 계수를 추출하였고, 이 이온화 계수를 이용하여 6H-SiC p＋n 접합의 해석적 항복 전압 식을 유도하였다. 해석적 항복 전압 결과는 10/sup 15/ cm/sup -3/ ∼ 10/sup 18/ cm/sup -3/의 농도 범위에서 Dmitriev의 수치적 결과［3］ 및 Cree Research의 실험 결과［9］와 비교하여 잘 일치하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권1호
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• pp.45-50
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• 2002

평균입경 25$\mu m$의 Si조대분말에 소결조제의 조성과 양을 변화시켜 질화반응 질화규소 (RBSN)세라믹스를 제조할 때 나타나는 치밀화 거동, 미세구조의 발달 및 기계적 특성에 대하여 고찰하였다. 6wt% $Y_2O_3$ + 1wt% $Al_2O_3$(6YlA)의 소결조제를 첨가한 경우에는 치밀화를 이루지 못하였으나, 6wt% $Y_2O_3+3\;wt%\;Al_2O_3+2\;wt%\;SiO_2(6Y3A2S)$와 9wt% $Y_2O_3$+1.5wt% $A1_2O_3$+ 3w% $SiO_2$(9Yl.5A3S)의 소결조제를 첨가하여 이론밀도에 가까운 치밀화를 이루었다. $1900^{\circ}C$에서 소결한 6Y3A2S시편의 경우, 960MPa의 높은 파괴강도값과 $6.5MPa.m^{1/2}$의 파괴인성값을 얻었다.

• 한국재료학회지
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• 제3권6호
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• pp.661-667
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• 1993

Conatact barrier metal용 selective W CVD 기술에서 $SiH_4//WF_6$(=R)유량비가 W막의 비저항, contact resistance, 접합주설전류 등의 전기적 특성에 미치는 영향을 $\beta$-W 의 생성에 촛점을 맞추어 조사하였다. R의 증가에 따라 W의 비저항이 증가하는데, 그 주원인은 $\alpha$-W로 부터 $\beta$-W 로의 상변태에 있다. $SiH_{4}$환원에 의한 CVD W에서 생성되는 $\beta$-W 는 산소에 의해서가 아니라 막내에 유입된 Si에 의하여 안정화된다. Si기탄상에 W를 증착할 때에는 R값이 클 경우에 $\beta$-W 가 생성되지만, TiN 기판상에 W를 증착할 때에는 R값이 큰 경우에도 $\beta$-W 가 생성되지 않는 것으로 나타났다. 또한 R이 증가함에 따라 접합누설전류가 증가하는데, 이것은 W-Si계면에 대한 수직방향으로의 Si의 소모뿐만 아니라 수평방향으로의 Si의 소모에도 그 원인이 있는 것으로 보인다.

• 한국진공학회지
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• 제4권S1호
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• pp.178-184
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• 1995

SiO2 위에 as-dep. 비정질 Si1-xGex 합금박막을 증착하기 위하여 Si2H6 와 GeH4 가스를 사용한 저압 화학 기상증착(LPCVD)에 관하여 연구하였다. 증착온도는 $400-500^{\circ}C$였으며, 공정압력은 0.5-1Torr 였다. 박막내의 Ge 함량은 온도 및 증착가스의 유량이 일정하면 공정압력이 증가함에 따라 증가하였고, 공정압력 및 증착가스의 유량이 일정하면 증착온도에 관계없이 일정하였다. 일정한 Si2H6가스의 표면반응은 박막내의 Ge 원자에 의해 촉진됨을 알 수 있었다. 조성이 일정한 Si1-xGex 박막의 증착속도는 증착온도 증가에 따라 Arrhenius 형태로 증가하여, Si, Si0.84Ge0.16,Si0.69Ge0.31박막증착의 활성화에너지는 각각 1.5, 1.13, 1 eV로서 박막내의 Ge함량이 증가함에 따라 활성화 에너지는 감소하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권6호
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• pp.682-689
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• 1995

Mg-Zn합금계의 입자미세화를 위하여 0.5-6 wt.% 조성범위의 Cu 및 Si를 첨가하였다. 합 잉곳트는 4 $\times$ $10^{-4}$ Torr의 진공의 BN을 내벽에 바른 석영관내에서 제조하였다. 제조된 합금을 435$^{\circ}C$에서 8시간 용체화처리한 후 결정립크기와 경도를 측정하였다. 측정결과 Mg-6wt.%Zn합금의 입자미세효과는 Cu가 2wt.%첨가될때, Si은 1.5wt.%가 첨가될 때가 최적의 조건이었다. Mg-6wt.% Zn과 Mg-6wt.%Zn-2wt.%Cu 및 Mg-6wt.%Zn-1.5wt.%Si합금을 시효열처리하여 시효거동을 조사하였다. 입자미세화에 의한 경도증가효과는 Mg-Zn-Cu합금계에서 크게 나타났으며 시효에 의한 경도증가 효과는 Mg-Zn-또합금계에서 크게 나타났다.