• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.12S
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• pp.1187-1194
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• 2003

A BCl$_3$/Ne plasma chemistry was used to etch Ga-based (GaAs, AIGaAs, GaSb) and In-based (InGaP, InP, InAs and InGaAsP) compound semiconductors in a Planar Inductively Coupled Plasma (ICP) reactor. The addition of the Ne instead of Ar can minimize electrical and optical damage during dry etching of III-V semiconductors due to its light mass compared to that of Ar All of the materials exhibited a maximum etch rate at BCl$_3$ to Ne ratios of 0.25-0.5. Under all conditions, the Ga-based materials etched at significantly higher rates than the In-based materials, due to relatively high volatilities of their trichloride etch products (boiling point CaCl$_3$ : 201 $^{\circ}C$, AsCl$_3$ : 130 $^{\circ}C$, PCl$_3$: 76 $^{\circ}C$) compared to InCl$_3$ (boiling point : 600 $^{\circ}C$). We obtained low root-mean-square(RMS) roughness of the etched sulfate of both AIGaAs and GaAs, which is quite comparable to the unetched control samples. Excellent etch anisotropy ( > 85$^{\circ}$) of the GaAs and AIGaAs in our PICP BCl$_3$/Ne etching relies on some degree of sidewall passivation by redeposition of etch products and photoresist from the mask. However, the surfaces of In-based materials are somewhat degraded during the BCl$_3$/Ne etching due to the low volatility of InCl$_{x}$./.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.459-459
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• 2007

VHF ICP (Very High Frequency Inductively Coupled Plasma) 반응기에서 반응기 압력, 수증기 유량, 플라즈마 출력, 반응기온도 등의 공정변수에 따른 수증기 분해특성과 수소생성거동을 실험하였다. 플라즈마 분해 특성은 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 사용하여 분석하였으며, QMS(Quadrapole Mass Spectroscopy)를 이용하여 배기가스 성분을 분석하여, 수증기 분해거동 및 수소생성 효율을 조사하였다. 본 연구실에서 설계한 초고주파 유도결합 플라즈마는 고밀도 플라즈마 생성과 낮은 압력에서도 안정된 플라즈마 발생 특징을 나타내었다. 플라즈마 출력의 증가에 따른 수증기의 분해와 수소생성 거동은 개시영역, 선형증가영역, 포화영역의 세 영역으로 구분되는 특징을 나타내었다. 유량 및 압력의 증가에 따라 포화에 필요한 플라즈마의 출력이 증가되는 경향을 나타내었다. 본 실험의 온도범위에서는 온도 증가에 따른 수증기 분해 및 수소생성 증가효과는 플라즈마 출력의 영향에 비하여 매우 미미한 정도로 플라즈마의 높은 에너지 전달효과를 확인할 수 있었다. 따라서, 낮은 반응기 온도에서도, 유량 및 압력에 따른 포화 플라즈마조건을 설정할 경우, 높은 에너지 효율의 수소 제조가 가능함을 알 수 있었으며, 물분해 플라즈마를 이용한 저온 산화물 박막증착에의 적용도 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.370-370
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• 2010

