• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2019년도 춘계종합학술대회
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• pp.371-372
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• 2019

금속 3D 프린팅의 응용분야는 자동차, 우주항공, 의료/헬스, 전자기기, 금형 등으로 분류할 수 있다. 최근 들어 선진국을 중심으로 아크 용접기반 금속 3D 프린팅 기술의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 3D 프린팅 기술은 CAD 설계 정보를 이용한 적층 제조방식이기 때문에 내부 형상이 아무리 복잡하여도 제작이 가능하고, 디자인이 변경되더라도 별도의 금형 제작 없이 제작이 가능하다는 장점이 있다. 와이어 아크기반 금속 3D 프린팅 기술은 차세대 생산제조 핵심기술로 발전할 전망이다. 금속 3D 프린터의 기술경쟁력 제고를 위해서 적층패턴, 와이어정밀 송급 및 적층품질 실시간 모니터링 등의 시스템 제어 기술과 대형 금속부품의 고생산성을 위한 적층가공 시스템 기술개발이 진행될 것으로 예상된다. 금속 와이어 아크를 이용한 대형 3D 프린팅 시스템의 지식재산권 확보 전략을 수립하기 위해 대형 3D 프린터 기술, 금속 와이어 3D 프린터 기술, 아크 3D 프린터 기술의 세 가지 분야에 대한 특허동향 분석을 수행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2013

본 연구에서는 Titanium (Ti) source/drain 전극 접합이 차세대 비정질 InGaZnO (IGZO) 기반 박막형 트랜지스터에 미치는 영향을 화학적, 구조적, 전기적 특성 분석을 통하여 관찰하고 Ti/IGZO 접합 특성을 설명할 수 있는 메커니즘을 제시하였다. IGZO 기반 박막형 트랜지스터 소자의 구동 특성은 transmission line method (TLM) 패턴 공정을 이용하여 정량적으로 분석되었다. 비정질 IGZO 기반의 박막형 트랜지스터에서 Ti source/drain 전극 접합에 의한 구동 특성 변화 및 영향을 확인하기 위하여 금속/산화물 계면 반응성이 낮은 silver (Ag) source/drain 전극이 reference로 비교되었으며, 그 결과 Ti source/drain 전극 접합이 적용된 비정질 IGZO 트랜지스터의 경우 Ti 금속과 IGZO 산화물 계면에 형성되는 열역학적으로 안정한 $TiO_x$ 층의 형성에 의해 VT ($-{\Delta}0.52V$) shift 및 saturation mobility ($8.48cm^2$/Vs) 상승됨을 확인하였다. 뿐만 아니라 TLM 패턴을 이용한 IGZO 트랜지스터의 전기적 변수 도출 및 수치적 해석으로부터 $TiO_x$ 계면층 형성이 Ti 금속과 비정질 InGaZnO 계면에서의 effective contact resistivity를 효과적으로 낮출 수 있음을 확인하였다. Ti source/drain 전극 접합에 의해 발생되는 $TiO_x$ 계면층의 화학적, 구조적 특성과 $TiO_x$ 계면층 생성에 의한 소자 특성 변화를 연관시켜 해석함으로써, IGZO 기반 박막형 트랜지스터에서의 Ti source/drain 전극 접합이 비정질 IGZO 기반 박막형 트랜지스터에 미치는 영향을 설명하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.1-15
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• 2015

본 초청 논문에서 저자는 금속의 접지 판이 없는 메타물질 흡수체에 대한 새로운 설계 기법을 제시하고, 몇 가지 설계 예를 검토하였다. 일반적인 메타물질 흡수체 구조와는 대조적으로 설계 목표로 설정된 흡수 주파수 대역 이외의 주파수에서도 메타물질 흡수체를 구성하는 금속 패턴 자체에서 전파 반사에 의한 레이다 단면적(RCS) 값을 감소시키기 위하여 흡수체 구조의 금속 패턴 층은 입사 전자파의 진행 방향과 평행하게 놓였다. 광대역 흡수특성을 나타내며, 곡면 구조에도 응용이 가능한 금속의 접지 판이 없는 메타물질 흡수체의 역량도 검토될 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.300-306
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• 2011

