• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.3
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• pp.232-238
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• 1999

Single mode fiber optic interferometers using the Fabry-Perot configuration were embedded in a reinforced concrete structure. These interferometers investigated the character of phase shift and strain for internal loads. The 10 mm length of FFPI in the continuous length of single mode fiber (SMF) were produced with two pieces of SMF coated were $TiO_2$ dielectric film utilizing the fusion splicing technique. The fabricated fiber optic Fabry-Perot interferometer(FFPI) and the 6 mm length of steel bar were buried with specimen ($100{\times}100{\times}50\;mm^3$) which was made of concrete structure. The resin protects FFPI and fiber leads from squeezed concrete. Sensors at different point in the structure were multiplexed by TDM (Time Division Multiplexing) method and the deformation to the external loads at each point could be monitored simultaneously. The output signals were proportional to the external loads applied to the structure and the sensitivity of the sensors were $1.03^{\circ}/kg$ and $0.76^{\circ}/kg$ respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.81-81
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• 2000

본 연구는 고집적 반도체 소자의 제조 공정에 있어서 산화막을 형성하지 않고 굴곡진 표면을 균일하게 고농도로 도핑하기 위한 방안의 일환으로 기존의 PH3 대신 고체 P를 직접 이용한 2-zone 확산법으로 다결정 Si에 도핑하는 방법을 채택하고, 그 rksmdtjddmdf 검토하는데 목적이 있다. 도핑 시간에 따른 확산 경향을 살펴본 결과, 시간이 증가함에 따라 도핑이 증가하는 뚜렷한 경향을 나타내었으며, 온도가 증가할수록 시간에 따른 농도의 증가량이 커지는 것을 알 수 있었다. 따라서, 고온에 비해 저온에서 더 빨리 pile-up이 일어나며 표면 부근의 농도가 포화상태에 빨리도달하는 것을 알 수 있었다. 다결정 Si에서의 확산거동을 살펴본 결과, 결정립 크기가 적을수록 저항이 높게 나타났으며, 단결정 Si의 저항값보다 약 4~5배 가까이 높은 값을 나타내었다. 또한 동일한 온도에서 시간에 따라 표면 부근의 pile-up 현상이 증가하는 뚜렷한 경향을 보여 주었다. 온도가 감소할수록 pili-up 현상이 증가하는 경향을 나타내었으며, 입계를 통한 빠른 확산에 의해 단결정 Si에 비해 표면 pile-up의 포화가 늦게 일어나는 것을 알 수 있었다. 고체 P를 source로 사용한 경우와 PH3 (phosphine)을 source로 사용한 경우를 비교 분석한 결과, 75$0^{\circ}C$에서 PH3에 비해 고체 P를 사용한 경우의 표면농도가 약 50배 정도로 높게 도핑된 것을 알 수 있었다. 도핑된 P중에서 전기적으로 활성화되어 있는 성분을 알아본 결과, SIMS의 결과와 유사하게 고체 P의 경우가 약 50배 높은 값을 나타내었다. 실제 소자의 특성을 알아보기 위하여 커패시터를 제작하여 측정하여 본 결과, 추가의 도핑을 하지 않은 시편에 비해 고체 P를 도핑한 시편이 약 8%의 Cmin 값의 증가를 보였으며, PH3에 비해 약 3%의 증가된 값을 나타냈었다. 누설전류 특성은 2V에서 수 fA/$\mu\textrm{m}$2로 양호하게 나타났다. 실험 결과 고체 P를 이용한 경우 더 우수한 특성을 나타내었으나, 예상과는 달리 차이가 적게 나타났다. 그 원인은 소자 제조 공정에서 콘택 부분에 큰 저항 성분이 형성되어 생긴 문제로 생각된다. 또한 실험에 사용된 유전체의 두께가 두꺼워 HSG 사이의 갭 부분이 캐패시턴스 증가에 기여를 충분히 못한 것으로 사료된다. 따라서, 제조 공정 상의 문제점을 제거하고 고체 P를 사용할 경우 본 실험에 비해 보다 증진된 특성을 보여줄 것으로 기대된다. 이상의 결론을 토대로 볼 때, 2-zone 확산법을 이용한 P 도핑 방법은 저온에서 효과적으로 다결정 Si에 고농도의 도핑을 할 수 있다고 생각된다.

