• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.33-39
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• 2010

산화물 사용 후 핵연료를 처리하는 전해환원공정에서는 LiCl 용융염계에서 산소가 생성되는 반응을 수반하게 되며, 생성된 산소로 인해 반응기의 구조재료를 상당히 부식시킬 수 있는, 화학적으로 심각한 반응환경을 조성한다. 따라서, 고온 용융염을 다루는 전해환원 공정장치를 위해서는 최적의 재료를 선택하는 것이 필수적이다. 본 연구에 서는 리튬용융염, $675^{\circ}C$, 216시간동안 산화분위기에서 코팅이 안 된 초합금과 코팅된 초합금 시편의 고온 부식연구를 수행하였다. IN713LC 초합금 시편에 aluminized NiCrAlY bond 코팅 후 $Y_2O_3$ top 코팅을 하였다. 코팅이 안 된 초합금은 부식층의 빠른 성장응력과 열적응력에 의한 부식층의 박리로 명확한 무게손실을 보인다. 탑 코팅의 화학적 및 열적 안정성으로 인해 고온 리튬용융염을 다루는 구조재료의 부식 저항성이 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.481-486
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• 1997

국산 하동고령토로부터 AlSiCa의 주원료인 $Al_2O_3$-SiC계 내화물 원료를 합성하는 데는 성공하였으며, 합성된 $Al_2O_3$-Sic 합성분말의 산화반응을 검토하였다. 공기중에서 산소와 반응시켜 Sic가 $SiO_2$로 산화될 때 필요한 활성화 에너지는 $\Delta$G=74.86 KJ/mol 이었으며, 수소분위기에서 $1500^{\circ}C$ 및 $1600^{\circ}C$에서 상압소성한 결과 vaporization 현상때문에 소결특성이 좋지 않았다. whisker-SiC상태로 합성되는 이 복합체는 AlSiCa의 고온내화벽돌이외의 고온구조용 재료로 응용될 수도 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.211.1-211.1
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• 2015

최근 용액 공정을 이용한 산화물 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 넓은 밴드갭을 가지고 있는 산화물 반도체는 높은 투과율을 가지고 있어 투명 디스플레이에 적용이 가능하다. 기존의 박막 진공증착 방법은 진공상태를 유지하기 위한 장비의 가격이 비싸며, 대면적의 어려움, 높은 생산단가 등으로 생산율이 높지 않다. 하지만 용액 공정을 이용하면 대기압에서 증착이 가능하고 대면적화가 가능하다. 그리고 각각의 조성비를 조절하는 것이 가능하다. 이러한 장점에도 불구하고, 소자의 신뢰성이나 저온공정은 중요한 이슈이다. Instability는 threshold voltage (Vth)의 shift 및 on/off switching의 신뢰성과 관련된 parameter이다. 용액은 소자의 전기적 특성을 열화 시키는 수분 과 탄소계열의 불순물을 다량 포함 하고 있어 고품질의 박막을 형성하기 위해서는 고온의 열처리가 필요하다. 기존의 열처리는 고온에서 장시간 이루어지기 때문에 유리나 플라스틱, 종이 기판의 소자에서는 불가능하지만 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 공정인 microwave를 이용하면 유리, 플라스틱, 종이 기판에서도 적용이 가능하다. 본 연구에서는 산화물 반도체 중에서 InGaZnO (IGZO)를 용액 공정으로 제작한 juctionless thin-film transistor를 제작하여 기존의 열처리를 이용하여 처리한 소자와 microwave를 이용해서 열처리한 소자의 전기적 특성을 한 달 동안 관찰 하였다. 또한 In:Zn의 비율을 고정한 후 Ga의 비율을 달리하여 특성을 비교하였다. 먼저 p-type bulk silicon 위에 SiO2 산화막이 100 nm 증착된 기판에 RCA 클리닝을 진행 하였고, solution InGaZnO 용액을 spin coating 방식으로 증착하였다. Coating 후에, solvent와 수분을 제거하기 위해서 $180^{\circ}C$에서 10분 동안 baking공정을 하였다. 이후 furnace열처리와 microwave열처리를 비교하기 위해 post-deposition-annealing (PDA)으로 furnace N2 분위기에서 $600^{\circ}C$에서 30분, microwave를 1800 W로 2분 동안 각각의 샘플에 진행하였다. 또한, HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 제작된 TFT의 transfer curve를 측정하였다. 그 결과, microwave 열처리한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 높은 mobility, 낮은 hysteresis 값을 나타내었으며, 1달간 소자의 특성을 관찰하였을 때 microwave 열처리한 소자의 경우 전기적 특성이 거의 변하지 않는 것을 확인하였다. 따라서 향후 용액공정, 저온공정을 요구하는 소자 공정에 있어 열처리방법으로 microwave를 이용한 활용이 기대된다.

