• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.460-460
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• 2011

그래핀은 탄소원자로 구성된 2차원의 나노재료로서 우수한 기계적, 전기적, 광학적 특성을 지닌다. 이러한 특성들을 기반으로 그래핀은 디스플레이, 터치스크린, 전 자기 차폐재 등의 다양한 분야로의 응용이 가능하다고 예측되고 있다. 한편 이러한 특성은 그래핀의 구조 및 결함, 불순물 등에 의하여 변화한다고 알려져 있으며, 이러한 특성의 변화를 통해 전자소자로의 응용도 가능 하다고 예측되고 있다. 따라서 그래핀의 구조를 제어하고 적절한 결함 및 불순물을 부여하는 것은 그래핀의 기초물성 연구 뿐 아니라 응용연구 에 있어서도 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 공기 플라즈마를 이용하여 그래핀의 구조변형을 도모하였다. 그래핀은 열화학 기상증착법 (thermal chemical vapor deposition; TCVD)을 이용하여 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 기판위에 합성하였다. 합성된 그래핀은 산화처리 시 기판의 영향을 배제하고자 트렌치(trench) 구조의 산화막 실리콘 기판위로 전사함으로서 공중에 떠 있는 (air suspended) 구조를 구현하였다. 산화처리를 위한 장치는 직류 플라즈마 장치를 이용하였으며 0.1 Torr의 압력에서 0.4W의 파워로 공기 플라즈마를 방전하여 5분간의 산화처리와 특성평가를 매회 반복함으로서 처리시간에 따른 산화처리의 영향을 관찰하였다. 그 결과 공기 플라즈마 산화처리를 통해 그래핀에 결함을 부여하고 그래핀의 구조변형이 가능함을 확인하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 원자간힘현미경 등을 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.47-47
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• 2018

단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 우수한 물리적 화학적 특성을 갖고 있어 나노전자소자, 투명전도막, 에너지소자, 센서 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 열화학기상증착(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)법은 SWNTs의 합성 공정이 간단하고 공정변수의 제어가 용이하다는 장점이 있어 SWNT 합성 연구에 가장 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 금속 촉매의 박막이 증착된 합성 기판은 온도가 가장 높고 비교적 균일성이 보장되는 TCVD 반응기의 중심부에 위치시키고 공정변수를 변화해가며 연구를 진행해 왔다. 본 실험실에서는 수평형 반응기 전역에 합성 기판을 설치하여 SWNTs를 합성한 결과, 반응기의 중심보다 뒤의 영역에서 SWNTs의 합성 수율이 상당히 증가하는 것을 초기실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 SWNTs 합성 시 가스 유량과 합성 온도를 변화시켰을 때 기판 위치에 따른 SWNTs의 수율 및 물성변화를 구체적으로 조사하였다. 합성가스와 촉매로는 메탄가스와 철 박막을 사용하였으며, 합성 수율의 변화는 고분해능 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 그리고 합성된 SWNTs의 형태 및 결정성은 라만분광법과 원자간힘현미경을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 진행하였던 모든 합성 조건에서 반응기 중심보다 뒤의 영역에서 더 고수율의 SWNTs가 합성되었으며, 최적 합성 조건의 SWNTs 면밀도는 99% 이상이었다. 본 연구의 결과는 CVD 공정을 이용하는 다양한 저차원 나노 소재의 합성에도 적용될 수 있을 것으로 사료되며, 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.24 no.3
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• pp.155-158
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• 2015

In this paper, in-situ heat cooling with temperature monitoring is reported to solve thermal issues in electric vehicle (EV) batteries. The device consists of a thick graphene cooler on top of the substrate and a platinum-based resistive temperature sensor with an embedded heater above the graphene. The graphene layer is synthesized by using chemical vapor deposition directly on the Ni layer above the Si substrate. The proposed thick graphene heat cooler does not use transfer technology, which involves many process steps and does not provide a high yield. This method also reduces the mechanical damage of the graphene and uses only one photomask. Using this structure, temperature detection and cooling are conducted simultaneously using one device. The temperature coefficient of resistance (TCR) of a $1{\times}1mm^2$ temperature sensor on 1-$\grave{i}m$-thick graphene is $1.573{\times}10^3ppm/^{\circ}C$. The heat source cools down $7.3^{\circ}C$ from $54.4^{\circ}C$ to $47.1^{\circ}C$.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.13 no.3
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• pp.249-258
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• 2002