• Journal of IKEEE
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• v.27 no.1
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• pp.19-24
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• 2023

Since silicon having a band gap energy of about 1.12 eV are limited to a maximum operating temperature of less than 250 ℃, the sample with MIS structure based on the SiC substrate of wide-band gap energy was manufactured and the hydrogen response characteristics at high temperatures were investigated. The dielectric layer applied here is a tantalum oxide layer that is highly permeable to hydrogen gas and shows stability at high temperatures. It was formed by RTO at a temperature of 900 ℃ with tantalum. The thickness, depth profiles, and leakage current of the tantalum oxide layer were analyzed through TEM, SIMS, and leakage current characteristics. For the hydrogen gas response characteristics, the capacitance change characteristics were investigated in the temperature range from room temperature to 400 ℃ for hydrogen gas concentrations from 0 to 2,000 ppm. As a result, it was confirmed that the sample exhibited excellent sensitivity and a response time of about 60 seconds.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.138-138
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• 2017

차세대 CMOS 소자의 지속적인 고직접화를 위해서는 높은 gate capacitance와 낮은 gate leakage current를 확보를 위한, 적절한 metal gate electrode와 high-k dielectric 물질의 개발이 필수적으로 요구된다. 특히, gate dielectric으로 적용하기 위한 다양한 high-k dielectric 물질 후보군 중에서, 높은 dielectric constant와, 낮은 leakage current, 그리고 Si과의 우수한 열적 안정성을 가지는 Zr silicates 또는 Hf silicates(ZrSiO4와 HfSiO4) 물질이 높은 관심을 받고 있으며, 이를 원자층 증착법을 통해 구현하기 위한 노력들이 있어왔다. 그러나, 현재까지 보고된 원자층 증착법을 이용한 Zr silicates 및 Hf silicates 공정의 경우, 개별적인 Zr(또는 Hf)과 Si precursor를 이용하여 ZrO2(또는 HfO2)과 SiO2를 반복적으로 증착하는 방식으로 Zr silicates 또는 Hf silicates를 형성하고 있어, 전체 공정이 매우 복잡해지는 문제점 뿐 아니라, gate dielectric 내에서 Zr과 Si의 국부적인 조성 불균일성을 야기하여, 제작된 소자의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점을 나타내왔다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 하나의 precursor에 Zr (또는 Hf)과 Si 원소를 동시에 가지고 있는 DNS-Zr과 DNS-Hf bimetallic precursor를 이용하여 새로운 ZrSiO4와 HfSiO4 ALD 공정을 개발하고, 그 특성을 살펴보고자 하였다. H2O와 O3을 reactant로 사용한 원자층 증착법 공정을 통하여, Zr:Si 또는 Hf:Si의 화학양론적 비율이 항상 일정한 ZrSiO4와 HfSiO4 박막을 형성할 수 있었으며, 이들의 전기적 특성 평가를 진행하였으며, dielectric constant 및 leakage current 측면에서 우수한 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로, bimetallic 전구체를 이용한 ALD 공정은 차세대 고성능 논리회로의 게이트 유전물질에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.24 no.5
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• pp.224-230
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• 2013

Laser Lift-Off (LLO) is a process that removes a GaN or AIN thin layer from a sapphire wafer to manufacture vertical-type LEDs. It consists of a light source, an attenuator, a mask, a projection lens and a beam homogenizer. In this paper, we design an attenuator and a projection lens. We use the 'ZEMAX' optical design software for analysis of depth of focus and for a projection lens design which makes $7{\times}7mm^2$ beam size by projecting a beam on a wafer. Using the 'LightTools' lighting design software, we analyze the size and uniformity of the beam projected by the projection lens on the wafer. The performance analysis found that the size of the square-shaped beam is $6.97{\times}6.96mm^2$, with 91.8 % uniformity and ${\pm}30{\mu}m$ focus depth. In addition, this study performs dielectric coating using the 'Essential Macleod' to increase the transmittance of an attenuator. As a result, for 23 layers of thin films, the transmittance total has 10-96% at angle of incidence $45-60^{\circ}$ in S-polarization.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.219-222
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• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.7
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• pp.1014-1019
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• 1999

