• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권5호
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• pp.533-538
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• 2015

Thermal characterization of individual pixels in microbolometer infrared image sensors is needed for optimal design and improved performance. In this work, we used thermoreflectance microscopy on uncooled microbolometer image sensors to investigate the thermal characteristics of individual pixels. Two types of microbolometer image sensors with a shared-anchor structure were fabricated and thermally characterized at various biases and vacuum levels by measuring the temperature distribution on the surface of the microbolometers. The results show that thermoreflectance microscopy can be a useful thermal characterization tool for microbolometer image sensors.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권2호
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• pp.19-31
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• 2022

최근 거대 데이터 기반의 미래 기술이 발전함에 따라 전자 소자의 고성능 및 고집적화 추세가 지속되고 있는데, 이는 심각한 발열 문제를 수반하여 소자의 신뢰성을 위협하는 주요 요인으로 작용하고 있다. 효과적인 열관리 대책을 수립하기 위해서는 소자의 구동 환경에서 온도 분포를 정확히 평가하고 방열 경로를 설계하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 소자의 온도 분포를 비접촉 방식의 높은 공간 및 시간 분해능으로 관찰할 수 있는 열반사 현미경 기술을 소개한다. 구체적으로 열반사 현미경의 원리 및 구동 형태를 알아보고, 온도, 공간, 시간 분해능 향상을 위한 최신 연구 동향과 다양한 전자 소자의 온도 및 열적 특성 분석에 적용된 사례를 함께 살펴본다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.103-108
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• 2019

본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른 열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 $5.13{\pm}0.17m^2{\cdot}K/GW$의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교 검증하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.

• 설비공학논문집
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• 제11권4호
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• pp.528-536
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• 1999

This work studies the effects of transient reflectance on the thermal responses of a metal(gold) thin-film during ultrashort laser heating. The heating process is calculated using the conventional conduction model (parabolic one-step: POS), parabolic two-step model (PTS) with and without variable properties, hyperbolic two-step model (HTS). Results from the HTS model are very similar to those from the PTS model, since the laser heating time in this study is greater than the electron relaxation time. PTS model with variable properties, however, results in totally different temperature profiles compared to those from POS models or calculation with constant properties. Transient reflectances are estimated from electron temperature distributions and based on the linear relationship between the electron temperature and complex dielectric constants. Reflectance of the front surface can be changed with respect to dielectric constants, while those of the rear surface remain unchanged.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제10권1호
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• pp.1-9
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• 2002

Effects of temperature coefficients fur dielectric constants on transient reflectances and thermal responses have been investigated for a metal(gold) thin-film during ultrashort pulse laser heating. Heating processes are simulated using the conventional conduction model(parabolic one-step, POS), the parabolic tow-step model(PTS), the hyperbolic two-step model(HTS). Results fro the HTS model are very similar to those from the PTS model, since the laser heating time in this study is considerably greater than the electron relaxation time. PTS and HTS models, however, result in completely different temperature profiles from those obtained by the POS model due to slow electron-lattice interactions compared to laser pulse duration. Transient reflectances are directly estimated from the linear relationship between electron temperature and complex dielectric constants, while conventional approaches assume that the change in reflectances is proportional to that in temperatuer. Reflectances at the front surface vary considerably for various dielectric constants, while those at the rear surface remain unchanged relatively.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권4호
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• pp.266-272
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• 2016

본 논문에서는 나노스케일 금속박막 내에서 체적종파가 전파하는 특성을 연구하였다. 실리콘(100) 기판 위에 150 nm 두께의 크로뮴 혹은 알루미늄 박막을 적층하여 시편을 제작하였으며, 펨토초 레이저 시스템으로 구성된 시간영역 열반사율 기법(time-domain theromoreflectance technique)을 이용하여 박막 표면으로부터 여기된 탄성파가 박막과 기판의 계면에서 반향될 때 발생하는 신호를 검출하였다. 체적종파의 거동을 모사하는 열탄성 방정식을 수치해석적으로 풀어 측정값과 곡선맞춤함으로써 박막의 체적종파 속도와 탄성계수를 평가할 수 있었으며, 결과를 문헌값과 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 본 연구로부터 확립된 레이저 계측법은 나노재료의 특성평가에 적합함을 보여주며, 이는 기존의 접촉식 파괴식 검사법의 한계를 뛰어넘을 대안을 제시한다.