• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.189-190
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• 2011

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance (RC) delay나 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 SiO2와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 SiO2 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200 도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 SiO2와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장 했다. 이는 V의 oxide formation nergyrk Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, V+5 이온 반경이 Mn+2 이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.256-256
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• 2012

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance delay와 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 $SiO_2$와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 $SiO_2$ 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 $SiO_2$와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장했다. 이는 V의 oxide formation energy가 Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, $V^{+5}$이온 반경이 $Mn^{+2}$이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제9권9호
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• pp.896-899
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• 1999

이산화탄소 기체센서를 Li$_2$ZrO$_2$계에서 온도와 $CO_2$농도의 함수로서 연구했다. Li$_2$ZrO$_3$를 열처리해서 합성했다. 시편은 직경 10mm, 두께 1mm의 벌크형과 알루미나 기판 위에 후막형으로 각각 제조했다. Li$_2$ZrO$_3$는 45$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$의 온도 범위에서 0.1%에서부터 100%까지 이산화탄소 농도 변화를 감지한다. 이산화탄소 감도는 측정온도와 연관성이 있다. Li$_2$ZrO$_3$는 45$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$의 온도 범위에서 $CO_2$와 반응해서 Li$_2$CO$_3$와 ZrO$_2$로 분해된다. $650^{\circ}C$ 이상에서 Li$_2$CO$_3$는 Li$_2$O와 $CO_2$로 재분해된다. Li$_2$ZrO$_3$센서의 재현성은 좋지 않았고, 동작온도는 55$0^{\circ}C$ 정도가 적당하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.116-116
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• 2018

부식은 재료와 사용 환경과의 상호작용에 의한 결과로서 일반적으로 두께의 감소와 균열의 발생 및 파손 등의 문제로 나타난다. 특히 사용환경 중에서 해수 분위기는 금속의 부식에 가장 유리한 조건이다. 따라서 해양환경 중 항만이나 조선 및 해양 산업 등에 많이 이용되는 강 구조물은 이에 대응하기 위하여 도장방식이나 음극방식을 사용하고 있다. 여기서 음극방식은 피방식체를 일정전위로 음극 분극하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 전기적으로 연결하여 방식하는 방법이다[1]. 한편, 해수 중에서 이와 같은 원리로 음극방식 할 경우에는 피방식체인 강재표면에 부분적으로 칼슘 또는 마그네슘 화합물 등의 생성물이 부착하는 현상을 볼 수 있게 된다. 이와 같이 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)및 탄산칼슘($CaCO_3$)을 주성분으로 하여 석출되는 석회질 피막(calcareous deposits)은 피방식체에 유입되는 음극방식 전류밀도를 감소시켜 주거나 물리적 장벽의 역할을 함으로써 외부의 산소와 물 등 부식환경으로부터 소지금속을 보호한다[2]. 그러나 석회질 피막은 소지금속과의 결합력, 막의 균일한 분포, 내식성 및 제작시간의 단축 등 해결해야 할 과제가 있다. 또한 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 전착프로세스를 통해 해수 중 기체를 용해시켜 석회질 피막을 제작하고 막의 결정구조 제어 및 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판(Steel Substrate)은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)을 사용하였으며, 외부전원은 정류기(Rectifier, xantrex, XDL 35-5T)를 사용하여 3 및 $5A/m^2$의 조건으로 인가하였다. 양극의 경우에는 해수에 녹아있는 이온 이외에 다른 성분들이 환원되는 것을 방지하기 위해 불용성 양극인 탄소봉(Carbon Rod)을 사용하였다. 이때 석출속도, 밀착성 및 내식특성 향상을 위해 해수에 주입한 기체의 양은 0.5 NL/min였으며, 기판 근처에 고정하여 음극 부근에서의 반응을 유도하였다. 각 조건별로 제작된 막의 표면 모폴로지, 조성원소 및 결정구조 분석을 실시하였으며, 석회질 피막의 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 규격에 따른 테이핑 테스트(Taping Test, ISO 2409)와 3 % NaCl 용액에서 전기화학적 양극 분극 시험을 진행하여 제작된 막의 내구성과 내식성을 분석-평가하였다. 시간에 따른 전착막의 외관관찰 결과 전류밀도의 증가와 함께 상대적으로 많은 피막이 형성되었고, 용해시킨 기체에 의해 더 치밀하고 두터운 피막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 성분 및 결정구조 분석 결과 $Mg(OH)_2$ 성분의 Brucite 및 $CaCO_3$ 성분의 Calcite 및 Aragonite 구조를 확인하였으며, 용해시킨 기체의 영향으로 $CaCO_3$ 성분의 Aragonite 구조가 상대적으로 많이 검출되었다. 밀착성 및 내식성 평가를 실시한 결과 해수 중 용해시킨 기체에 의해 제작한 시편의 경우 견고하고 화학적 친화력이 높은 Aragonite 결정이 표면을 치밀하게 덮어 전해질로부터 산소와 물의 침입을 차단하는 역할을 하여 기체를 용해시키지 않은 3 및 $5A/m^2$ 보다 비교적 우수한 밀착성 및 내식 특성을 보이는 것으로 사료된다.

