• 한국진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.368-373
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• 1998

초고집적 회로의 미세화에 따라 다층배선에서 기생저항(parasitic resistance)과 정전 용량의 증가는 RC시정수(time constant)의 증가로 인하여 소자의 동작속도를 제한하고 있 다. 이로 인하여 발생되는 배선지연의 문제를 해결하기 위하여 매우 낮은 유전상수를 갖는 층간 절연물질이 필요하다. 이러한 저유전상수 층간절연물질로서 현재 유기계 물질중의 하 나인 a-C:F이 주목받고 있는 물질이다. 본 연구에서는 ECRCVD를 이용하여 a-C:F박막과 Si기판사이의 밀착력을 향상시키기 위하여 a-C:H박막을 500$\AA$증착한 후 a-C:F을 증착전력 500W에서 원료가스의 유량비($C_2F_6, CH_4/(C_2F_6+CH_4)$))를 0~1.0까지 변화시키면서 상온에서 증착하 였다. a-C:F박막의 특성은 SEM, FT0IR, XPS, C-V meter와 AFM등을 이용하여 두께, 결 합상태, 유전상수, 표면형상 및 표면 거칠기를 관찰하였다. a-C:F박막에서 불소함량은 가스 유량비가 1.0일 경우에는 최대 약31at.%정도 검출되었으며, 가스 유량비가 증가됨에 따라 증 가하였다. 또한 유전상수는 a-C:H의 유전상수 $\varepsilon$=3.8에서 $\varepsilon$=2.35까지 감소하였다. 이는 영 구 쌍극자 모멘트가 1.5인 C-H결합은 감소하고 영구 쌍극자 모멘트가 0.6, 0.5인 CF, CF2결 합이 증가하였기 때문이다. 하지만 $400^{\circ}C$에서 질소분위기로 1시간 동안 furnace열처리 후에 가스유량비가 1.0인 a-C:F박막에서 불소의 함량이 감소하여 C-F결합이 줄어들었다. 이로 인하여 유전상수가 열처리전의 2.7에서 열처리후 3.2까지 상승하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권2호
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• pp.88-93
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• 2005

아크 이온 플레이팅과 스퍼터로 구성된 하이브리드 시스템을 이용하여 다성분계 Ti-Al-Si-N 코팅막을 WC-Co 기판에 증착하였다. 증착시 Si 함량을 변화시켜 코팅막의 마모특성에 Si 함량이 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 마모 특성을 관찰하기 위하여 Ti-Al-Si-N 코팅막이 증착된 WC-Co 원판에 3N의 하중, 0.1 m/s의 속도로 볼 온 디스크(ball-on-disk) 형태의 마모시험기를 이용하여 건식 마모 실험을 하였다. 상대재로는 스틸볼과 지르코니아볼을 사용하였다. 상대재가 스틸볼의 경우 Ti-Al-Si-N 코팅막의 마찰계수가 Ti-Al-N 코팅막의 마찰계수보다 낮게 나타났다 이는 Si가 첨가되어 마모시 상대재와 코팅막 사이에 자기윤활효과(self-lubricant effect)에 의한 것으로 여겨진다. 코팅막과 스틸볼 사이에 응착 마모 거동을 보였으며, Si의 함량이 증가함에 따라 마찰계수는 감소하였다. 한편, 상대재가 지르코니아 볼의 경우 코팅막과 지르코니아 볼 사이에서 연삭마모 거동이 더 지배적이었고, Si 함량이 증가할수록 마찰계수는 증가하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권6호
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• pp.23-30
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• 2005

