• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.20 no.5
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• pp.50-55
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• 1983

A comprehensive study of the electrical properties of low-dose Si implants in Cr-doped GaAs substrates has been made using the Hall-effect/sheet-resistivity measurement technique for various ion doses and annealing temperatures. The samples were implanted at room temperature and annealed with silicon nitride encapsulants in a hydrogen atmosphere for 15 minutes. H-type layers were produced at all dose levels investigated, and the optimum annealing temperature was 850$^{\circ}C$ for all doses. The highest electrical activation efficiency was 89% for Cr-doped GaAs substrates. Depth profiles of carrier concentrations and mo-bilities are highly dependent upon ion dose and annealing temperature. Significant im-plantation damage still remains after an 800$^{\circ}C$ anneal, and a 900$^{\circ}C$ anneal produces signi-ficant outdiffusion as well as indiffusion of the implanted Si ions.

• Journal of IKEEE
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• v.19 no.1
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• pp.41-44
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• 2015

Silicon trench process for bulk fin field effect transistor (finFET) is suggested without using chemical mechanical polishing (CMP) that cause contamination problems with chemical stuff. This process uses thickness difference of photo resistor spin coating and silicon nitride sacrificial layer. Planarization of silicon oxide and silicon trench formation can be performed with etching processes. In this work 50 nm silicon trench is fabricated with AZ 1512 photo resistor and process results are introduced.

• Journal of IKEEE
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• v.19 no.1
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• pp.52-57
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• 2015

The disease diagnosis system has been developed using the thin nitride(Si3N4) cantilever arrays which can measure the difference of capacitances between sensor and reference. The system consists of 32-bits RISC(Reduced Instruction Set Computer), RAM/Flash, bus, communication IP's, ADC(Analog Digital Converter) board, and LCD display. The marker selection method, which give us the good accuracy from reasonal numbers of markers, is suggested. The developed system has the resolution under 1fF and can detect 10nM concentration of Thrombin.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.31 no.10
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• pp.876-883
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• 2007

Numerical simulations are conducted for the design of a micro thermal mass air flow sensor (MAFS), which consists of a microfabricated heater and thermopiles on the silicon-nitride ($Si_3N_4$) thin membrane structure. It is important to find the proper locations of these thermal elements in the design of MAFS with improved sensitivity. Three heating modes of the micro-heater are considered: constant temperature, constant power and heating pulses. The analyses are focused on the membrane temperature profile near the sensing section. Considered are the practical flow velocities, ranging from 3 m/s to 35 m/s, and the corresponding Reynolds numbers from 1000 to 10000. The results show that one of optimum sensing locations is about $100{\mu}m$ away from the microheater. It is concluded that the heating mode and configurations of thermal elements are the main factors for the MAFS with higher sensitivity.

• 연구논문집
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• s.26
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• pp.103-112
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• 1996

$Al_2O_3/SiC$ Hybrid-Composite has been fabricated by conventional powder process. The addition of $\alpha-Al_2O_3$ as seed particles in the transformation of $\gamma-Al_2O_3 to $\alpha-Al_2O_3$ provided a homogeneity of the microstructure, resulting in increase of mechanical properties. The grain growth of $Al_2O_3$ are significantly surpressed by the addition of nano-sized. SiC particles, increasing in fracture strength. The addition of SiC plates to $Al_2O_3$ nano-composite decreased the fracture strength, but increased the fracture toughness. Coated SiC plates with nitrides such as BN and /SiC$Si_3N_4$ enhanced fracture toughness much more than uncoated SiC plates by inducing crack deflection.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.62-62
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• 2010

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등에 의한 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공대용물로써 최근 인구의 고령화와 질병, 사고의 증가에 따라 그 수요가 급격히 증가하는 추세를 보이고 있다. 인공관절의 소재로는 현재 metal-on-polymer(MOP) 소재가 가장 많이 사용되고 있는데, metal 소재로서는 Co-Cr계 합금이, polymer 소재로서는 초고분자량 폴리에틸렌 (ultra high molecular weight polyethylene) 이 주로 사용되고 있다. MOP 소재의 경우 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인해 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 metal 소재로 주로 사용되고 있는 Co-Cr계 합금의 경우 인공관절의 마모, 부식 현상에 의해 Co, Cr등이 체내에 용출되어 세포독성의 문제를 일으킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 고체원소 이온주입 기술을 이용하여 316L stainless steel 기판에 niobium을 이온 주입 한 후 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 counterpart 소재인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 의 마모를 줄이는 실험을 진행하였다. Pin-on-disk tribometer를 통해 마모 테스트를 진행하여 NbN 박막의 내마모특성을 평가하였으며, 박막의 결정구조 및 화학적 특성을 평가하기 위해 XRD, AES 분석을 수행하였다. 또한 박막의 경도와 표면조도를 측정하기 위해 micro hardness tester, AFM을 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.226-226
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• 2010