본 연구는 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (0001) 기판에 광화학적 환원반응을 이용하여 금속(Au, Ag) 나노입자를 증착시키고, 금속 입자의 종류와 표면의 극성에 따른 나노입자의 표면 분포를 원자간력현미경(AFM)으로 조사하였다. 전극 인가에 의해 주기적으로 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (periodically polarity-patterned $LiNbO_3$: PPLN)을 기판으로 사용하였으며, PPLN의 각 영역의 편극 방향은 Piezoresponse force microscopy로 확인하였다. 금속(Ag, Au) 나노 입자는 금속이 포함된 수용액에 PPLN 기판을 넣고, 자외선 램프로 30초에서 3분간 노출시켜 광환원 반응으로 기판에 증착시켰다. 시료 성장후, 공기 중에서 AFM을 이용하여 나노입자의 형태, 크기, 및 표면분포를 조사하였다. Ag 입자의 경우, -Z 편극 영역보다 +Z 편극 영역에 크고 밀도가 높은 나노 입자가 증착되었으며, 특히 편극 경계 부분에 가장 큰 Ag 나노입자가 증착되어, 나노선 모양으로 성장됨이 확인되었다. 그러나 Au 입자의 경우는 편극 경계부분에 입자가 증착되는 경향이 없었다. 두 입자 모두 자외선 노출시간이 증가함에 따라, 증착된 나노입자의 크기는 증가하는 경향을 보였다. 이와 같이 증착된 금속 나노입자가 강유전체의 표면편극에 따라 다른 분포로 성장되는 것을 강유전체 표면 극성에 따른 표면 밴드구조 변화, 광전 효과 및 표면의 전기장의 불균일성에 의한 수용액 속의 금속 양이온과 자외선에 의해 생성된 전자와의 광화학적 반응에 대한 모델로 논의할 것이다.

• 기계와재료
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• 제11권1호통권39호
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• pp.118-129
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• 1999

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.68-68
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• 2003

최근의 전자부품은 고밀도 고집적화 됨에 따라 여러 가지 문제점들이 발생되고 있다. 그 중 부품이 실장되는 부분에 사용되는 솔더나 전기적 회로를 구성하는 패턴간에 금속 이온 마이그레이션(Metallic Ion Migration)이 발생하여 전기적 단락(Short)를 유발함으로써 전자제품의 치명적 고장을 유발한다. 본 연구는 이온 마이그레이션 현상을 물방울시험(Water Drop Test)을 통하여 재현함으로써 발생 메카니즘을 확인하여 발생원인을 직접적으로 관찰하고, 각 종 패턴의 거리 및 전압에 따른 발생속도의 차이를 조사하기 위하여 수행되었다. 이러한 실험을 위하여 콤 패턴(Comb Pattern)의 FR-4 재질 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)을 사용하였으며, 사용된 전극재질로는 Cu, SnPb, Au를 사용하였고, 패턴간 거리는 0.5, 1.0, 2.0mm의 3가지 종류로 구분하였다. 또한 패턴간에 인간 된 전압은 6.5V, 15V를 인가한 후 마이그레이션이 발생되는 시간을 측정하였다. 이러한 실험으로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 6.5V의 인가전압에서는 Cu 패턴이 대체적으로 가장 빠르게 마이그레이션이 발생하였으며, 다음으로 Au가 발생하였고, Cu와 SnPb의 발생시간은 대체적으로 근사한 값을 나타내었다. 이것은 비슷한 평형전위를 갖는 재료는 마이그레이션 발생시간이 유사하게 나타나며, 높은 (+)전위를 갖을수록 발생시간이 지연됨을 알 수 있다. (2) 15V를 인가하였을 때 패턴간격이 0.5mm인 경우 Cu, Au, SnPb의 순으로 나타났으며, 1.0mm는 SnPb, Cu, Au, 2.0mm인 경우는 SnPb, Au, Cu의 순으로 마이그레이션이 발생하였다. 인가전압이 높은 경우 초기 발생에는 큰 차이가 없지만 수지상이 발생 후 성장하는데 많은 영향을 미치는 것으로 보인다. 이것은 초기 수지상의 형성에 큰 영향을 미치는 것은 재료의 평형전위에 의한 값이 좌우하지만, 수지상이 일정길이 이상 형성된 이후에는 성장속도가 평형전위에 따른 값과는 다소 다르게 나타남을 알 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.158-158
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• 2010