본 논문에서는 다양한 에미터 금속 재료를 이용하여 산화된 다공질 폴리실리콘(Oxidized Porous Poly-Silicon) 전계방출 소자를 제조하였으며 에미터 금속의 열처리 효과가 산화된 다공질 폴리실리콘 전계방출소자의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 에미터 금속 중 구동전극을 가진 Pt/Ti 에미터 전극을 $300^{\circ}C$-1hr 열처리한 경우 전자방출 효율은 $V_{ps}$=12 V에서 최대 $2.98\%$의 효율을 나타내었으며, $350^{\circ}C$-1hr 열처리한 경우 $V_{ps}$=16V에서 $3.37\%$의 가장 높은 효율을 나타내었다. 이는 열처리 공정을 통해 OPPS 전계방출 소자 표면에 다수의 결정립 경계와 무수히 많은 미세한 다공질 간의 흡착성의 개선으로 인한 면 저항 감소에 의한 것을 알 수 있다. OPPS 전계 방출 소자를 디스플레이소자로 적용하기 위해 형광체 발광 특성을 조사해 본 결과, $900^{\circ}C$-50min 산화 후 Pt/Ti(5nm/2nm) 에미터 전극을 사용하여 제조된 OPPS 전계 방출 소자의 경우 15 V에서 3600 cd/$m^2$, 20 V에서 6260 cd/$m^2$의 상대적으로 높은 휘도를 나타내었다. 열처리는 Ti층과 OPPS 간의 흡착성을 개선시키고 에미터 전극에 고른 전계를 가하는 중요한 역할을 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.221-221
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• 2014

The present work proposes an improved numerical simulator for design and modification of large area capacitively coupled plasma (CCP) processing chamber. CCP, as notoriously well-known, demands the tremendously huge computational cost for carrying out transient analyses in realistic multi-dimensional models, because electron dissociations take place in a much smaller time scale (${\Delta}t{\approx}10-8{\sim}10-10$) than time scale of those happened between neutrals (${\Delta}t{\approx}10-1{\sim}10-3$), due to the rf drive frequencies of external electric field. And also, for spatial discretization of electron flux (Je), exponential scheme such as Scharfetter-Gummel method needs to be used in order to alleviate the numerical stiffness and resolve exponential change of spatial distribution of electron temperature (Te) and electron number density (Ne) in the vicinity of electrodes. Due to such computational intractability, it is prohibited to simulate CCP deposition in a three-dimension within acceptable calculation runtimes (<24 h). Under the situation where process conditions require thickness non-uniformity below 5%, however, detailed flow features of reactive gases induced from three-dimensional geometric effects such as gas distribution through the perforated plates (showerhead) should be considered. Without considering plasma chemistry, we therefore simulated flow, temperature and species fields in three-dimensional geometry first, and then, based on that data, boundary conditions of two-dimensional plasma discharge model are set. In the particular case of SiH4-NH3-N2-He CCP discharge to produce deposition of SiNxHy thin film, a cylindrical showerhead electrode reactor was studied by numerical modeling of mass, momentum and energy transports for charged particles in an axi-symmetric geometry. By solving transport equations of electron and radicals simultaneously, we observed that the way how source gases are consumed in the non-isothermal flow field and such consequences on active species production were outlined as playing the leading parts in the processes. As an example of application of the model for the prediction of the deposited thickness uniformity in a 300 mm wafer plasma processing chamber, the results were compared with the experimentally measured deposition profiles along the radius of the wafer varying inter-electrode gap. The simulation results were in good agreement with experimental data.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.454-454
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• 2014

Silicon microwire array is one of the promising platforms as a means for developing highly efficient solar cells thanks to the enhanced light trapping efficiency. Among the various fabrication methods of microstructures, deep reactive ion etching (DRIE) process has been extensively used in fabrication of high aspect ratio microwire arrays. In this presentation, we show precisely controlled Si microwire arrays by tuning the DRIE process conditions. A periodic microdisk arrays were patterned on 4-inch Si wafer (p-type, $1{\sim}10{\Omega}cm$) using photolithography. After developing the pattern, 150-nm-thick Al was deposited and lifted-off to leave Al microdisk arrays on the starting Si wafer. Periodic Al microdisk arrays (diameter of $2{\mu}m$ and periodic distance of $2{\mu}m$) were used as an etch mask. A DRIE process (Tegal 200) is used for anisotropic deep silicon etching at room temperature. During the process, $SF_6$ and $C_4F_8$ gases were used for the etching and surface passivation, respectively. The length and shape of microwire arrays were controlled by etching time and $SF_6/C_4F_8$ ratio. By adjusting $SF_6/C_4F_8$ gas ratio, the shape of Si microwire can be controlled, resulting in the formation of tapered or vertical microwires. After DRIE process, the residual polymer and etching damage on the surface of the microwires were removed using piranha solution ($H_2SO_4:H_2O_2=4:1$) followed by thermal oxidation ($900^{\circ}C$, 40 min). The oxide layer formed through the thermal oxidation was etched by diluted hydrofluoric acid (1 wt% HF). The surface morphology of a Si microwire arrays was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800). Optical reflection measurements were performed over 300~1100 nm wavelengths using a UV-Vis/NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent) in which a 60 mm integrating sphere (Labsphere) is equipped to account for total light (diffuse and specular) reflected from the samples. The total reflection by the microwire arrays sample was reduced from 20 % to 10 % of the incident light over the visible region when the length of the microwire was increased from $10{\mu}m$ to $30{\mu}m$.

