• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.1
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• pp.104-108
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• 2011

In the non-conductive adhesives (NCAs) for adhesion of micro electro mechanical system (MEMS), there are some problems such as delamination and cracking resulting from the large differences of coefficients of thermal expansion (CTE) between NCAs and substrates. So, the addition of inorganic particles such as silica and nano clay to the CTEs composit have been applied to reduce the CTEs of the adhesives. Additions of the flexibilizers such as siloxanes have also been performed to improve the flexibility of epoxy composite. Amino modified siloxane (AMSs) were used to improve compatibility between epoxy and siloxane. In this study, glass transition temperatures (Tg) and moduli of those composites were measured to confirm the effects of AMS with two different equivalents on thermal/mechanical properties of AMS/epoxy composites. Tg of KF-8010/epoxy composites decreased from 148 to $122^{\circ}C$ and those of X-22-161A/epoxy composites decreased from 148 to $121^{\circ}C$. Moduli of KF-8010/epoxy composites decreased from 2648 to 2143 MPa by adding KF-8010 and moduli of X-22-161A/epoxy composites decreased from 2648 to 2014 MPa. In short, using long Si-O chain AMS leads to a greater decrease in moduli. However, haven't showed significant differences in Tg's.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.6
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• pp.623-626
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• 2011

Various poly(amic acid)s were synthesized from PMDA/BPDA/p-PDA/ODA with different mole ratios and effectively converted into 4-component polyimide films by thermal imidization. The chemical structures and thermo-mechanical properties of polyimide films were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermo-gravimetric analyzer (TGA), thermo-mechanical analyzer (TMA), dynamic mechanical analyzer (DMA) and universal tensile machine (UTM). The tensile strength, modulus, and thermal properties of polyimides films increased with the amount of rigid PMDA and p-PDA, while the elongation and moisture absorption of polyimide films increased with the amount of flexible BPDA and ODA. One of 4-component polyimide films exhibited a similar coefficient of thermal expansion (CTE) value to that of copper when it was composed of PMDA : BPDA : p-PDA : ODA with the ratio of 5 : 5 : 4 : 6. Thus, this polyimide film could be useful for a base film for flexible copper clad laminates (FCCL) of flexible printed circuit boards.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.28 no.1
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• pp.55-60
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• 2021

In order to produce wearable displays with high adhesion while maintaining flexible characteristics, the adhesive method using electro plating method was carried out. Laser lift-off (LLO) transcription was also used to remove sapphire substrates from LEDs bonded to fibers. Afterwards, the SEM and EDS data of the sample, which conducted the adhesion method using electro plating, confirmed that copper actually grows through the lattice of the fiber fabric to secure the light source and fiber. The adhesion characteristics of copper were checked using Universal testing machine (UTM). After plating adhesion, the characteristics of the LLO transcription process completed and the LED without the transcription process were compared using probe station. The electroluminescence (EL) according to the enhanced current was measured to check the characteristics of the light source after the process. As the current increases, the temperature rises and the bandgap decreases, so it was confirmed that the spectrum shifted. In addition, the change in the electrical characteristics of the samples according to the radius change is confirmed using probe station. The radius strain also had mechanical strength that copper could withstand bending stress, so the Vf variation was measured below 6%. Based on these results, it is expected that it will be applied to batteries, catalysts, and solar cells that require flexibility as well as wearable displays, contributing to the development of wearable devices.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.22 no.4
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• pp.25-29
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• 2015

Demand for a low-cost, high-throughput, and high-resolution patterning method for fabricating devices continues to increase. The roll-to-roll (R2R) imprint lithography technique has received a great deal of attention as a means of fabricating next-generation devices. In this paper, we propose a fabrication method for polymeric planar lightwave circuit (PLC) devices that uses R2R imprint lithography. The proposed technique uses an elastomeric polydimethylsiloxane (PDMS) mold. A Si wafer with micro patterns is used as the Si master. The PDMS mold is then replicated from the Si master. By applying a precise web tension and at a given web speed, we fabricated a micro-patterned PLC device. The insertion losses were 4.0 dB for a $1{\times}2$ optical splitter. As such, the proposed method of fabricating a PLC device by the R2R process was shown to be an effective solution.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.67 no.3
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• pp.406-412
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• 2018

This paper describes the fabrication process of laser induced graphene (LIG) and its transfer method on to a flexible and stretchable PDMS substrate. By irradiating CO2 laser on a polyimide(PI) film surface, a localized high temperature is created, resulting in a three-dimensional porous graphene network structure with good conductivity. This LIG electrode is relatively easy to fabricate and since it is very weak the LIG electrode was transferred to a flexible PDMS substrate to increase the sturdiness as well as possible use in flexible applications. Sheet resistance, thickness, and electrochemical activity of the fabricated in-situ LIG electrodes have been examined and compared with the LIG electrodes after transferring to PDMS elastomer. The properties of the LIG electrodes were also examined depending on the $CO_2$ laser power. As the irradiated laser power increased, the LIG electrode resistance decreases and the LIG electrode thickness increased. At 4.8 W of laser power, the average sheet resistance and thickness of the fabricated LIG electrodes were approximately $31.7{\Omega}/{\Box}$ and $62.67{\mu}m$, respectively. Moreover, the electrochemical activity of the fabricated LIG electrode at 4.8 W of laser power showed a high oxidation current of $28.2{\mu}A$ after transferring to PDMS.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.310-310
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• 2016

