• Title, Summary, Keyword: 표면확산

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Ge(110) 표면에서 탄소 원자 확산에 대한 수소의 효과

  • Park, Ga-Ram;Jeong, Seok-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.127.2-127.2
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    • 2016
  • 연구된 Si위의 흡착원자들의 확산 메커니즘들에 비해 Ge 표면에서의 확산 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 최근 연구에 따르면, 수소가 덮인 Ge(110) 표면에서 그래핀 결정 핵생성은 비등방적이며, 낟알 둘레없이 웨이퍼 크기로 성장시킬 수 있음을 보였다. 본 연구에서는 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)의 NEB(Nudged Elastic Band) 방법을 이용하여 수소가 덮인 Ge(110) 표면과 청결한 표면에서 탄소원자의 확산 과정과 확산에 따른 에너지 장벽을 계산 하였다. 계산 결과 수소가 덮인 표면에서의 탄소원자 확산은 체인 방향으로 각각 3.29 eV, 2.67 eV의 에너지 장벽을 가지고 청결한 표면에서는 탄소원자가 게르마늄 연결을 치환하며 확산한다. 이때 에너지 장벽은 0.82 eV이고 치환된 게르마늄이 확산할 때는 각각 0.64 eV, 0.59 eV의 에너지 장벽을 넘어야 한다. 결과적으로 수소가 덮인 표면에서보다 청결한 표면에서 탄소 확산 에너지 장벽이 낮으며, 청결한 표면에서는 탄소가 게르마늄을 치환하고 치환된 게르마늄이 확산할 확률이 높음을 알 수 있었다.

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스테인레스강의 수소 확산 방지막 효과에 대한 수치 해석

  • Ha, Tae-Gyun;Choe, Ho-Seon;Park, Jong-Do
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.111.1-111.1
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    • 2016
  • 진공 중 산화처리 방법으로 스테인레스강 표면에 형성한 크롬 산화막에 의한 수소 기체방출 저감 효과를 수치해석 방법으로 분석하였다. 스테인레스 강 진공 용기를 진공 중 산화처리하면 표면의 확산 방지막 효과에 의하여 수소 기체방출률을 낮출 수 있다고 알려져 있으나 그 구체적인 원리는 명확하지 않다. 표면 크롬 산화막의 수소 확산계수가 스테인레스 강 내부의 확산계수보다 작으므로 수소의 확산을 지연시켜 기체방출을 낮춘다는 설명이 가능하지만, 크롬 산화막의 두께 및 확산계수가 미치는 영향을 정량적으로 분석한 예는 없었다. 본 발표에서는 스테인레스강 진공용기의 크롬산화막과 모재 내부에 서로 다른 확산계수를 부여한 후 기체방출에 관여하는 확산 방정식을 수치해석으로 풂으로써, 표면의 확산 방지막에 의한 기체방출 저감 효과를 설명하고자 한다.

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Si (111)표면에서 Cu의 확산

  • Lee, Gyeong-Min;Kim, Chang-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.215-215
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    • 2012
  • Sillicon Wafer는 순도 99.9999999%의 단결정 규소를 사용하여 만들어진다. 웨이퍼의 표면은 결함이나 오염이 없어야 하고 회로의 정밀도에 영향을 미치기 때문에 고도의 평탄도와 정밀도를 요구한다. 특히 실리콘의 순도는 효율성에 영향을 주는 주요 원인으로 금속의 오염은 실리콘 웨이퍼의 수명을 단축시켜 효율성을 떨어뜨린다. 표면에 흡착된 구리와 니켈은 Silicon 오염의 주요인 중 하나로 알려져 있다. 이 연구는 Silicon Wafer 표면에 흡착된 구리가 내부로 확산되는 메커니즘을 규명하는 것을 목표로 한다. 표면에 구리가 흡착된 상태는 AES 및 LEED로 관찰하였다. 표면에 흡착된 구리의 표면(수평)및 내부(수직)확산은 SIMS를 이용하여 연구하였다.

