• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권3호
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• pp.49-56
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• 2002

본 연구에서는 평탄형 (exact) GaAs 기판과 $2^{\circ}$, $6^{\circ}$, $10^{\circ}$ 경사형 (offcut) GaAs 기판 등 네 종류의 기판에 유기금속 기상성장장치를 이용하여 InGaP 에피막을 성장시켰고, 기판경사도에 따른 계면의 탄성특성이 InGaP 에피막의 전위밀도에 미치는 영향에 대하여 최초로 연구하였다. 탄성변형은 TXRD의 격자부정합과 격자 misfit등을 고려하여 산출되었고, 전위밀도는 에피막의 x-선 반치폭을 이용하여 계산되었다. 기판경사도가 $6^{\circ}$일 때 계면의 탄성특성이 가장 양호하였고, x-선 반치폭은 가장 낮았다. 11 K PL측정 결과, 기판경사도 증가에 따라 PL 발진파장은 감소하였고, 기판경사도가 $6^{\circ}$에서 PL 강도 역시 가장 높았다. 에피막의 TEM 관측 결과, 회절패턴은 전형적인 zincblende 구조를 보였고, 기판경사도 $6^{\circ}$에서 전위밀도가 가장 낮게 관측되어 TXRD 및 저온 PL측정 결과와 부합되었다. 본 연구의 결과와 소자제작 특성 및 빔특성을 종합적으로 고려해 볼 대, 광전소자용 InGaP/GaAs 이종접합구조에서 최적의 기판경사도는 $6^{\circ}$임을 밝혔다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권3호
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• pp.69-75
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• 2016

무전해 Ni/전해Cr이중도금 구조에서 무전해 Ni의 결정화 열처리 조건이 Cr도금의 균열성장 및 Ni/Cr계면반응에 미치는 영향을 분석하였다. 비정질 무전해 Ni/전해 Cr 도금 후 $750^{\circ}C$에서 6시간 동안 1회 열처리한 시편을1단계 열처리 조건으로 정했다. 또한, 무전해 Ni도금 후 동일 열처리를 통해 결정화 시킨 후, 전해 Cr도금 후 한번 더 동일조건 열처리한 경우를 2단계 열처리 조건으로 정하여 상호 비교하였다. 두 가지 열처리 조건 모두에서 공통적으로 Ni/Cr계면에서 상호확산에 의한 Ni-Cr고용체band layer가 관찰되었다. 1단계 열처리 조건의 경우 Cr도금에 관통균열이 발생하였으며, 2단계 열처리 조건의 경우 Cr도금에 표면 미소균열만 형성되고 관통균열은 거의 발생하지 않았다. 이는 무전해 Ni도금 직후 열처리에 의해 Ni-P비정질 구조에서 Ni, $Ni_3P$상으로 결정화되면서 급격한 체적 감소가 발생하여 Cr층의 잔류응력 완화에 영향을 끼쳐서, 상부 전해 Cr도금의 관통균열 형성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.135-141
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• 2020

실리카-벤젠 에어로겔은 균일하고 정렬된 네트워크 기공 구조, 개선된 기계적 특성을 갖도록 합성되었다. 실리카 에어로겔의 기계적 특성을 향상시키기 위해 유기물을 첨가하는 것이 일반적인 방법이지만, 기공 특성이 유-무기 상분리 현상으로 인해 감소한다. 본 연구에서는 실리카 기반 에어로겔의 기공 특성을 유지하면서 동시에 기계적 물성을 높이기 위해 간단하고 저렴한 방법을 사용하였다. 기공 및 기계적 특성에 대한 하이드록실 결합수의 영향을 연구하기 위해 두 가지 유형의 벤젠 브리지 전구체를 사용하였다. 다공성 실리카 에어로겔은 간단하고 비용-효율적이며 무공해인 졸-겔방법으로 제조되었다. 최종적으로 제조된 실리카-벤젠 에어로겔은 추가적인 silylating reagents없이 우수한 기공 특성, 높은 비 표면적(1,326 ㎡/g), 다공성 구조 및 소수성(>140°)을 가졌다. 일부 샘플(2T4)의 경우 기계적 강도는 순수 실리카 에어로겔의 5 배 이상을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.15-20
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• 2022

에어로겔은 높은 기공률과 나노기공구조를 갖는 물질이다. 이러한 높은 기공률로 인해 기존의 소재에서 볼 수 없는 뛰어난 특성을 보유하고 있지만 낮은 기계적 강도로 인해 적용이 제한되어왔다. 따라서 이러한 에어로겔의 기계적 강도의 향상을 위해 본 연구에서는 폴리우레아 가교결합을 도입하고 폴리우레아 고분자 형성에 필수적인 아민기를 갖는 전구체를 선택하여 폴리우레아가 가교결합된 에어로겔 복합체를 합성하였다. 또한, aminosilane에 존재하는 아민기의 수에 따라 폴리우레아의 가교결합을 조절하였고 다양한 분석을 통해 에어로겔이 나노기공구조를 유지하며 mesopore를 갖는다는 것을 확인하였다. 이렇게 형성된 에어로겔은 약 2배의 기계적 강도 향상을 나타내었고 Ethylene diamine의 도입을 통해 실리카 에어로겔 표면에 1차원의 고분자가 성장하는 것을 field emission scanning electron microscope 분석을 통해 확인하였다. 이렇게 형성된 1차원의 고분자는 기계적 특성을 향상시켜 약 2.66 MPa의 elastic modulus를 확보하는 결과를 도출하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.54-62
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• 2013