• 한국재료학회지
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• 제9권5호
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• pp.460-466
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• 1999

The deep level electron traps in AP-MOCVD GaAs/undoped Al\ulcornerGa\ulcornerAs/n-type GaAs heterostructures have been investigated by means of Deep Level Transient Spectroscopy DLTS). In terms of the experimental procedure, GaAs/undoped Al\ulcornerGa\ulcornerAs/n-type GaAs heterostructures were deposited on 2" undoped semi-insulating GaAs wafers by the AP-MOCVD method at $650^{\circ}C$ with TMGa, AsH3, TMAl, and SiH4 gases. The n-type GaAs conduction layers were doped with Si to the target concentration of about 2$\times$10\ulcornercm\ulcorner. The Al content was targeted to x=0.5 and the thicknesses of Al\ulcornerGa\ulcornerAs layers were targeted from 0 to 40 nm. In order to investigate the electrical characteristics, an array of Schottky diodes was built on the heterostructures by the lift-off process and Al thermal evaporation. Among the key results of this experiment, the deep level electron traps at 0.742~0.777 eV and 0.359~0.680 eV were observed in the heterostructures; however, only a 0.787 eV level was detected in n-type GaAs samples without the Al\ulcornerGa\ulcornerAs overlayer. It may be concluded that the 0.787 eV level is an EL2 level and that the 0.742~0.777 eV levels are related to EL2 and residual oxygen impurities which are usually found in MOCVD GaAs and Al\ulcornerGa\ulcornerAs materials grown at $630~660^{\circ}C$. The 0.359~0.680 eV levels may be due to the defects related with the al-O complex and residual Si impurities which are also usually known to exist in the MOCVD materials. Particularly, as the Si doping concentration in the n-type GaAs layer increased, the electron trap concentrations in the heterostructure materials and the magnitude of the C-V hysteresis in the Schottky diodes also increased, indicating that all are intimately related.ated.

• 한국표면공학회지
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• 제29권6호
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• pp.809-815
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• 1996

$Y_2O_3$-based metal-insulator-semiconductor (MIS) structure on p-Si(100) has been studied. Films were prepared by UHV reactive ionized cluster beam deposition (r-ICBD) system. The base pressure of the system was about $1 \times 10^{-9}$ -9/ Torr and the process pressure $2 \times 10^{-5}$ Torr in oxygen ambience. Glancing X-ray diffraction(GXRD) and in-situ reflection high energy electron diffracton(RHEED) analyses were performed to investigate the crystallinity of the films. The results show phase change from amorphous state to crystalline one with increasingqr acceleration voltage and substrate temperature. It is also found that the phase transformation from $Y_2O_3$(111)//Si(100) to $Y_2O_3$(110)//Si(100) in growing directions takes place between $500^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$. Especially as acceleration voltage is increased, preferentially oriented crystallinity was increased. Finally under the condition of above substrate temperature $700^{\circ}C$ and acceleration voltage 5kV, the $Y_2O_3$films are found to be grown epitaxially in direction of $Y_2O_3$(1l0)//Si(100) by observation of transmission electron microscope(TEM). Capacitance-voltage and current-voltage measurements were conducted to characterize Al/$Y_2O_3$/Si MIS structure with varying acceleration voltage and substrate temperature. Deposited $Y_2O_3$ films of thickness of nearly 300$\AA$ show that the breakdown field increases to 7~8MV /cm at the same conditon of epitaxial growing. These results also coincide with XPS spectra which indicate better stoichiometric characteristic in the condition of better crystalline one. After oxidation the breakdown field increases to 13MV /cm because the MIS structure contains interface silicon oxide of about 30$\AA$. In this case the dielectric constant of only $Y_2O_3$ layer is found to be $\in$15.6. These results have demonstrated the potential of using yttrium oxide for future VLSI/ULSI gate insulator applications.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.113-113
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• 2017