최근 NAND flash memory는 높은 집적성과 데이터의 비휘발성, 낮은 소비전력, 간단한 입, 출력 등의 장점들로 인해 핸드폰, MP3, USB 등의 휴대용 저장 장치 및 노트북 시장에서 많이 이용되어 왔다. 특히, 최근에는 smart watch, wearable device등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 유연하고 투명한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 플래시 메모리 소자의 구조로 charge trapping type flash memory (CTF)가 있다. CTF 메모리 소자는 trap layer의 trap site를 이용하여 메모리 동작을 하는 소자이다. 하지만 작은 window의 크기, trap site의 열화로 인해 메모리 특성이 나빠지는 문제점 등이 있다. 따라서 최근, trap layer에 다양한 물질을 적용하여 CTF 소자의 문제점을 해결하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 특히, 산화물 반도체인 zinc oxide (ZnO)를 trap layer로 하는 CTF 메모리 소자가 최근 몇몇 보고 되었다. 산화물 반도체인 ZnO는 n-type 반도체이며, shallow와 deep trap site를 동시에 가지고 있는 독특한 물질이다. 이 특성으로 인해 메모리 소자의 programming 시에는 deep trap site에 charging이 일어나고, erasing 시에는 shallow trap site에 캐리어들이 쉽게 공급되면서 deep trap site에 갇혀있던 charge가 쉽게 de-trapped 된다는 장점을 가지고 있다. 따라서, 본 실험에서는 산화물 반도체인 ZnO를 trap layer로 하는 CTF 소자의 메모리 특성을 확인하기 위해 간단한 구조인 metal-oxide capacitor (MOSCAP)구조로 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 먼저, RCA cleaning 처리된 n-Si bulk 기판 위에 tunnel layer인 SiO2 5 nm를 rf sputter로 증착한 후 furnace 장비를 이용하여 forming gas annealing을 $450^{\circ}C$에서 실시하였다. 그 후 ZnO를 20 nm, SiO2를 30 nm rf sputter로 증착한 후, 상부전극을 E-beam evaporator 장비를 사용하여 Al 150 nm를 증착하였다. 제작된 소자의 신뢰성 및 내구성 평가를 위해 상온에서 retention과 endurance 측정을 진행하였다. 상온에서의 endurance 측정결과 1000 cycles에서 약 19.08%의 charge loss를 보였으며, Retention 측정결과, 10년 후 약 33.57%의 charge loss를 보여 좋은 메모리 특성을 가지는 것을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로, 차세대 메모리 시장에서 trap layer 물질로 산화물 반도체를 사용하는 CTF의 연구 및 계발, 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.182.2-182.2
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• 2015

최근 학계나 산업계에서 투명 전자 소자에 대하여 활발한 연구가 진행되면서, 투명 전 도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 TCO 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)는 가시 광 영역에서의 높은 투과 및 높은 도전성을 가져 전압을 인가하면 발열이 가능하므로 이를 투명 면상 발열체에 적용시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, ITO는 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상이 있으며, 전도성을 높이기 위하여 추가공정이 필요하다. 또한, 글라스의 곡면 부분에서 ITO를 사용하면 유연성이 부족하므로 크랙이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 최근 Silver nanowire (AgNW), Single-walled Carbon nanotube (SWCNT), ITO를 기반으로 한 AgNW에 ITO를 증착 하거나 SWCNT를 코팅하여 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 하이브리드 전극이 투명 면상 발열체 재료로서 사용되고 있다. 하지만 대체된 재료들도 다양한 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 고온에서 발열을 유지하지 못하고 끊어지거나 가시광영역의 투과율이 낮은 점 등이 있다. 이런 다양한 문제점들을 보완 할 수 있는 새로운 투명 면상 발열체에 적용한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 GZO/Ag/GZO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일 성, 발열 유지 안정도를 확인하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 Non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 상에 DC마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 GZO, Ag, GZO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 50 W, RF (GZO) power 200 W로 하였으며 GZO박막두께는 45 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 5~20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 GZO 세라믹 타깃 (2.27 wt. % Ga2O3) 과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, Ar을 40 sccm 주입 후 Working pressure는 고 순도 Ar을 사용하여 1.0 Pa로 고정하며 10분간 Pre-sputtering을하고 증착을 진행하였다. 앞선 실험을 통해 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, Shimadzu)를 사용해 측정 되었으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 FESEM으로 관찰하였다. 또한 표면온도 측정기infrared camera (IR camera)를 이용하여 4~12 V/cm의 전압을 인가 시 시간에 따른 투명 면상 발열체의 표면 온도변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.202.1-202.1
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• 2015