• 대한치과보존학회:학술대회논문집
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• 대한치과보존학회 2008년도 Spring Scientific Meeting(the 129th) of Korean Academy if Conservative Dentistry
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• pp.235-245
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• 2008

본 연구의 목적은 복합레진의 slumping resistance를 측정할 수 있는 방법을 개발하고, 그 유용성을 평가하기 위해 rheometer를 이용해 측정된 복합레진의 여러 유변학적 성질과 slumping resistance의 상호 관련성을 밝히고자 하였다. 상용되는 hybrid composites (Z100, Z250, DenFil, Tetric Ceram, ClearFil)와 nanofil composite (Z350)를 2 mm 두께의 디스크 모양의 시편으로 만들었다. 사각형의 단면을 가진 알루미늄 형판으로 레진 디스크를 눌러 표준화된 자국을 남겼다. 이것을 즉시 광중합하거나 (no-slump) $25^{\circ}C$ 에서 3 분간 방치한 후에 광중합 하였다 (slumped). 횐 경석고로 광중합된 레진을 복제한 후 laser 3-D profilometer 로 표면의 단면 영상을 얻었다. Slumping 전 후 홈의 깊이의 비를 구해 slumping resistance index (SRI)라 정의하였다. 각 복합레진의 중합 전 전단 점탄성을 측정하기 위해 회전형 rheometer를 이용하여 동적회전전단실험과 squeeze test를 시행하였다. 더불어 flow test를 시행하였다. 동적회전 전단실험 및 압착실험의 결과와 SRI의 상호관련성을 조사하기 위해 상관분석을 하였다. 여섯 가지의 재료의 SRI 값에는 차이가 있었다 (Z100 < DenFil < Z250 < ClearFil < Tetric Ceram < Z350). SRI는 전단점성 (손실)계수 G"와 가장 큰 양의 상관관계를 보였으며 Tan ${\delta}$는 SRI와 상관관계가 없었다. SRI는 수직 가압에 대한 저항 보다 전단흐름에 대한 저항과 관련성이 높았다. 본 연구에서 도입된 imprint method와 SRI는 복합레진이 slumping 되는 경향을 정량화하였으며 복합레진 조작성의 평가방법으로 사용할 수 있었다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제30권3호
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• pp.204-214
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• 2005