• 한국생산제조학회지
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• 제7권6호
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• pp.117-125
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• 1998

The paper attempts to estimate the incubation time of a cavity in the interface between a power law creep particle and an elastic matrix subjected to a uniaxial stress. Since the power law creep particle is time dependent, the stresses in the interface relax. The volume free energy associated with Helmholtz free energy includes strain energies caused by applied stress and dislocations piled up in interface(DPI). The energy due to DPI is found by modifying the result of Dundurs and Mura[4]. The volume free energies caused by both applied stress and DPI are a function of the cavity size(r) and elapsed time(t) and arise from stress relaxation in the interface. Critical radius $r^*$ and incubation time $t^*$ to maximise Helmholtz free energy is found in present analysis. Also, kinetics of cavity formation are investigated using the results obtained by Riede [7]. The incubation time is defined in the analysis as the time required to satisfy both the thermodynamic and kinetic conditions. Through the analysis it is found that 1) strain energy caused by the applied stress does not contribute significantly to the thermodynamic and kinetic conditions of a cavity formation, 2) in order to satisfy both thermodynamic and kinetic conditions, critical radius $r^*$ decreases or holds constant with increase of the time until the kinetic condition(eq. 2.3) is satisfied. there for the cavity may not grow right after it is formed, as postulated by Harris [15], and Ishida and Mclean [16], 3) the effects of strain rate exponent (m), material constant $\sigma$0, volume fraction of the particle to matrix(f)and particle size on the incubation time are estimated using material constants of the copper as matrix.

• 센서학회지
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• 제3권1호
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• pp.5-11
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• 1994

본 논문은 실리콘기판 직접접합기술과 에피택샬 성장법으로 각각 형성한 SOI구조, 즉 Si/$SiO_{2}$/Si 및 Si/$Al_{2}O_{3}$/Si 상에 제작한 압저항형 압력센서의 특성을 기술한다. SOI구조의 절연층을 압저항의 유전체 분리막으로 이용한 압력센서는 $300^{\circ}C$ 까지 사용 가능했다. SOI구조의 절연층을 박막 실리콘 다아어프램 형성시 에칭 중지막으로 이용한 경우, 제작된 압력센서의 200개 소자들에 대한 압력감도의 변화는 ${\pm}2.3%$ 이내로 제어 가능했다. 더구나 실리콘 기판 직접접합기술과 에피택샬 성장법의 결합으로 형성한 더불 SOI구조($Si/Al_{2}O_{3}/Si/SiO_{2}/Si$)상에 제작된 압력센서는 고온분위기에서 사용 가능할 뿐만 아니라 고분해 능력을 갖는 특성을 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-7
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• 2002

RF Magnetron Sputtering 방법으로 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ 박막을 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판위에 증착하였다. $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ 박막 증착시 기판온도는 실온으로 고정시켜주었고, 작업 가스 유량(Ar:$O_2$)과 RF Power는 각각 90:10에서 60:40까지 그리고 50 W와 75 W로 하였다. 또한 박막 증착 후 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 이용하여 산소분위기에서 $600^{\circ}C$로 고온 순간 열처리를 하였다. 커패시터 제작을 위해 UHV System의 E-beam evaporator를 이용하여 Pt를 증착하였다. XRD 측정을 통한 구조적 특성에서는 작업 가스 유량과 RF Power에 비해 고온 순간 열처리가 결정화에 기여도가 큼을 확인할 수 있었다. 전기적 특성에서는 RF Power가 50 W이고 열처리를 한 샘플에서 비교적 우수한 특성을 보여주었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권10호
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• pp.106-112
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• 1990

다공질 실리콘을 열산화할 때 산화의 온도 의존성과 IR흡수 스펙트럼을 조사하여 다공질 실리콘외 산화특성을 조사하였다. PSL(porous silicon layer)을 $700^{\circ}C$에서 1시간, $1100^{\circ}C$에서 1시간으로 2단계 습식산화시켜 bulk 실리콘의 열산화막과 같은 성질의 수십 ${\mu}m$두께의 OPSL(oxidized porous silicon layer)을 짧은 시간에 형성시킬 수 있으며, 식각율과 항복전계는 산화온도와 산화 분위기에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 이때 PSL의 산화율은 약 390nm/s이고, 항복전계는 1.0MV/cm~2.0MV/cm의 분포를 갖는다. 웨이퍼 휨을 측정하여 고온 열산화시 발생하는 산화막의 stress를 조사하였다. $1000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 건식산화할 경우 발생하는 stress는 ${10^2}dyne/{cm^2}~{10^10}dyne/{cm^2}$로 측정되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.163-163
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• 1999