최근 자연모사를 통한 초저마찰 연구가 활발히 진행되고 있으며 리소그라피, 레이져 가공법 등의 다양한 방법을 통해 표면구조 제어가 시도되고 있다. 본 연구에서는 자장여과 아크 플라즈마 이온 소스를 이용한 WC-Co 및 SCM 415 금속소재의 표면구조 형상제어를 통해 저마찰 특성을 시도하였다. 자장여과 아크 소스는 90도 꺽힘형이며 5개의 자장 코일을 통해 아크 음극에서 발생된 고밀도($10^{13}\;cm^{-3}$ 이상) 플라즈마를 표면처리 대상 기판까지 확산시켰다. 공정 압력은 알곤가스 1 mTorr, 아크 방전 전류는 25 A, 플라즈마 수송 덕트 전압은 10 V이다. 기판 전압은 비대칭 펄스 (-80 %/+5 %)로 -600 V에서 -800 V까지 인가되었으며 -600 V 비대칭 펄스 인가시기판으로 입사하는 알곤 이온 전류 밀도는 약 $4.5\;mA/cm^2$ 이다. WC-Co 시편의 경우 -600 V 전압 인가시, 이온빔 처리 전 46.4 nm(${\pm}12.7\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 5분, 10분, 20분동안 이온빔 처리함에 따라 72.8 nm(${\pm}3\;nm$), 108.2 nm(${\pm}5.9\;nm$), 257.8 nm(${\pm}24.4\;nm$)의 조도를 나타내었다. SCM415 시편의 경우 -800 V 인가시, 이온빔 처리 전 20.4 nm(${\pm}2.9\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 20분동안 이온빔 처리함에 따라 275.1 nm(${\pm}43\;nm$)의 조도를 나타내었다. 또한 주사전자현미경을 통한 표면 형상 관찰 결과, 이온빔 식각을 통해 생성된 거친 표면에 $3-5\;{\mu}m$ 직경의 돌기들이 산발적으로 생성됨을 확인했다. 마찰계수 측정 결과 SCM415 시편의 경우, 이온빔 처리전 마찰계수 0.65에서 조도 275.1 nm 시편의 경우 0.48로 감소하였다. 본 연구를 통해 이온빔 식각을 이용한 금속표면 제어 및 저마찰 특성 향상의 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.230-230
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• 2013

플라즈마를 활용한 미세 패턴의 건식 식각은 반도체 소자 공정에 있어서 가장 중요한 기술 중 하나이다. 한편, 매년 발행되는 ITRS Roadmap 에 따르면 DRAM 의 1/2 pitch 는 감소하는 동시에 Contact A/R (Aspect Ratio) 는 증가하고 있다. 이러한 추세 속에서 기존의 공정을 그대로 활용할 경우 식각물의 프로파일 왜곡 혹은 휨 현상이 발생하고 식각 속도가 저하되며 이러한 특성들이 결과적으로는 생산성의 저하로 이어질 수 있다. 이러한 현상을 최소화하기 위해서는 무엇보다 독립된 plasma parameter 들이 식각물의 프로파일 혹은 식각 속도 등에 어떠한 영향을 주는 지에 대한 학문적 이해가 필요하다. 본 논문에서는 최소 CD (Critical Dimenstion) 100nm, 최대 A/R 30 인 HARC (High Aspect Ration Contact hole) 의 식각 특성이 plasma parameter 에 따라 어떻게 변하는지 확인해 보고자 한다. 산화물의 식각은 대표적인 high density plasma source 중의 하나인 ICP에서 진행하였으며 기존에 알려진 plasma parameter 에 더하여 자장의 인가가 산화물의 식각 특성에 어떠한 영향을 주는지 살펴보고자 전자석을 ICP 에 추가로 설치하여 실험을 진행하였다. 결과적으로, plasma parameter 에 따른 혹은 자장의 세기 변화에 따른 산화물의 식각 실험을 플라즈마 진단 실험과 병행하여 진행함으로써 다양한 인자에 따른 산화물의 식각 메커니즘을 정확하게 이해하고자 하였다. 실험 내용을 요약하면 다음과 같다. 먼저, 전자석의 전류 인가 조건에 따라 축 방향 혹은 반경 방향으로의 자장의 분포가 달라질 수 있음을 확인하였고 플라즈마 진단 결과 축 방향 혹은 반경 방향으로의 자장이 증가하였을 때 고밀도의 플라즈마가 형성될 수 있음은 물론 반경 방향으로의 플라즈마 밀도의 균일도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한 ICP 조건에서 바이어스 주파수, 압력, 바이어스 파워, 소스 파워, 가스 유량 등의 plasma parameter 가 산화물의 식각 특성에 미치는 영향 및 메커니즘을 규명하였고 이 과정을 통해 최적화된 프로파일을 바탕으로 축 방향 혹은 반경 방향으로 증가하는 자장을 인가하였을 때 (M-ICP 혹은 자화 유도 결합 플라즈마) ICP 대비 산화물의 식각 속도가 증가함은 물론 PR-to-oxide 의 선택비가 개선될 수 있음을 확인할 수 있었다. 자장의 인가에 따른 산화물의 정확한 식각 메커니즘은 향후의 실험 진행을 통해 이해하고 이를 통해 궁극적으로는 산화물의 식각 공정이 나아가야 할 올바른 방향을 제시하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.13 no.12
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• pp.775-778
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• 2003