본 연구는 상아질에 2단계와 단일 단계 자가 산부식 접착제를 적용하여 복합레진을 접착한 후 저장기간에 따른 미세 인장 결합강도와 접착계면의 변화를 상호 비교하기 위하여 시행하였다. 발거된 상 하악 대구치 48개의 교합면측 상아질을 노출시켜 12개씩 4개의 군으로 분류하였다 사용된 접착제의 종류에 따라 SE Bond 군, AdheSE 군, Adper 군, Xeno III 군으로 분류하여 접착제를 적용한 후, 동일 회사의 복합레진 을 4 mm두께로 접착시켰다. 각 군당 4개의 치아를 선택하여 증류수가 담겨진 용기에 집어넣고 37$^{\circ}C$의 항온기에 각각 1일 15일, 30일 동안 저장한 후 시편을 제작하여 각각 미세인장 결합강도의 측정과 주사전자 현미경 관찰 하여 다음과 같은 결과를 나타내었다. 2단계 자가 산부식 접착제는 1일에서 30간의 저장기간 동안 결합강도가 점차적으로 감소하였지만 통계학적으로 유의한 차이를 나타내지 않았고, 상아질과 접착제 간에 긴밀한 접착관계를 보였다. 반면에 단일 단계자가 산부식 접착제는 1일의 저장기간에 비해 30일의 저장기간에서 통계학적인 결합강도의 감소를 나타내었으며, 상아질과 접착제 간에 넓은 간극이 관찰되었다. 따라서 본 연구에서 나타난 두 종류의 30일 동안의 접착내구성은 2단계 자가 산부식 접착제가 단일 단계 자가 산부식 접착제보다 우수한 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제35권5호
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• pp.877-883
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• 2003

사용할 때에는 보통 플라스틱처럼 각종 식품의 포장용기로써 안전하고 간편하게 쓸 수 있고 사용 후에는 태양광선, 토양에 존재하는 미생물, 매립지에서 발생되는 열 등에 의하여 쉽게 분해되는 환경친화적이고 무해한 플라스틱인 복합분해성 플라스틱 필름을 제조하여 그 분해성을 평가하였다. 복합분해 기능을 갖는 master batch(M/B)를 제조한 후 필름 성형기를 이용하여 롤리프로필렌(PP)에 M/B를 각각 10%, 20%씩 첨가하여 평균 두께 0.05mm의 필름을 가공한 다음 여러 환경인자들, 즉 자외선, 미생물, 열에 노출시켜 그 영향을 관찰하였다. M/B가 20% 첨가된 필름의 경우 자외선에 7주간 노출된 후 필름표면에 심한 균열이 발생하여 매우 취약해졌으며 인장시험기로 측정된 연신율도 M/B를 첨가하지 않고 제조된 필름에 비해 월등히 낮아짐을 확인할 수 있었다. $70^{\circ}C$에서 13주간 저장하면서 열분해성을 인장시험기로 측정한 결과에서도 M/B 첨가군과 대조군 간에 뚜렷한 차이를 관찰할 수 있었고 M/B를 20% 첨가하여 제조한 필름은 11주만에 성상이 이미 심하게 파괴되었음을 확인하였다. 또한 $30^{\circ}C$, 85% 상대습도 조건하에서 필름의 시편을 곰팡이 혼합 현탁액과 함께 60일간의 배양시험한 후 주사전자현미경(SEM)에 의하여 필름의 표면을 관찰한 결과 M/B를 첨가한 필름들이 M/B를 첨가하지 않은 대조군에 비해 미생물에 의한 공격을 쉽게 받아 필름의 분해가 촉진됨을 알 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제34권4호
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• pp.746-754
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• 1996

개교증, 절연부 파절, 변색등 심미적 요인으로 라미네이트를 설측연장시 연장길이에 따른 파절강도를 알아보기위해 발거된 60개의 상악 전치의 순면에 3개의 seating form을 형성하고sheet wax를 사용하여 가로 5mm $^*$세로 5mm $^*$두께 0.9mm의 block을 형성하고, 각 군에 따라 I군 : 0.5mm, II군 : 1mm, III군 : 2mm, IV군 : 0mm로 설측 연장 길이를 달리하여 block을 형성 이를 인상채득하여 내화모형을 제작하였다. 여기에 라미네이트용 도재를 2회에 걸쳐 축성 통법대로 소성 제작하였다. block에 맞추어 contouring하고, 내화매몰재를 제거 sandblast처리를 시행하였다. 그후 레진시멘트로 합착하였다. 절치간 각도를 127도로 특별히 제작된 holding device를 이용하여 인스트론 만능시험기에 시편을 거상하고, 분당 0.5mm cross head speed로 파절강도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 각 군의 평균파절강도는 대조군인 설면으로 연장치 않은 IV군에서 86.95Mpa, 0.5mm 연장한 I군에서 44.98Mpa, 1.0mm연장한 II군에서 27.47Mpa, 2.0mm연장한 III군에서 19.61Mpa의 순으로 나타났다. 2. 모든 실험군 사이에는 통계적으로 유의성 있는 차이를 나타냈고(p<0.01), 이러한 실험 결과로 미루어 보아 라미네이트 디자인시, 설면으로 연장치 않거나, 절연부의 피개가 불가피한 경우에는 설면으로 0.5mm 연장하는 것이 파절 강도면에서 유리하다고 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권2호
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• pp.183-190
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• 2009