MOSFET, MESFET 그리고 MODFET는 Logic ULSIs, high speed ICs, RF MMICs 등에서 중요한 역할을 하고 있으며, 그것의 gate electrode, contact, interconnect 등의 물질로는 refractory metal을 이용한 CoSi2, MoSi2, TaSi2, PtSi2, TiSi2 등의 효과를 얻어내고 있다. 그중 TiSi2는 비저항이 가장 낮고, 열적 안정도가 좋으며 SAG process가 가능하므로 simpler alignment process, higher transconductance, lower source resistance 등의 장점을 동시에 만족시키고 있다. 최근 소자차원이 scale down 됨에 따라 TiSi2의 silicidation 과정에서 C49 TiSi2 phase(high resistivity, thermally unstable phase, larger grain size, base centered orthorhombic structure)의 출현과 그것을 제거하기 위한 노력이 큰 issue로 떠오르고 있다. 여러 연구 결과에 따르면 PAI(Pre-amorphization zimplantation), HTS(High Temperature Sputtering) process, Mo(Molybedenum) implasntation 등이 C49를 bypass시키고 C54 TiSi2 phase(lowest resistivity, thermally stable phase, smaller grain size, face centered orthorhombic structure)로의 transformation temperature를 줄일 수 있는 가장 효과적인 방법으로 제안되고 있지만, 아직 그 문제가 완전히 해결되지 않은 상태이며 C54 nucleation에 대한 physical mechanism을 밝히진 못하고 있다. 본 연구에서는 증착 시 기판온도의 변화(400~75$0^{\circ}C$)에 따라 silicon 위에 DC/RF magnetron sputtering 방식으로 Ti/Si film을 각각 제작하였다. 제작된 시료는 N2 분위기에서 30~120초 동안 500~85$0^{\circ}C$의 온도변화에 따라 RTA법으로 각각 one step annealing 하였다. 또한 Al을 cosputtering함으로써 Al impurity의 존재에 따른 영향을 동시에 고려해 보았다. 제작된 시료의 분석을 위해 phase transformation을 XRD로, microstructure를 TEM으로, surface topography는 SEM으로, surface microroughness는 AFM으로 측정하였으며 sheet resistance는 4-point probe로 측정하였다. 분석된 결과를 보면, 고온에서 제작된 박막에서의 C54 phase transformation temperature가 감소하는 것이 관측되었으며, Al impuritydmlwhswork 낮은온도에서의 C54 TiSi2 형성을 돕는다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 결론적으로, 고온에서 증착된 박막으로부터 열적으로 안정된 phase의 낮은 resistivity를 갖는 C54 TiSi2 형성을 보다 낮은 온도에서 one-step RTA를 통해 얻을 수 있다는 결과와 Al impurity가 존재함으로써 얻어지는 thermal budget의 효과, 그리고 그로부터 기대할 수 있는 여러 장점들을 보고하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권1호
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• pp.28-33
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• 2017

SiC 섬유는 $1800^{\circ}C$까지 불활성과 공기 분위기에서 융해나 산화 문제 없이 사용할 수 있다. SiC 섬유는 분진 필터링 공정의 백필터로 상업화된 산업용 백 필터보다 훨씬 높은 온도인 $500^{\circ}C$ 이상의 온도에서 사용이 가능하다. 하지만 제강 산업과 화력발전소의 극한 환경에서 미세 분진과의 반응으로 인한 SiC 섬유의 열화에 대한 연구는 부족하다. 따라서 본 실험에서는 SiC 섬유를 제강 분진, 화력발전소 분진과 $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 반응시켜 섬유 표면의 열화된 형상을 SEM으로 관찰하고 섬유 표면 및 내부로의 산소 확산의 정도를 EDS로 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권11호
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• pp.1048-1054
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• 1998

Pt 상부 전극 증착온도가 Pb(Zr,Ti)$O_3$(PZT) 박막의 전기적 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Pt 상부 전극을 $200^{\circ}C$이상의 고온에서 증착하는 경우, Pt 전극의 하부에 위치한 PZT 박막은 강유전 특성이 심하게 저하되었으나, Pt 전극이 증착되지 않았던 부분은 강유전 특성이 저하되지 않았다. 이와 같은 현상이 발생된 것은 진공 chamber 내의 수증기가 Pt 상부전극의 촉매 작용에 의해 수소 원자로 분해되고, 이 분해된 수소 원자가 고온에서 Pt 하부의 PZT 박막 내로 확산해 들어가 PZT박막에 산소 공공을 만들어 내기 때문이다. Pt의 촉매 작용이 없이는 수증기의 수소 원자로의 분해가 어려우므로 Pt 전극이 덮여져 있지 않는 PZT 박막은 강유전 특성이 저하되지 않는다. 이러한 강유전 특성의 저하는 산소 분위기의 RTA(rapid thermal annealing)처리에 의해 회복이 되었다. 한편, 누설전류 특성은 Pt 상부 전극의 증착온도가 증가함에 따라 향상되는 특성을 보였다.