• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.30 no.4
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• pp.309-315
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• 1993

Gas pressure sintering is a promising process in various densification methods of high strength Si3N4 ceramics. Environmental influences on gas pressure sintering of Si3N4 was investigated with the variationof packing powder, specimen container and N2 gas pressure. The specimens had higher density, larger weight loss and inhomogeneous color in graphite specimen container than in SN26 crucible. The variations of sintering densities in various packing powders (Si3N4, SN26, AlN, BN) were very small but SiC powder was synthesised in graphite crucible with Si3N4 packing powder, aluminium oxynitride compounds were synthesised in SN26 crucible with AlN packing power. Also N2 gas pressure over 20kg/$\textrm{cm}^2$ reduced the densification of Si3N4 in one step-gas pressure sintering. As the result of two step-gas pressure sintering at 700kg/$\textrm{cm}^2$ for 15min., relative density of 99.9% and 3-point bending strength of 1090MPa and dense microstructure of 3~4${\mu}{\textrm}{m}$ grain size were obtained.

• The Korean Journal of Ceramics
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• v.6 no.3
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• pp.224-228
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• 2000

Using a small amount of additives and amorphous Si₂N₂O powders, O-SiAlON ceramics have been hot-pressed and its microstructure and mechanical properties were investigated. Scandium oxide was demonstrated to be an effective densification additive for O-SiAlON. Amorphous Si₂N₂O was densified at relatively low temperatures and a microstructure with acicular grains was developed. Fine grains found in materials obtained from amorphous powders suggest that nucleation and crystallization of O-SiAlOH is relatively easy compared with the Si₃N₄-SiO₂reaction.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2006.05a
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• pp.211-215
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• 2006

평면 광도파로 코어로 사용되는 SiON (Silicon oxynitride)과 클래딩으로 사용되는 $SiO_2$ (Silicon oxide)의 굴절률 차이가 2.5 %인 고굴절률차 평면 광도파로용 SiON 박막을 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)로 제작하였다. PECVD에 사용된 가스는 $SiH_4,\;NH_3,\;N_{2}O$이고, Si 기판의 $SiO_2$ 막은 100 nm이다. 가스의 비율에 따라 SiON 막의 굴절률은 633 nm의 파장에서 1.476에서 1.777까지 변화하였다. 코어로 사용되는 SiON의 두께는 $2.5{\mu}m$이고 클래딩과의 굴절률 차이는 2.5 %였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.176-176
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• 2013

CrZrN 3원계 박막은 상온에서 매우 우수한 기계적 특성을 나타내지만, $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 Zr의 산화로 인하여 기계적 특성이 저하되게 된다. 따라서 본 연구에서는 CrZrN 박막의 고온 특성을 개선하기 위해서 내산화성이 향상에 영향을 미치는 표면 산화물을 만들기 위해 산소 원소를 첨가하여 CrZrON 4원계 oxynitride 박막을 segment target을 이용해 합성하였고, 박막의 미세구조를 분석하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.44 no.7
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• pp.354-357
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• 2007

The nitriding and post-sintering behavior of silicon powder compact containing sintering additives of 2.3 wt% and 7 wt% were investigated in this study. Regardless of the liquid phase content, elongated large grains of a typical morphology evolved in the post-sintered specimens. Phase analysis revealed a complete phase transformation into ${\beta}-Si_3N_4$ in both porous systems. Oxynitride second phases (mellilite) precipitated in the latter, while those were free in the former containing less amount of liquid phase. The post-sintering condition that yielded a favorable microstructure for a filter application was achieved when the specimens were soaked at $1800^{\circ}C$ for 2 h. It was found that the thermal conductivity of porous $Si_3N_4$ ceramics is dominated by the porosity more than this factor is influenced by the addition of $Al_2O_3$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.253-253
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• 2010

유리 기판 상에 시스템 온 패널과 같은 차세대 디스플레이 구현과 평판형 디스플레이의 문제점 해결을 위하여 비휘발성 메모리 소자 등의 전자 소자 집적화와 빠른 구동 속도를 가진 박막트랜지스터가 요구된다. 본 논문에서는 비휘발성 메모리 소자에서 MONOnS 각 layer층의 두께 따른 특성에 대한 연구를 진행하였다. 실험은 ONO 구조를 12.5nm/35nm/2.7nm, 12.5nm/20nm/2.3nm, 8.5nm/10nm/2.3nm, 6.5nm/10nm/1.9nm 의 두께로 증착하였다. ${\Delta}VFB$, Retention time, capacitance을 측정하여 oxide/Nitride/Oxynitride 층의 두께 변화를 통해 최적화된 tunneling layer와 charge storage layer, 그리고 blocking layer의 두께를 알 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.260-260
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• 2009