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온도 변화에 따른 W-C-N 확산방지막의 결정 및 표면 구조 연구

  • Kim, Su-In;Lee, Chang-U
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • pp.155-155
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    • 2008
  • 계속되는 반도체 산업의 발달로 반도체 배선 공정에서는 Al을 대체할 배선 금속으로 Cu에 대한 관심이 집중되고, 일부 공정에서는 Al을 대신하여 사용하고 있다. 이러한 Cu는 Al에 비교하여 많은 장점을 가지고 있지만 Si 기판과 저온에서 쉽게 확산되는 큰 문제점을 가지고 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 현재까지 연구된 대안으로는 Cu와 Si기판 사이에 확산방지막을 삽입하는 것이 대안으로 알려져 있다. 본 연구는 Cu 금속배선 공정을 위하여 Cu와 Si기판과의 확산을 효과적으로 방지할 확산방지막을 텅스텐(W)을 주 구성 물질로 여기에 불순물을 첨가한 W-C-N 확산방지막에 대하여 연구하였으며, 특히 W-C-N 확산방지막의 결정 및 표면 구조에 대한 물성 특성을 연구하였다. 여러 조건변화에 따라서 확산방지막의 특성을 확인하기 위하여 조건이 다르게 증착된 W-C-N 확산방지막을 상온에서 고온으로 열처리하여 열처리 전후를 WET-SPM (Scanning Probe Microscope)을 사용하여 그 물리적 특성을 조사하였다. 이러한 분석을 통하여 가장 안정된 W-C-N 확산방지막의 증착조건을 확인하였으며, 이를 기반으로 박막의 물리적 특성을 연구하였다.

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Surface Diffusion Coefficients of Adatoms on Strained Overlayers (스트레인을 받고 있는 표면에서의 원자 확산계수)

  • Chung, K.H.;Yoon, J.K.;Kim, H.;Kahng, S.J.
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.17 no.5
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    • pp.381-386
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    • 2008
  • Adatom kinetics on the surfaces of Co overlayers, prepared on the W(110) surface, was studied with scanning tunneling microscopy. By counting the number-density of the adatom-islands, we estimated the ratio of adatom diffusion coefficients. The ratio $D_{W(110)}:D_{1ML\;Co}:D_{2ML\;Co}$ was measured to be 1 : 125 : 33000 at room temperature, where $D_{W(110)},\;D_{1ML\;Co}$, and $D_{2ML\;Co}$ are the diffusion coefficients on bare W(110) surface, on one-monolayer Co overlayer, and on two-monolayers Co overlayers, respectively. An increased diffusion coefficient on two-ML Co overlayers, relative to that on one-ML Co overlayers, was explained with the heteroepitaxial strain effect.

Analysis of pollutant mixing on the water surface in rivers with GPS floaters (GPS부자를 이용한 하천 표면에서의 오염물질 혼합 거동 해석)

  • Seo, Il Won;Park, Inhwan;Kim, Young Do;Han, Eun Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.103-103
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    • 2015
  • 유류유출사고와 같이 하천 수표면의 흐름에 따라 이동 확산하는 부유성 오염물질의 혼합해석을 위해 많은 연구자들은 입자추적모형을 사용한 혼합모의를 수행해왔다. 입자추적모형에서 오염물질의 혼합은 평균 유속 분포에 의한 결정론적인 이동과 난류유동에 의한 무작위적인 혼합으로 나타내며, 난류혼합에 의한 수평확산은 난류확산계수로 조절한다. 따라서 표면흐름에 의한 난류확산계수의 산정을 위해 많은 연구자들은 부유성 입자를 이용한 실내실험을 수행하여 수평확산계수를 산정했고(Engelund, 1969; Cederwall, 1971), 최근에는 GPS의 발전으로 인해 해양영역에서 GPS를 장착한 표면부자를 활용한 확산실험을 통해 수평확산계수를 산정한 바 있다(Kjellson and $D{\ddot{o}}{\ddot{o}}s$, 2012; Alpers 등, 2013). 하천수질오염사고의 약 43.5%가 유류유출에 의한 것이며(환경부, 2013), 이에 따라 표면흐름에 의한 오염물질 혼합해석이 필요하나, 하천에서 수평확산계수 산정을 위한 현장실험연구는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류에서 GPS부자를 이용한 입자추적실험을 수행하여 표면흐름에 의한 확산계수를 산정했다. GPS부자를 이용한 입자추적실험은 낙동강의 강정고령보 하류와 구미보 하류의 각각 세 지점에서 수행되었다. GPS부자는 바람에 의한 교란을 최소화하기 위해 지름 10 cm의 구형으로 제작하였으며 시범테스트를 통해 입자의 주 궤적 변화가 크지 않은 지점에 GPS부자를 투입했다. GPS부자는 오염물질의 사고유출을 가정하여 한 지점에 투입했고 GPS부자 사이의 간섭을 최소화하기 위해 25 ~ 35개의 GPS부자를 이용했다. 표면흐름에 의해 이동하는 부자의 위치는 GPS에 시계열로 저장됐고 ADCP를 이용하여 실험당시의 수리량을 측정했다. 입자위치의 시계열자료로부터 GPS부자의 확산범위의 시간변화를 계산했고 단순 모멘트법을 이용하여 종, 횡 방향 확산계수를 계산했다. 그 결과, 종 방향 확산계수는 $0.003{\sim}0.041m^2/s$로 계산되었고 횡 방향 확산 계수는 $0.001{\sim}0.012m^2/s$로 계산되어, 흐름방향의 유속성분에 의한 확산이 지배적인 것으로 나타났다. 지류 합류부에서는 이송이 지배적인 혼합이 발생되었고(Pe>1) Pe의 증가에 따라 수평확산계수가 감소되었다. 25~35개 GPS부자 궤적의 앙상블 평균으로부터 계산한 Integral time scale은 모멘트법으로부터 계산한 종, 횡 방향 확산계수와 비례하는 것으로 나타나, Taylor(1921)의 이론과 일치했다. 또한 실험수로에서 수행된 기존연구결과와 비교한 결과, 하폭 대 수심비, 마찰항의 증가에 따라 수평확산계수가 증가하는 경향을 나타내었다.