Thermochemical water-splitting IS(Iodine-Sulfur) process has been investigating for large-scale hydrogen production. For the construction of an efficient process scheme, two kinds of membrane technologies are under investigating to improve the hydrogen producing HI decomposition step. One is a concentration of HI in quasi-azeotropic HIx ($HI-H_2O-I_2$) solution by elecro-electrodialysis. It was confirmed that HI concentrated from the $HI-H_2O-I_2$ solution with a molar ratio of 1:5:1 at $80^{\circ}C$. The other is a membrane reactor to enhance the one-pass conversion of thermal decomposition reaction of gaseous hydrogen iodide (HI). It was found from the simulation study that the conversion of over 0.9 would be attainable using the membrane reactor using the gas permeation properties of the prepared silica hydrogen permselective membrane by chemical vapor deposition (CVD). Design criterion of the membrane reactor was also discussed.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.52 no.10
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• pp.464-468
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• 2003

The double layers of $SiO_2$/$Si_3$$N_4$ have superior charge storage stability than a single layer of $SiO_2$. Many researchers are very interested in the charge storage mechanism of $SiO_2$/$Si_3$$N_4$ [1,2]. In this paper, the electrical characteristics of thermal oxide and atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) of $Si_4$$N_4$ have been investigated and explained using high frequency capacitance-voltage measurements. Additionally, this paper will describe capacitance-voltage characteristics for double layers of $SiO_2$/$Si_4$$N_4$ by "Athena", a semiconductor device simulation tool created by Silvaco, Inc.vaco, Inc.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.19 no.8
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• pp.732-736
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• 2006

This paper describes the physical characterizations of polycrystalline 3C-SiC thin films heteroepitaxially grown on Si wafers with thermal oxide, In this work, the 3C-SiC film was deposited by LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) method using single precursor 1, 3-disilabutane $(DSB:\;H_3Si-CH_2-SiH_2-CH_3)\;at\;850^{\circ}C$. The crystallinity of the 3C-SiC thin film was analyzed by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), XRD (X-ray diffraction) and FT-IR (fourier transform-infrared spectometers), respectively. The surface morphology was also observed by AFM (atomic force microscopy) and voids or dislocations between SiC and $SiO_2$ were measured by SEM (scanning electron microscope). Finally, residual strain was investigated by Raman scattering and a peak of the energy level was less than other type SiC films, From these results, the grown poly 3C-SiC thin film is very good crystalline quality, surface like mirror, and low defect and strain. Therefore, the polycrystalline 3C-SiC is suitable for harsh environment MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.427-427
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• 2011

그래핀은 탄소원자가 육각형의 벌집형태로 배열되어 있는 원자단위 두께의 가장 얇은 재료중의 하나이다. 이는 우수한 기계적, 전기적, 광학적 특성을 지니고 있어 다양한 분야로의 응용이 가능할 것으로 예측되고 있다. 그래핀의 산업적 응용을 위해서는 대면적으로 두께 균일도가 높은 그래핀을 저렴한 방법으로 합성하는 것이 무엇보다도 우선적으로 요구된다. 그래핀을 얻는 방법으로는 물리 화학적 박리, 탄화규소의 흑연화, 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD) 등의 다양한 방법이 있으며, 현재로선 그 중 TCVD법이 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성할 수 있는 가장 적합한 방법으로 인식되고 있다. 그러나 이 방법은 탄소가 포함된 원료가스를 분해하기 위하여 고온의 공정이 요구되는 단점이 있다. 이러한 이유로 최근 그래핀은 저온에서 합성하기 위한 많은 연구들이 진행 중에 있으며 그 결과가 속속 보고 되고 있다. 본 연구에서는 고주파 플라즈마가 결합된 TCVD장치를 이용하여 원료가스를 효율적으로 분해함으로서 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 기판은 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 산화막 실리콘 기판을 사용하였으며, 원료가스로는 메탄을 사용하였다. 실험결과, 350 W의 파워로 플라즈마를 방전하여 30분간 합성을 수행하였을 때 약 $450^{\circ}C$ 근처의 저온에서 수 겹의 그래핀이 합성 가능한 것을 확인하였다. 합성된 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 산화막 실리콘 기판 및 투명 고분자 기판 등으로 전사하였다. 그래핀의 특성분석을 위해서는 광학현미경, 라만 분광기, 투과전자현미경, 자외 및 가시선 분광광도계, 4탐침측정기 등을 이용하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.8
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• pp.700-704
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• 2003