초박형 절연막은 현재 다양한 전자소자의 제작과 향상을 위하여 활용되고 있으며, 일반적인 화학 기상 증착 방법으로는 균일도를 확보하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 디스플레이의 구동소자로 활용되는 박막 트랜지스터의 특성 향상과 비휘발성 메모리 소자의 터널링 박막에 응용하기 위하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 증착과 이의 특성을 분석하였다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 실리콘 산화막에 질소가 주입되어 있는 형태로 실리콘 산화막과 실리콘 계면상에 존재하는 질소는 터널링 전류와 결함 형성을 감소시키며, bulk 내에 존재하는 질소는 단일 실리콘 산화막에 비해 더 두꺼운 박막을 커패시턴스의 감소없이 이용할 수 있는 장점이 있다. 플라즈마 처리 기법을 이용하였을 경우에는 초박형의 균일한 박막을 얻을 수 있으며, 본 연구에서는 이산화질소 플라즈마를 이용하여 활성화된 질소 및 산소 라디칼들이 실리콘 계면을 개질하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 형성활 수 있다. 플라즈마 처리 시간과 RF power의 변화에 따라 형성된 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 및 광학적 특성은 엘립소미터를 통하여 분석하였으며, 전기적인 특성은 금속-절연막-실리콘의 MIS 구조를 형성하여 커패시턴스-전압 곡선과 전류-전압 곡선을 사용하여 평가하였다. 이산화질소 플라즈마 처리 방법을 사용한 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 log-log 스케일로 시간과 박막 두께의 함수로 전환해보면 선형적인 증가를 나타내며, 이는 초기적으로 증착률이 높고 시간이 지남에 따라 두께 증가가 포화상태에 도달함을 확인할 수 있다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 초기적으로 산소의 함유량이 많은 형태의 박막으로 구성되며, 시간의 증가에 따라서 질소의 함유량이 증가하여 굴절률이 높고 더욱 치밀한 형태의 박막이 형성되었으며, 이는 시간의 증가에 따라 플라즈마 챔버 내에 존재하는 활성종들은 실리콘 박막의 개질을 통한 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 증가에 기여하기 보다는 형성된 박막의 내부적인 성분 변화에 기여하게 된다. 이산화질소 플라즈마 처리 시간의 변화에 따라 형성된 박막의 정기적인 특성의 경우, 2.3 nm 이상의 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 가진 MIS 구조에서 accumulation과 inversion의 특성이 명확하게 나타남을 확인할 수 있다. 아산화질소 플라즈마 처리 시간이 짧은 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 경우 전압의 변화에 따라 공핍영역에서의 기울기가 현저히 감소하며 이는 플라즈마에 의한 계면 손상으로 계면결합 전하량이 증가에 기인한 것으로 판단된다. 또한, 전류-전압 곡선을 활용하여 측정한 터널링 메카니즘은 2.3 nm 이하의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 직접 터널링이 주도하며, 2.7 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 F-N 터널링이 주도하고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 2.5 nm 두께를 경계로 하여 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 터널링 메카니즘이 변화함을 확인할 수 있다. 결론적으로 2.3 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막에서 전기적인 안정성을 확보할수 있어 박막트랜지스터의 절연막으로 활용이 가능하며 2.5 nm 두께를 경계로 터널링 메커니즘이 변화하는 특성을 이용하여 비휘발성 메모리 소자 제작시 전하 주입 및 기억 유지 특성을 확보를 위한 실리콘 옥시나이트라이드 터널링 박막을 효과적으로 선택하여 활용할 수 있다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.2
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• pp.41-45
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• 2012

Oxynitride green phosphors for white light emitting diodes (LEDs) were synthesized and their optical properties were evaluated. The N/O ratio ($\delta$) of $SrSi_2O_{2-{\delta}}N_{2+2/3{\delta}}:Eu^{2+}$ closely depended on the synthesizing conditions. The most excellent green emission (545 nm), which was assigned to the $5d{\rightarrow}4f$ transition of $Eu^{2+}$ ions, was achieved at the conditions of $1700^{\circ}C$, 5 mol% $Eu^{2+}$, and $H_2$ atmosphere. The well-developed $Ca-{\alpha}-SiAlON:Yb^{2+}$ particles with homogeneous size were obtained at m = 3 (n = 0.15) for the compound of $Ca_{0.5m-0.005}Yb_{0.005}Si_{12-(m+n)}Al_{m+n}O_nN_{16-n}$, resulting in the strong green emission at around 550 nm.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 2000.06a
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• pp.1-33
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• 2000

Silicon carbide ceramics with sintering additives from the system AlN-Y$_2$O$_3$ can be gas-pressure sintered to theoretical density. While commonly a combination of sesquioxides is used such as Al$_2$O$_3$-Y$_2$O$_3$, the oxynitrid additives offer the advantage that only a nitrogen atmosphere is require instead of a powder. By starting form a mixture of ${\beta}$-SiC and ${\alpha}$-SiC, and by performing dedicated heat treatments after densification, anisotropic grain growth is obtained which leads to a platelet microstructure showing enhance fracture toughness. In the present work, recent improvement of the mechanical behaviour of these materials at ambient and high temperatures is reported. By means of a surface oxidation treatment in air it is possible to obtain four-point bending strengths in excess of 1 GPa, and the strength retention at high temperatures is significantly improved.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.46 no.3
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• pp.225-228
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• 2009

The processing and characterization of ceramic nanocomposites, which produce bulk nanostructures with attractive mechanical properties, have been emphasized and introduced at Prof. Mukherjee's Lab at UC Davis. The following subjects will be introduced in detail in Part II, III, and IV. In Part II, the paper will describe a three-phase alumina-based nanoceramic composite demonstrating superplasticity at a surprisingly lower temperature and higher strain rate. The next part will show that an alumina-carbon nanotube-niobium nanocomposite produced fracture toughness values that are three times higher than that of pure nanocrystalline alumina. It was possible to take advantage of both fiber-toughening and ductile-metal toughening in this investigation. In the fourth section, discussed will be a silicon-nitride/silicon-carbide nanocomposite, produced by pyrolysis of liquid polymer precursors, demonstrating one of the lowest creep rates reported so far in ceramics at the comparable temperature of $1400^{\circ}C$. This was first achieved by avoiding the oxynitride glass phase at the intergrain boundaries. One important factor in the processing of these nanocomposites was the use of the electrical field assisted sintering method. This allowed the sintering to be completed at significantly lower temperatures and during much shorter times. These improvements in mechanical properties will be discussed in the context of the results from the microstructural investigations.