탄소의 $sp^2$ 혼성으로 이루어진 2차원 단일시트(two-dimensional single sheet)인 그래핀은 기계적, 열역학적, 전기적 특성이 매우 우수하며 특히 고유연성과 투명성을 가진다는 장점 때문에 오랜 기간 주목 받으며 다양한 분야에서 연구되어 왔다. 이러한 그래핀을 만드는 방법에는 화학적 증기 증착법 및 흑연으로부터의 물리적, 화학적 박리 방법이 있다. 양질의 그래핀을 대면적에서 획득 할 수 있는 화학적 증기 증착법의 경우 높은 공정 비용과 함께 수반되어야 하는 전사과정의 어려움으로 인하여 실제 상용화에 어려움이 있다. 이러한 단점의 극복을 위해 대량의 그래핀을 저렴하게 확보 할 수 있는 화학적 박리 방법이 주목을 받고 있다. 화학적 박리 방법의 경우 박리 과정에서 수반되는 산화 그래핀의 환원과정이 필요하였으며, 이를 위해 강력한 환원제를 이용한 화학적 환원 방법, 고온에서의 열처리를 이용한 열역학적 환원 방법, 및 빛을 노광시켜 산화 그래핀을 환원시키는 광학적 방법이 시도되었다. 화학적 및 열역학적 환원방법의 경우 고품질의 환원된 산화 그래핀을 획득 할 수 있으나, 강한 환원제 및 높은 열처리 온도로 인하여 유연 기판의 사용이 제한되는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 빛을 이용한 광학적 방법이 제시되었으나, 환원과정에 사용되는 단파장의 자외선 광원의 높은 가격으로 인하여 경제성의 확보가 제한된다. 본 논문에서는 우수한 광학적 특성을 보이는 란타넘족 이온을 사용하여 선택적 파장 대에서 높은 광흡수도를 가지는 산화 그래핀-란타넘 이온 혼합용액을 만들었으며, 가시광선대역의 파장을 가지는 레이저를 사용하여 우수한 품질을 가지는 환원된 산화 그래핀을 제작하였다. 구체적으로 산화 그래핀은 modified hummer's method를 이용하여 만들어졌으며, 자외선 대역을 흡수하는 $Gd_{3+}$, 녹색 레이저를 흡수하는 $Tb_{3+}$, 적색 레이저를 흡수하는 $Eu^{3+}$를 1 mM 섞어주었다. 그 후, 300~800 nm의 파장을 가지는 레이저를 $1mW/cm^2$를 노광시켜 산화 그래핀을 환원시켰다. 환원된 산화 그래핀의 특성은 FT-IR, UV-Vis, 저온 PL, SEM, XPS 및 전기측정을 이용해 측정하여 재현성 및 반복성을 확인하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.20 no.1
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• pp.34-40
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• 2009

In-situ pulse laser (Nd-YAG, 2nd harmonics 532 nm) annealing used in physical vapor deposition of $MgF_2$, $SiO_2$ and ZnS thin films was shown to be effective in improving their surface roughness properties. Total integrated scattering (TIS) measurements of $MgF_2$ and $SiO_2$ samples deposited on glass substrates revealed that the laser irradiation of films at an energy of approximately $140\;mJ/cm^2$ at 532 nm with a repetition frequency of 10 Hz and pulse duration of 5 ns during the deposition resulted in total scatterings that were minimum. But in case of the ZnS samples, measurements revealed minimum total scattering at a laser energy of approximately $62\;mJ/cm^2$. Atomic Force Microscopy (AFM) has been used to evaluate the effect of pulse laser annealing on the surface roughness for thin film samples. The results were similar to the TIS measurements, indicating that surface roughness was decreased when the irradiated annealing pulse laser energy increased. But it also increased when the irradiated annealing pulse laser energy was over some limit that depended on the materials.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.27-27
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• 2009

Non-stochiometric CdS:H films grown on polyethersulfon (PES) flexible polymer substrates at room temperature by R.F. sputtering technique. They exhibited a dark- and photo-sheet resistance of $2.7\times10^5$ and $\sim\;50\;{\Omega}$/square, respectively. These values were realized by an optimum control of both hydrogen doping-levels and the surface morphologies of the films. The comparison between the real and the simulated results for the shielding and the transmission by the free space measurement system in the X-band frequency range (8.2 - 12.4 GHz) was also addressed in this study. Samples overlapped with 13 layers of CdS:H/PES were consistent with the transmission results of pure aluminum metal films ($0.1\;{\Omega}$/square) deposited on PES substrates. As a result, by the simples tacking of the CdS:H/PES layers, the perfect control of the shielding and the transmission of the EM wave in the range of X-band frequency is possible by avisible light alone, and their results are especially very outstanding findings in the stealth function of the radome(Radar+Dome) such as aircrafts, ships, and missiles.