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며, 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도, 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상 시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• 한국제4기학회지
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• 제23권2호
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• pp.34-47
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• 2009

제천 의림지는 홀로세말에 형성된 호소로서 중부 내륙지역의 수문, 기후 및 식생변천 연구를 수행하기 위한 최적의 퇴적체를 포함하고 있다. 의림지 호소 퇴적체 중 ER3-1호공에서 AMS 탄소동위원소 연대측정 자료를 수반한 퇴적상과 화분군집산출상을 검토하여 고기후와 수문환경변화를 해석하였다. ER3-1호공의 고도 307.5m~309.5m 구간은 약 1,920 yrBP~1,420 yrBP 기간에 안정한 퇴적체를 보이며, 이 상부에는 과거 약 2000년 전 후에 재동된 퇴적물이 분포한다. 본 시추공의 화분군집산출을 보면 목본화분으로 소나무속, 참나무속이 우점한 것으로 보아 현존식생과 거의 유사한 식생환경으로 추론된다. 전반적으로 천변에는 오리나무속, 물푸레나무속, 버드나무속과 같은 호습윤성 교목이 생장했으며, 호안에는 부들, 수련, 고마리 등 수서식물이 생육했던 것으로 해석된다. 문화편년으로 볼 때 의림지는 청동기~철기시대 및 고대사회 초기에 축조되었던 것으로 추정된다. 의림지 입지환경과 호저 퇴적체에서 나타나는 양상은 약 3,200 yrBP~200 yrBP 기간 동안 전반적으로 서늘하고 건조한 시기(Cool and dry period)가 우세한 환경 하에서 참나무속-소나무속-전나무속을 우점으로 하는 식생군락이 형성되었던 것으로 보인다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.243-263
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• 2011

시화호 형도 근처 조간대(帶, intertidal zone) 지역 갯벌의 퇴적환경을 알아보기 위해 10개 정점 표층 및 2개 정점 주상퇴적물에 대한 입도, 함수율, 휘발성산화합물(Acid Volatile Sulfide; AVS), 총유기탄소(Total Organic Carbon; TOC) 및 중금속(Al, Fe, Mn, Cu, As, Pb, Zn, Ni, Cd 및 Cr) 항목에 대해 분석 하였다. 표층 퇴적물은 대체로 분급이 불량(분급도, 0.60~2.31${\phi}$)한 sandy Silt, slightly gravelly muddy Sand, silty Sand 및 Sand 등의 퇴적상으로 구분되며, 평균입도는 2.95~6.00${\phi}$로 극조립 실트(Silt)에 해당한다. 표층 퇴적물의 Al 함량은 1.54%, Fe은 1.75%, Cu는 9.1ppm, As는 1.1ppm, Pb은 18.8ppm, Ni은 11.0ppm, Cd은 0.02ppm 그리고 Cr은 30.1ppm으로 측정되었으며, 주상 퇴적물 또한 미국해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration; NOAA) 기준의 ERL(Effective Range Low, 저서생물에 독성을 보이는 초기 10% 농도)을 초과하지 않았다. 주상퇴적물의 과잉 방사능 납($^{210}Pbex$)의 분포를 통해 퇴적률을 추정한 결과, 급격한 퇴적물의 다량유입에 의해 수직적으로 방사능(activity)이 유사한 값을 나타내고 있어 정확한 퇴적률(apparent sedimentation rate)은 추정할 수 없었다. 그러나 2개 코어 상부 35cm 에서 퇴적물의 급격한 유입 및 환경적 영향등으로 금속 농축계수(Enrichment factors; EF) 계산값은 비교적 높게 나타났다.