This paper describes on characteristics of 2" 3C-SiC wafer bonding using PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) oxide and HF (hydrofluoride acid) for SiCOI (SiC-on-Insulator) structures and MEMS (micro-electro-mechanical system) applications. In this work, insulator layers were formed on a heteroepitaxial 3C-SiC film grown on a Si (001) wafer by thermal wet oxidation and PECVD process, successively. The pre-bonding of two polished PECVD oxide layers made the surface activation in HF and bonded under applied pressure. The bonding characteristics were evaluated by the effect of HF concentration used in the surface treatment on the roughness of the oxide and pre-bonding strength. Hydrophilic character of the oxidized 3C-SiC film surface was investigated by ATR-FTIR (attenuated total reflection Fourier transformed infrared spectroscopy). The root-mean-square suface roughness of the oxidized SiC layers was measured by AFM (atomic force microscope). The strength of the bond was measured by tensile strength meter. The bonded interface was also analyzed by IR camera and SEM (scanning electron microscope), and there are no bubbles or cavities in the bonding interface. The bonding strength initially increases with increasing HF concentration and reaches the maximum value at 2.0 ％ and then decreases. These results indicate that the 3C-SiC wafer direct bonding technique will offers significant advantages in the harsh MEMS applications.ions.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.13 no.8
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• pp.485-490
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• 2003

We have developed a new way of the constant growth technique to maintain a grating height of originally-etched V-groove of submicron gratings up to 1.5 $\mu\textrm{m}$ thickness by a low pressure metalorganic chemical vapor deposition. The constant growth technique is well performed on two kinds of submicron gratings that made by holography and electron (e)-beam lithography GaAs buffer layer grown on thermally deformed submicron gratings has an important role in recovering the deformed grating profile from sinusoidal to V-shaped by reducing mass transport effects. The thermal deformation effect on submicron gratings made by e-beam lithography is less than that on submicron gratings made by holography. The constant growth technique is an important step to realize complex optoelectronic devices such as one-step grown distributed feedback lasers and two-dimensional photonic crystals.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.16 no.6
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• pp.394-399
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• 2006

Ferroelectric $HoMnO_3$ thin films were deposited on the Si(100) substrate at $700^{\circ}C$ for 2 hrs by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) and post-annealed at 850oC by rapid thermal process (RTP). Electrical properties and crystalline phases of $HoMnO_3$ thin films were investigated as a function of postannealing time. Single phase of hexagonal symmetry with c-axis preferred orientation was obtained from $HoMnO_3$ thin films post-annealed at $850^{\circ}C$ for 5 min, while the c-axis preferred orientation was decreased with the increase of post-annealing time, and the thin films post-annealed at $850^{\circ}C$ for 15 min showed the mixture phases of hexagonal and orthorhombic symmetry. P-E (Polarization-Electric field) hysteresis loop of ferroelectric $HoMnO_3$ thin films was observed only for the single phase of hexagonal symmetry, but that was not observed for the mixture phases of the hexagonal and orthorhombic symmetry, which was discussed with the bond valence of Mn ion of crystalline phase. Leakage current density was dependent on the microstructure of thin films as well as the change of valence of Mn ion.