최근 전자산업의 발전은 형상 면에서 경박 단소화로 급속하게 진행되고 있으며, 전자소자 내부에서의 배선재료로 사용되고 있는 알루미늄(Al) 박막의 두께 역시 얇아지고 있다. 극박막 범위에서 박막의 두께 증가에 따라 전기가 잘 흐르기 시작하는 박막의 최소두께로 정의 되는 유착두께를 실시간으로 측정하는 방법을 구현하고 임의의 금속박막과 기판의 조합에 있어서 각각의 재료에 대한 유착두께를 제공함으로써 향후 미세전자소자의 제작 시 배선 재료의 선택에 대한 기초자료를 축적할 수 있다. 또한 박막의 미세구조 변화 관점에서 연구함으로써 여러 가지 금속박막에 대한 유착두께를 줄일 수 있는 방법을 도출할 수 있다. 본 연구에서는 유리 기판 위에 사진 식각 공정으로 패턴을 형성하고 패턴이 형성된 유리 기판은 스퍼터에 연결된 4 point probe에 구리 도선으로 연결한 후 DC 마그네트론 스퍼터법으로 Al, Cr, ITO, Sn을 증착하면서 실시간으로 시간에 따른 면저항을 측정하며 이 때 스퍼터 내부 진공도는 $4.6{\times}10^{-5}$까지 낮춰준 후 각각의 금속에 맞는 진공도를 설정하였다. 20.0 sccm의 Ar가스를 넣고 100 W파워로 플라즈마를 형성시켜 금속을 증착하면서 4-point probe를 이용하여 실시간으로 면저항을 측정했다. 1초 단위로 면저항을 측정한 결과 평균적으로 Al은 71초, Cr은 151초, ITO는 61초, Sn은 20초에 저항이 급격히 감소함을 알 수 있었다. 또한 저항이 급격히 감소한 시점의 박막 두께를 알기 위해Surface profiler로 박막두께를 측정한 결과 1초당 Al은 $4\;{\AA}$, Cr은 $1.7\;{\AA}$, ITO는 $2.7\;{\AA}$, Sn은 $6.7\;{\AA}$ 이었다. 실험적으로 R은 면저항, T는 증착 시간이라 할 때 Y축을 $R{\times}T^3$으로 하고 X축을 T로 설정하고 그래프로 나타내면 Y축 값이 최소값을 갖는 시점이 유착두께임을 확인하였다. 본 연구는 실시간 면저항 측정을 통한 금속박막의 전기전도 특성과 미세구조에 대한 기초자료를 제공함으로써 신기술 발전에 공헌할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.174-174
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• 2011