Boron Nitride (BN) doped GeSbTe films were grown by the ion beam sputtering deposition (IBSD). The in-situ sheet resistance data and the x-ray diffraction patterns showed the crystallization is suppressed due to the BN incorporation. The phase change speed in BN doped GeSbTe films were investigated using the static tester equipped with nanosecond pulsed laser. The phase change speed for BN doped GST films become faster than the corresponding values for an undoped GST film. The Johnson-Mehl-Avrami(JMA) plot and Avrami coefficient for laser crystallization showed that the change in growth mode during the laser crystallization is a most important factor for the phase change speed in the BN doped GST films. The JMA results and the atomic force microscopy (AFM) images indicate that the origin of the change in the crystalline growth mode is due to an increase in the number of initial nucleation sites which is produced by the incorporated BN. In addition, the retension properties for the laser writing/erasing are remarkably improved in BN doped GeSbTe films owing to the stability of the incorporated BN.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.354.1-354.1
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• 2014

Hafnium nitride (HfN) 박막은 고온에서의 안정성과 낮은 비저항 그리고 산소확산에 대한 억제력을 가지고 있기 때문에 확산방지막으로 많은 연구가 진행 되고 있다. 현재까지 진행된 대부분의 연구는 HfN 박막의 전기적인 특성과 구조적인 특성에 대한 것이었고 다양한 연구 결과가 보고되었다. 하지만 기존의 연구들은 박막의 nano-electrotribology 특성에 대한 연구가 부족하여 박막 적층 공정시 요구되는 물성에 대한 연구가 절실하다. 따라서 본 연구에서는 HfN 박막의 증착조건 및 열처리조건에 따른 nano-electrotribology 특성 변화를 확인하고자 하였다. HfN박막은 rf magnetron sputter를 이용하여 Si 기판위에 Hf target으로 질소 유량을 변화시키며 증착하였고 가열로에서 $600^{\circ}C$와 $800^{\circ}C$로 20분간 열처리를 실시하였다. 열처리한 박막과 as-deposited 상태의 박막을 nano-indenter를 통하여 나노기계 전기적인 특성을 분석하였다. nano-indenter는 박막에 인가된 stress와 탄성계수(elastic modulus), 표면경도(surface hardness)와 같은 특성을 직접적인 tip 접촉을 통하여 in-situ로 분석할 수 있는 장비이다. 실험결과 HfN박막을 $600^{\circ}C$로 열처리 한 경우 표면경도가 16.20에서 18.59 GPa로 증가하였다. 표면경도의 증가는 열처리 시 박막내에 compressive stress가 생성되었기 때문이라고 생각된다. 그러나 $800^{\circ}C$로 열처리 한 경우 표면경도가 16.93 GPa로 감소하였는데 이는 표면균열 발생으로 인한 stress relaxation 때문인 것으로 생각된다. 증착 시 주입되는 질소의 유량과 열처리 온도는 HfN박막의 기계적 안정성에 영향을 미치는 중요한 요소임을 본 실험을 통해 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.364.1-364.1
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• 2014

고효율 태양전지로 가기 위해서는 태양전지의 후면 패시베이션은 중요한 역할을 한다. 후면 패시베이션 막으로 사용되는 $Al_2O_3$ 막은 $Al_2O_3/Si$ 계면에서 높은 화학적 패시베이션과 Negative Fixed Charge를 가지고 있어 적합한 Barrier막으로 여겨진다. 하지만 이후에 전면 Metal paste의 소성 공정에 의해 $800^{\circ}C$이상 온도를 올려주게 됨에 따라 $Al_2O_3$ 막 내부에 결합되어 있던 수소들이 방출되어 blister가 생성되고 막 질은 떨어지게 된다. 우리는 blister가 생성되는 것을 방지하기 위한 방법으로 PECVD 장비로 SiNx를 증착하는 공정 중에 $N_2O$ 가스를 첨가하여 SiON 막을 증착하였다. SiON막은 $N_2O$가스량을 조절하여 막의 특성을 변화시키고 변화에 따라 소성시 막에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 공정을 위해 $156{\times}156mm2$, $200{\mu}m$, $0.5-3.0{\Omega}{\cdot}cm$ and p-type 단결정 실리콘 웨이퍼를 사용하였고, $Al_2O_3$ 막을 올리기 전에 RCA Cleaning 실행하였다. ALD 장비를 통해 $Al_2O_3$ 막을 10nm 증착하였고 RF-PECVD 장비로 SiNx막과 SiON막을 80nm 증착하였다. 소성로에서 $850^{\circ}C$ ($680^{\circ}C$) 5초동안 소성하고 QSSPC를 통해 유효 반송자 수명을 알아보았다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.26 no.11
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• pp.583-589
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• 2016

In this study, recrystallization behaviors in the two-phase (${\alpha}+{\gamma}$) region of micro-alloyed steels such as Base, Nb, TiNbV and CAlN were investigated in terms of flow stress, microstructure and associated grain boundary characteristics. The flow stress of all specimens reached peak stress and gradually decreased, which means that recrystallization or recovery of proeutectoid deformed ferrite and recovery or transformation to ferrite of deformed austenite occurred by thermal activation. The precipitation of carbide or nitride via the addition of micro-alloying elements, because it reduced prior austenite grain size upon austenitization, promoted transformation of austenite to ferrite and increased flow stress. The strain-induced precipitation under deformation in the two-phase region, on the other hand, increased the flow stress when the micro-alloying elements were dissolved during austenitization. The recrystallization of the Nb specimen was more effectively retarded than that of the TiNbV specimen during deformation in the two-phase region.