본 연구의 목적은 NaF와 $H_3PO_4$를 사용하여 양극산화과정을 통해 나노튜브 제작 조건을 찾는 것이다. 절삭된 직경 15 mm, 두께 1.5 mm의 티타늄 디스크를 양극에, 백금을 음극에 연결하고 전극간의 거리는 10 mm가 되도록 하였다. $H_3PO_4$와 NaF 용액을 전해질로 하여 양극산화를 시행하였는데 전압, 전해질 농도, 산화시간을 달리하여 티타늄 디스크에 나노튜브를 형성하였다. 양극산화 후 24시간 동안 증류수로 세척한 후 24시간 동안 $40^{\circ}C$ 오븐에서 건조하고 시편의 표면구조 형상을 관찰 분석하였다. 실험 결과 0.5 wt % NaF에서 전압과 시간이 증가함에 따라 pore 형태의 초기 나노튜브 형성되었다. 1.0 wt % NaF에서 20 V, 20 분과 25 분에서 나노튜브가 생성되었고, 30 V에서 튜브의 형태가 커지면서 터지는 양상을 보였다. 2.0 wt % NaF에서 전압과 시간에 상관없이 적절한 나노튜브형태가 형성되지 않았다. $1M\;H_3PO_4$, 1.0 wt % NaF 전해용액, 20 V, 20분 양극산화 조건에서 티타늄 디스크 상에 가장 잘 정렬된 형태의 나노튜브 구조가 형성되었다. 양호한 형태의 나노튜브 형성을 위해서는 전해질의 종류에 따라 적절한 농도, 전압, 시간의 형성조건이 필요할 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제30권2호
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• pp.102-111
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• 2014

목적: 본 연구의 목적은 air-blasting particle size를 달리하고 분사 압력과 시간을 통상보다 크게 증가시켜 표면에 큰 손상을 유발한 군을 상대적으로 작은 손상을 유발한 군과 비교하여 파절 저항과 접착 강도 차이를 보이는지 평가하는 데 있다. 연구 재료 및 방법: 지르코니아($LAVA^{TM}$) 디스크 표면에 각각 $30{\mu}m$- particle size (Cojet) 2.8 bar 15초, $110{\mu}m$- (Rocatec) 2.8 bar 15초, $110{\mu}m$- (Rocatec) 3.8 bar 30초로 조건을 달리하여 표면처리 후 각각 이축 굽힘하중 강도 실험과 접착 파절 하중 실험을 실행하였다. 접착은 상아질 유사 베이스에 $200{\mu}m$ 두께의 레진시멘트로 시행하여 인장력을 극대화하였으며 음향방출(AE) 센서로 실패하중을 검출하였다. 결과: 이축 굽힘하중 강도, 접착 파절하중은 세 군간 서로 유의성 있는 차이를 보이지 않았다(P > 0.05). 접착 시편의 균열은 대부분 radial crack이었다. 결론: 정하중 평가의 한계 내에서, air-blasting particle size와 압력에 의한 표면 손상은 크지 않았으며, 접착 파절하중 평가는 표면 손상과 접착 강도를 동시에 평가할 수 있는 방법이라 여겨진다.