We studied InP etching in high density planar inductively coupled $BCl_3$and $BCl_3$/Ar plasmas(PICP). The investigated process parameters were PICP source power, RIE chuck power, chamber pressure and $BCl_3$/Ar gas composition. It was found that increase of PICP source power and RIE chuck power increased etch rate of InP, while that of chamber pressure decreased etch rate. Etched InP surface was clean and smooth (RMS roughness <2 nm) with a moderate etch rate (300-500 $\AA$/min) after the planar $BCl_3$/Ar ICP etching. It may make it possible to open a new regime of InP etching with $CH_4$$H_2$-free plasma chemistry. Some amount of Ar addition (<50%) also improved etch rates of InP, while too much Ar addition reduced etch rates of InP.

• Asia-pacific Journal of Multimedia Services Convergent with Art, Humanities, and Sociology
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• v.7 no.4
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• pp.243-250
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• 2017

A fire phenomenon of a solid such as wood involves a phenomenon in which solid is heated from the outside and the gas generated through the thermal pyrolysis process of the material is burnt. The thermal pyrolysis phenomenon of the solid is a phenomenon in which the amount of energy incident from the outside, the amount of heat dissipation of the solid material, the heat transfer between the solid material and the surroundings including the amount of heat transfer to the air adjacent to the solid surface, and the fraction of oxygen in the air. In this paper, we calculate the required ignition temperature to simulate the fire phenomenon as simple as possible. By using cone calorimeter, the ignition time was measured by variously controlling the heat flux flowing into the wood specimen by using various wood specimens. The user friendly program is developed for calculation of the ignition temperature. Five different woods such as low density MDF, high density MDF, plywood, douglas fir and PB with various thickness are considered. The ignition temperatures suggested in this paper can be used for fire propagation analysis for woods.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.46-47
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• 2005

이번 연구는 $BCl_3/CF_4$ 플라즈마를 사용하여 반도체소자 제조 시 널리 이용되는 GaAs 계열반도체 중 대표적인 재료인 GaAs/AlGaAs 및 GaAs/InGaP 구조를 선택적으로 건식 식각한 후 분석한 것이다. 공정변수로는 ICP 소스파워를 0-500W, RIE 파워를 0-50W 그리고 $BCl_3/CF_4$ 가스 혼합비를 중점적으로 변화시켰다. $BCl_3$ 플라즈마만을 사용한 경우 (20$BCl_3$, 20W RIE power, 300W ICP source power, 7.5mTorr) 는 GaAs:AlGaAs의 선택비가 0.5:1 이었으며 이때 GaAs의 식각률은 ~2200${\AA}/min$ 이었으며 AlGaAs의 식각률은 ~4500${\AA}/min$ 이었다. 식각 후 표면의 RMS roughness은 < 2nm로 깨끗한 결과를 보여주었다. 15% $CF_4$ 가스가 혼합된 $17BCl_3/3CF_4$, 20W RIE power, 300W ICP source power, 7.5mTorr의 조건에서 3분 동안 공정한 결과 순수한 $BCl_3$ 플라즈마만을 사용한 경우보다 표면은 다소 거칠었지만 (RMS roughness: ~8.4) GaAs의 식각률 (~980nm/min)과 AlGaAs와 InGaP에 대한 GaAs의 선택도 (GaAs:AlGaAs=16:1, GaAs:InGaP=38:1)는 크게 증가하였다. 그리고 AlGaAs 및 InGaP의 경우 식각 시 나타난 휘발성이 낮은 식각 부산물 ($AlF_3:1300^{\circ}C$, $InF_3:1200^{\circ}C$)로 인하여 50nm/min 이하의 낮은 식각률을 보였고, 62.5%의 $CF_4$가 혼합된 $7.5BCl_3/12.5CF_4$플라즈마의 조건에서는 AlGaAs 및 InGaP에 대한 GaAs의 선택도가 각각 280:1, 250:1을 나타내었다.