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Investigation and research trend and for SiC complex made by Si-vapor diffusion reaction on carbon surface (카본표면에서 Si 증기입자의 확산 반응에 의한 SiC 복합체형성 검토 및 연구동향)

  • Park, Jang-Sik;Hwang, Jeong-Tae
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • pp.195-195
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    • 2014
  • 탄화규소(SiC)의 복합체는 고온강도, 내식성, 내마모성, 내화학 특성, 열충격성 및 기계적 특성이 우수하며 제조공정으로 CVD 공정은 많이 연구되어져 있으나 비교적 간단한 구조로 우수한 특성을 얻을 수 Si 증발입자 확산방법에 대한 체계적인 연구가 수행되고 있지 않다. 본 논문에서는 Si 증발입자가 탄소표면에서 확산 반응으로 형성되는 SiC 복합체에 대한 검토 및 연구 개발 동향을 기술한다.

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A Study on electroless palladium layer characteristics and its diffusion in the electroless palladium immersion gold(EPIG) surface treatment (EPIG 표면처리에서의 무전해 팔라듐 피막 특성 및 확산에 관한 연구)

  • Heo, Jin-Yeong;Lee, Chang-Myeon;Gu, Seok-Bon;Jeon, Jun-Mi;Lee, Hong-Gi;Heo, Uk-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • pp.120.2-120.2
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    • 2017
  • 본 연구에서는 고신뢰성 인쇄회로기판이나 플립칩 패키지에 적용되는 범프 표면처리에서 널리 사용되는, ENIG나 ENEPIG 대체를 위한 electroless Pd/immersion Au(EPIG)에 대하여 연구하였다. Transmission electron microscopy(TEM) 분석 결과 형성된 Au layer는 crystalline, Pd layer는 amorphous 임을 확인하였으며, 열처리 후 X-Ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 통하여 EPIG층이 하부 copper의 확산방지막으로서 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, 비정질 Pd layer가 확산을 방지하기 위하여는 일정수준 이상의 두께가 필요하며, 그 두께는 35~65nm 수준임을 알 수 있었다.

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Development of Software for Electrochemical Plating Simulation Including Diffusion Layer Effects (확산층을 고려한 정밀 도금 Simulator 개발)

  • Seo, Seok;Lee, Ju-Dong;Gwon, Si-Hyeon;Ryu, Dong-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • pp.76-77
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    • 2012
  • 전기 도금 시스템에서 전산모사 해석을 이용하여 도금층 두께를 정확히 예측하기 위해서 음극 표면의 확산층이 고려된 도금 Simulator를 개발하였다. 특정 형상의 경우 도금액 교반이 원활하지 않아 불균일한 도금이 이루어지는 경우가 있기 때문에 이를 예측하기 위해서는 교반 영향을 나타내는 확산층을 고려해야 한다. 유동해석을 통해 도금액 교반 조건 및 형상에 따른 음극 표면의 유속을 결정하고 유속별 도금액 DB를 구성하여 음극의 위치별 분극곡선을 차별화하여 유동 조건에 따른 확산층 변화를 고려하는 형태로 구현하였다. 유속별 도금액 DB는 실험 데이터 및 해석 데이터를 종합하여 구축하였다. 교반의 영향을 많이 받는 시스템을 대상으로 개발된 Simulator 결과의 타당성을 검증하였고 확산층 적용에 따른 도금 결과의 차이를 확인하였다.

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