최근 전자산업의 발전은 형상 면에서 경박 단소화로 급속하게 진행되고 있으며, 전자소자 내부에서의 배선재료로 사용되고 있는 알루미늄(Al) 박막의 두께 역시 얇아지고 있다. 두께가 20nm 이하로 작은 극박막 범위에서 박막의 두께 증가에 따라 전기가 잘 흐르기 시작하는 박막의 최소두께로 정의 되는 유착두께를 실시간으로 측정하는 방법을 구현하고 임의의 금속박막과 기판의 조합에 있어서 각각의 재료에 대한 유착두께를 제공함으로써 향후 미세전자소자의 제작시 배선 재료의 선택에 대한 기초자료를 축적할 수 있다. 또한 금속박막의 증착공정 직전에 기판을 표면처리 하여 기판을 활성화시킬 때 표면처리가 박막의 유착두께에 미치는 영향에 대해 박막의 미세구조 변화 관점에서 연구함으로써 여러 가지 금속박막에 대한 유착두께를 줄일 수 있는 방법을 도출할 수 있다. 본 연구에서는 유리 기판 위에 사진 식각 공정으로 패턴을 형성하였다. 패턴이 형성된 유리 기판은 Sputter에 연결된 4 point probe에 구리 도선으로 연결한 후 DC 마그네트론 스퍼터법으로 Al과 Sn을 증착하면서 실시간으로 시간에 따른 전기저항을 측정을 하였다. 이때 Sputter 내부 진공도는 $4.6{\times}10^{-2}torr$까지 낮춰준 후 Al을 증착 할 때 진공도는 $1.1{\times}10^{-2}torr$로 맞춰주고 Ar 가스를 20 sccm 넣어준다. 이때 Al 박막의 유착 두께는 29.6 nm 이고 Sn 박막의 유착두께는 20.48 nm 이다. 유착 두께를 정의함으로써 전자소자의 크기를 최소화 할 수 있으며 실시간 전기저항 측정을 통한 금속박막의 전기전도 특성과 미세구조에 대한 기초 자료를 제공함으로써 신기술 발전에 공헌할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1011-1017
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• 2012

본 논문에서는 롤타입 마스크를 사용한 마이크로/나노 구조 제작용 광학 리소그래피 방법을 소개한다. 이 생산 방법은 다양한 목표 해상도에 따라 위상지연 리소그래피방법과 포토리소그래피로 나뉜다. 사용되는 빛의 파장대보다 작은 해상도를 갖는 패턴을 제작하기 위해서 실린더 형태의 위상지연 마스크를 활용한 근거리 노광 방식을 사용한다. 또한 필름 형태의 금속 마스크를 써서 포토리소그래피를 연속방식으로 수행하였는데 이 방식은 실린더 마스크의 회전수를 조절함으로써 노광 결과 패턴의 주기를 실시간으로 조절할 수 있다. 이 기술의 응용으로 금속 그물패턴으로 만들어진 100 $mm^2$ 넓이의 투명전극을 제작하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.63-63
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• 2010

나노 구조를 제작은 나노 기술을 기반으로 하는 electronics, optoelectronics, sensing, ultra display등의 여러 분야에서 이용되고 있다. 특히 나노 구조를 갖는 금속 패터닝의 경우 전자빔 리소 그래피 (electron beam lithography)나 레이저 패터닝(laser patterning)과 같은 방법들이 많이 사용되고 있다. 하지만 공정이 복잡하고 그로 인해 공정 비용이 많이 든다는 단점이 있었다. 나노 임프린트 리소그래피 기술은 master mold 표면의 나노 패턴을 가열, 가압 공정을 통해 기판 위의 고분자 레지스트 층으로 전사하는 기술이다. 이 기술은 간단한 공정을 통해 나노 패턴을 형성할 수 있는 기술이기 때용에 차세대 나노 패터닝 기술로써 각광받고 있다. 특히 이 기술은 레지스트 층과의 직접적인 접촉을 통해 나노 패턴을 형성하기 때문에 다양한 방법을 통해 기능성 나노 패턴을 직접적으로 형성할 수 있는 가능성을 지니고 있다. 본 연구는 novel meta1의 하나인 Ag 입자가 첨가된 ink solution를 master mold로부터 복제한 PDMS mold를 이용하여 다양한 구조의 나노 패턴을 만드는 방법에 대한 연구이다.