Copolyamic acid PMDA/6FDA-PDA(PAA) and homopolyamic acids PMDA-PDA(PAA) and 6FDA-PDA(PAA) were synthesized from 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride(PMDA) and 2,2'-bis(3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride(6FDA) as the dianhydride and 1,4-phenylenediamine (PDA) as the diamine. Residual stresses were detected in-situ during thermal imidization of the co- and homopolyimide precursors as a function of processing temperature over the range of $25{\sim}400^{\circ}C$ using thin film stress analyzer(TFSA), and morphological structures were investigated by WAXD. In comparison, the resultant residual stress of polyimide films composed of different compositions decreased with the increasing content of PMDA unit in the chain and was about 5 Mpa in compression mode for PMDA-PDA. In this study, the synthesis of random PMDA/6FDA-PDA copolyimide could be completed and compensate for the difficulty of process due to high $T_g$ of PMDA-PDA and relatively higher stress of 6FDA-PDA. It showed that we can make a low level stress copolyimied having excellent mechanical properties by incorporating appropriate rod-like rigid structure PMDA-PDA unit into 6FDA-PDA polyimide backbone which generally shows higher stress due to rotational hinges such as bulky di(trifluoromethyl). Specially, PMDA/6FDA-PDA(0.9:0.1:1.0) satisfied excellent mechanical property and low level stress as an inter layer showing low dielectric constant.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.1
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• pp.10-15
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• 1999

White emission thin film electroluminescent device was fabricated using ZnS for phosphor layer and BST ferroelectric thin film for insulating layer. For fabrication conditions of BST thin film, stoichiometry of target was $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$, substrate temperature was $400^{\circ}C$, working pressure was 30 mTorr, and A:$O_2$ ratio was 9:1. At this time, dielectric constant was 209 at 1kHz frequency. For phosphor layer ZnS:Mn, ZnS:Tb, and ZnS:Ag were used. Mixing rates of activators were respectively 0.8, 0.8, and 1 wt%. Total thickness of phosphor tapers was 500 nm, thickness of lower insulating layer was 200 nm, and thickness of upper insulating layer was 400 nm. In this conditions, luminescence threshold voltage of thin film electroluminescent device was $95\;V_{rms}$, maximum brightness was $3,000\;cd/m^2$ at $150\;V_{rms}$. Luminescence spectrum peak was observed at region of blue(450 nm), green(550 nm), and red(600 nm).

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.2
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• pp.67-75
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• 2005

For th aim of lightweight microwave absorbers, conductive and magnetic microspheres are fabricated by plating of Co films on hollow ceramic microspheres of low density. Metal plating was carried out in a two-step electroless plating process (pre-treatment of activation and plating). Uniform coating of the film with about $2{\~}3{\cal}um$ thickness was identified by SEM. High-frequency magnetic and microwave absorbing properties were determined in the rubber composites containing the Co-coated microspheres. Due to conductive and ferromagnetic behavior of the Co thin films, high dielectric constant and magnetic loss can be obtained in the microwave frequencies. Due to those electromagnetic properties, high absorption rate (25 dB) and thin matching thickness ($2.0{\~}2.5{\cal}mm$) are predicted in the composite layers containing the metal-coated microspheres of low density (about 0.84 g/cc) for the electromagnetic radiation in microwave frequencies.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.13 no.2 s.39
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• pp.15-19
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• 2006

The resistance switching characteristics of amorphous $SiO_2$ and poly-crystalline $TiO_2$ were investigated. Both films exhibit well defined switching characteristics with low and high resistance states. From I-V curve analyses, it was found that the low resistance states of both films obey an ohmic conduction mechanism and the high resistance states show generation of a Schottky potential barrier. Regarding the mechanism for resistance switching of the binary oxide, it is suggested that the generation and annihilation of potential barriers accounts for the changes to the high resistance state and low resistance state, respectively. The device operation characteristic parameters such as reset and set voltages of $TiO_2$ are distinctly smaller than those of $SiO_2$, indicating that the values are related to the dielectric constant.