본 연구는 비접촉 무전원 표면탄성파(surface acoustic wave, SAW) 온도센서를 개발하기 위하여 수행되었다. 단일전극 구조의 IDT(inter-digital transducer)와 434 MHz의 공진주파수를 가지는 SAW 소자를 $128^{\circ}$ rot-X $LiNbO_3$ 압전기판위에 반도체 공정으로 제작하였다. SAW 온도센서의 음향 반사판에 따른 반사 신호의 특성을 분석하기 위하여 다양한 형태의 음향 반사판을 제작하여 표면탄성파 신호의 반사특성을 분석한 결과 빗살형 전극형태의 반사판이 가장 양호한 반사특성을 나타내었다. SAW 온도센서를 구동하기 위한 신호를 송신하고 온도에 따른 SAW 센서의 출력신호를 수신하기 위하여 다이폴 안테나와 마이크로프로세서에 기반한 무선 송수신 시스템을 제작하였다. $40{\sim}80^{\circ}C$의 온도 범위에서 개발된 SAW 온도센서와 무선 송수신 시스템을 평가한 결과 온도증가에 따라 SAW 온도센서의 공진 주파수가 선형적으로 감소하였으며 결정계수가 0.99 이상으로 정확한 무선 온도측정이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제6권8호
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• pp.833-840
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• 1996

MPECVD법을 이용하여 다이아몬드 박막을 p형 Si(100)기판 위에 증착하였다. 증착하기에 앞서, 핵생성 밀도를 향상시키기 위하여 40-$60\mu$m 크기의 다이아몬드 분말을 사용하여 6분간 초음파 전처리를 행하였다. 이런 전처리 과정 후, 다이아몬드 박막을 $^900{\circ}C$, 40Torr, 1000W microwave power에서 ${CH}_{4}$와 ${H}_{2}$사용하여 증착하였다. 이렇게 형성된 다이아몬드 박막의 순수도는 Raman spectroscopy로 측정하였으며 박막의 표면은 SEM으로 , 그리고 미세구조와 미세결함은 TEM으로 조사하였다. 반응기체 중 CH4의 농도가 증가함에 따라 다이아몬드의 정형적인 Raman peak와 더불어 다이아몬드가 아닌 제 2상의 peak가 증가하였다. SEM에 의한 박막의 표면은 ${CH}_{4}$가 증가함에 따라 박막의 표면이 뚜렷한 결정형상에서 cauliflower 형태로 변화하였다. 다이아몬드 박막의 결함밀도는 ${CH}_{4}$농도가 증가함에 따라 증가하였으며 결함 중 대부분은 {111}twin이였다. 그리고 MTP(Mulitply Twinned Particle)는 5개의 (111)면으로 형성된 결정으로, 5개의 (111)면은 각각에 대해서 Twin되어 있으며 five-fold symmetry를 나타내었다. 계면에서는 다이아몬드내의 결함들이 핵생성 site를 함유한 작은 지역에서부터 V형재로 퍼져 나갔다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.21-25
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• 2011

본 연구에서는 난분해성 유기물질의 광분해능을 증가시키고자 다양한 산 촉매 및 마이크로웨이브법으로 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매를 제조하였다. 또한 그에 따른 입자 및 결정크기와 브루카이트 분율에 따른 메틸렌블루의 광분해특성을 고찰하였다. 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매의 표면특성 및 입자크기는 주사전자현미경과 레이저회절 입도분석기를 통하여 평가하였고, 결정구조는 X선 회절장치를 통하여 확인하였다. 메틸렌블루의 광분해 특성은 자외선 가시광선 분광광도계를 통하여 확인하였다. 주사전자현미경과 레이저회절 입도분석결과로부터 아나타제 및 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매는 약 500 nm 이하의 클러스터 형태의 입자크기 나타내었고, 평균입자 크기는 $6.66{\sim}6.85{\mu}m$로 산 촉매 종류에 의한 영향은 크지 않음을 알 수 있었다. 산 촉매의 종류 및 마이크로웨이브법으로 제조된 $TiO_2$ 광촉매는 XRD 분석결과로부터 아나타제/브루카이트 혼성형 결정구조를 나타내었고 그 결정구조는 마이크로웨이브 조사시간의 증가에 따라서 변화하지 않았다. 메틸렌블루의 광분해능 실험결과로부터 광분해능은 브루카이트 분율 및 결정크기에 비례하지 않았으며, 브루카이트 분율 및 결정크기가 적정치 이상이 되면 오히려 촉매활성이 저하되는 경향성을 나타내었다. 본 연구결과에서는 브루카이트 분율 및 결정크기가 9.4%, 4.53 nm인 아나타제/브루카이트 혼성형 $TiO_2$ 광촉매가 가장 우수한 광분해능을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.615-615
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• 2013

탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 강철보다 10~100배 견고할 뿐만 아니라 영률과 탄성률 은 각각 1.8 TPa, 1.3 TPa에 달하는 매우 우수한 기계적 강도를 지니고 있으며, 구리보다 좋은 전기 전도도와 다이아몬드의 2배에 이르는 열전도도를 지닌 물질이다. 이러한 탄소나노튜브의 우수한 특성을 이용하여 나노섬유, 고분자-탄소나노튜브의 고기능 복합체, 나노소자, 전계방출원(field emitter), 가스센서 등 다양한 분야로의 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 수백 ${\mu}m$ 이상의 길이로 수직 성장된 탄소나노튜브(VA-CNTs)의 합성은 길이 대 직경의 비(aspect ratio)가 비약적으로 증가하여 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 대량 생산, 나노섬유 및 나노복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 최근에는 열 화학기상증착(thermal chemical vapor deposition; TCVD)법을 이용하여 탄소나노튜브의 구조를 제어하는 연구들이 많이 보고되고 있다. 열 화학기상증착을 이용한 수직 정렬된 탄소나노튜브의 합성에서 합성조건의 변화는 탄소나노튜브의 길이, 벽의 수, 직경, 결정성 등 구조에 큰 영향을 미친다. 탄소나노튜브는 이러한 구조에 따 라 물리적 특성이 달라지기 때문에 다양한 분야로의 응용을 위해서는 합성에 대한 근본적인 이해 가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법을 이용한 합성에서 성장압력의 변화에 따른 탄소나노튜브의 구조적 특성을 조사하였다. 성장압력의 변화는 탄소나노튜브의 밀도, 길이, 결정성에 큰 영향을 미치는 것을 주사전자현미경과 라만분광법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과 는 탄소나노튜브 박막(CNT forest)의 가장자리(edge)에 비정질 탄소(amorphous carbon)의 흡착으로 인한 나노튜브사이의 간격(intertube distance)이 좁아짐에 따른 가스공급 차단 효과로 설명이 가능 하다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성과정 중 산소(O2)를 주입 하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 성장 속도가 증가하여 3시간 합성 시 2 mm가 넘는 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 할 수 있었다. 이러한 결과는 과잉 공급 되어 탄소나노튜브로 합성되지 못하고 촉매금속의 표면과 탄소나노튜브의 벽에 비정질의 형태로 붙어있는 탄소 원자들을 추가 주입해 준 산소에 의하여 CO 또는 CO2 형태로 제거해 줌으로써 활성화된 촉매금속의 반응 시간을 향상 시켜주어 탄소공급이 원활하게 이루어졌기 때문이라 생각된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.43-47
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• 2016

본 논문은 저온(<$150^{\circ}C$)에서 원자층 증착법(ALD)으로 증착된 $TiO_2$ 박막의 물리적, 화학적 막질에 대한 연구 결과를 보여준다. $TiO_2$의 ALD는 TTIP(Titanium(IV)isopropoxide)와 물을 이용하여 진행되었다. $150^{\circ}C$ 미만에서 증착시, ALD $TiO_2$의 성장률은 약 $0.3{\AA}/cycle$로 증착 온도 및 위치에 상관없이 거의 일정한 성장률을 보였다. 또한 SEM분석에서는 $200^{\circ}C$ 이상에서의 증착과 대조적으로, $150^{\circ}C$ 미만에서 증착된 박막은 부드러운 표면을 보였다. 투과전자현미경(TEM) 분석을 통해 이러한 특징이 저온에서 균질한 비정질의 막이 증착되었기 때문이라는 점을 알 수 있었다. 또한 저온 증착임에도 불구하고 종횡비가 1:75인 고종횡비 구조에도 80% 이상의 형상 적응성을 보였다. 그러나 저온 증착의 영향으로 X-선 광전자 분광기(XPS) 분석을 통해 4~7 at% 정도 함량의 탄소 불순물이 검출됨을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.43-48
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• 2007

LTCC 기판제작에 있어서 Post 전극형성은 실제 IC 및 수동부품을 탑재하는 Pad 형성 부분으로 전극 표면의 특성에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 일반적인 전기로를 이용한 post 전극 소성시 발생되는 문제점들 개선하여 마이크로파 소결을 통한 전극 미세 구조의 치밀화 및 이에 따른 신뢰성 기초 평가를 진행하였다. 일반적인 전기로와 마이크로파 소결 조건에 따른 전극과 LTCC 세라믹 상태를 평가하였다. 또한 과소성 및 탈바인더 공정시 Out gas 불충분에 의한 전극 부풀림 현상을 개선할 수 있는 효과를 얻을 수 있었으며 실제 solder ball 형성후 실장형 전극의 고착강도를 측정한 결과 기존 전기로에 비해서 30% 고착강도가 증가 하였다. 또한 소결시간을 기존 전기로 10시간에 비해 30분 정도에서 소결 공정이 이루어지므로 95%정도 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 이는 소성로 설계를 통한 양산성, 효율성에 크게 증대되리라 예상된다.