• Journal of Animal Environmental Science
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• v.17 no.sup
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• pp.7-20
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• 2011

This study was conducted to analyze the mixing ratio of raw feed materials for the methane mitigation and also to identify the minimum rearing density for improving the productivity of beef calves as eco-friendly fodder. Raw materials used in this study for the formulation of feed for methane reduction were crushed corn and alfalfa along with other 21 species. In addition, to investigate the appropriate rearing density, 12 Hanwoo calves with average weight of 150 kg was selected and experiment was conducted for four months. Methane gas emission (Bo) is about 3-4 times less in TMR 4 compared to TMR 1, 2 and 3. Feed price calculated for TMR 4 ration was also affordable. In addition, all TMRs showed a normal ruminal pH. Disappearance rate was observed to be lower in TMR 4 as compared to TMR 1, 2 and 3, but methane production decreased by 24 to 37%. The result showed improved total body weight, average daily gain and feed conversion ratio in rearing low-density ($18m^2/head$), and general treatment ($9m^2/head$) compared to overcrowding treatment ($6m^2/head$). In addition, blood components (total protein, glucose, AST, ALT and GGT factors) involved in health and disease treatments and health-related nutrition metabolism are lower in the low-density and general treatment compared to the high density treatment. Postural development (development of body size) i.e., weight, height and width significantly increased in the low and general density treatment compared to high density treatment. Especially excellent improvement was observed in low-density treatment than the general treatment. Moisture content, colonic bacteria and coccidium are higher in low and high density treatments than in the general treatment. The adequacy for beef rearing density is considered to be more desirable in an area more than $6m^2/head$. In conclusion, present study suggests that possibility of methane reduction through adjusting mixed feed ration. Also, rearing density is also an important factor in the growth and development of beef calves.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.2
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• pp.79-90
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• 2007

Prototype of $800{\ell}$ vacuum web coater (Vic Mama) consisting of ion source with low energy less than 250 eV for high speed surface modification and 4 magnetron sputter cathodes was designed and constructed. Its performance was evaluated through fabricating the adhesiveless flexible copper clad laminate (FCCL). Pumping speed was monitored in both upper noncoating zone pumped down by 2 turbo pumps with 2000 l/sec pumping speed and lower surface modification and sputter zone vacuumed by turbo pumps with 450 1/sec and 1300 1/sec pumping speed respectively. Ion current density, plasma density, and uniformity of ion beam current were measured using Faraday cup and the distribution of magnetic field and erosion efficiency of sputter target were also investigated. With the irradiation of ion beams on polyimide (Kapton-E, $38{\mu}m$) at different fluences, the change of wetting angle of the deionized water to polyimide surface and those of surface chemical bonding were analyzed by wetting anglometer and x-ray photoelectron spectroscopy. After investigating the deposition rate of Ni-Cr tie layer and Cu layer was investigated with the variations of roll speed and input power to sputter cathode. FCCL fabricated by sputter and electrodeposition method and characterized in terms of the peel strength, thermal and chemical stability.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.24 no.1
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• pp.61-70
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• 2012

Recently, the government has been working feverously to save energy and reduce greenhouse gas emission by enacting Basic Act on Low Carbon Green Growth at the national level. Improving the insulation performance of building exterior and insulator can reduce the energy in the building sector. This study is about developing light-weight foamed concrete insulation panel that can be applied to buildings to save energy and to find the optimal condition for the development of insulation materials that can save energy by enhancing its physical, kinetic and thermal characteristics. Various experimental factors and conditions were considered in the study such as foam agent types (AES=Alcohol Ethoxy Sulfate, AOS=Alpha-Olefin Sulfonate, VS=Vegetable Soap, FP=Fe-Protein), foam agent dilution concentration (1, 3, 5%), and foam percentage (30, 50, 70%). Experiment results indicated that the surface tension of aqueous solution including foam agent, was lower when AOS was used over other foam agents. FP produced relatively stable foams in 3% or more, which produced unstable foams containing high water content and low surface tension when diluted at low concentration. Depending on foam agent types, compressive strength and thermal conductivity were similar at low density range but showed some differences at high concentration range. In addition, when concentrations of foam agent and foaming ratio increased, pore size increased and open pores are formed. In all types of foam agent, thermal conductivity were excellent, satisfying KS standards. The most outstanding performance for insulation panel was obtained when FP 3% was used.