• 비파괴검사학회지
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• 제35권3호
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• pp.200-205
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• 2015

현대의 컴팩트 반도체 소자들은 정확한 품질검사를 위해 비파괴, 고분해능의 검사 장비가 요구되고 있다. 검사 장비 중 고분해능 적외선 대물렌즈와 적외선 센서로 구성된 초정밀 열영상 현미경은 반도체 내부의 결함에서 발생되는 국소적 열원의 위치와 깊이 정보를 얻는데 유용하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 위 상잠금기법이 적용된 적외선열영상 현미경을 이용하여 다층구조로 된 반도체 소자 내부 열원의 위치와 깊이 정보에 대해 분석하였다. 시편은 내부에 3개의 열원을 포함한 TSV(through silicon via technology) 기반 4단 적층구조로서 측정 표면으로부터 열원의 깊이는 $240{\mu}m$이다. 본 실험에서는 위상잠금기법을 통해 시편 내부열원의 위치와 깊이를 정확히 찾을 수 있는 초점면 위치, 노출시간 그리고 위상잠금주파수 등 최적의 조건을 찾고 그 조건에서 적외선 대물렌즈와 시편의 거리 변화에 따른 위상 변이와 깊이 정보에 대한 영향을 알아보았다. 이와 같은 반도체 내부결함에 의한 열원의 위치와 깊이 분석에 대한 연구는 품질검사용 열영상 분석장비 개발에 큰 도움을 줄 것으로 예상한다.

• 한국고분자학회지:고분자과학과기술
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• 제24권6호
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• pp.612-617
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• 2013

• 비파괴검사학회지
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• 제33권4호
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• pp.382-387
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• 2013

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.447-448
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• 2011

오래전부터 적외선은 문서감정 분야에서 사용했으나, 대부분 필기구의 분광반사 차이를 이용한 문서의 위변조에 집중되었을 뿐, 문서를 작성한 필기구들의 사용 순서에 대한 분석에는 이용하지 않았다. 문서작성의 순서를 분석하기 위해서는 보통 현미경으로 필적을 확대하여 분석하지만, 상황에 따라 분명치 않은 경우도 있다. 따라서 본 연구에서는 필기구들의 분광반사 차이를 이용하여 필기구들이 겹친 영역을 분석함으로서 문서작성에 사용한 필기구들의 사용 순서를 쉽게 판단할 수 있는 방법을 제안하고 있다. 이 방법은 필기구 사용 순서에 따라 법적인 해석에 대한 논쟁이 있을 수 있는 보험계약서 등에 적용이 가능할 것으로 기대한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권1호
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• pp.53-60
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• 2012

연구 목적: 본 연구는 치과영역에서 많이 사용되는 비귀금속 합금인 니켈-크롬 합금을 산소-아세틸렌 불꽃 납착법과 적외선 용접법을 이용해 용접하고 용접부 및 그 주변을 광학 현미경과 EPMA (Electron Probe Micro Analyzer, 전자미세현미분석기)를 통해 관찰하여 용접방법이 금속의 성상(性狀)에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 재료 및 방법: 니켈-크롬 합금을 이용하여 3.0 mm 직경, 30 mm 길이의 시편을 제작하였다. 시편은 산소-아세틸렌 불꽃 납착법, 적외선 용접법의 두 개의 그룹으로 분류하였다(n=4). 시편을 low-speed disc로 자른 후 각각을 산소-아세틸렌 토치와 적외선 용접기를 이용해 용접하였다. 용접과 마무리 후에 시편을 광학현미경으로 용접부, 5 mm 떨어진 지점, 10 mm 떨어진 지점의 3개 부위에서 관찰하고EPMA를 이용하여 분석하였다. 결과: 광학 현미경 관찰 결과 용접부에서는 두 방법 모두 다수의 파절선이 관찰되었고, 10.0 mm 떨어진 거리에서는 두 방법 모두 시편의 표면에서 파절선이 발견되지 않았으나 5.0 mm 떨어진 거리에서는 적외선 용접법에서는 시편의 표면이 다소 거칠기는 했으나 파절선은 발견되지 않았고 산소-아세틸렌 불꽃 납착 표면에서는 다수의 파절선이 관찰되었다. EPMA분석에서 적외선 용접법에 의한 방법에서는 용접부위, 5.0 mm 떨어진 부위, 10.0 mm 떨어진 부위 모두에서 시편 금속의 구성성분 비율이 제조사의 구성성분 비율과 10.0%이내의 오차를 나타내었고, 산소-아세틸렌 불꽃 납착법에서는 5.0, 10.0 mm에서는 시편금속의 구성성분이 10.0%이내의 오차를 나타내었으나, 납착 부위에서는 Ni만이 검출되어 적외선 용접법과는 차이를 나타내었다. 이와 같은 분석결과를 살펴 볼 때 적외선 용접을 시행한 시편의 구성 성분이 모금속의 성분과 유사한 것 을알수있었다. 결론: 이상의 결과로 산소-아세틸렌 불꽃 납착법보다 적외선 용접법을 이용할 때, 금속의 결함 및 성분의 변화가 적어서 좀 더 우수한 금속 보철물의 제작이 가능할 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.31-36
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• 2017

본 논문에서는 가상의 적외선 영상을 투사하여 적외선 검출기의 성능 평가를 위한 목적으로 사용되는 적외선 영상 투사장치 (Infrared scene projector, IRSP)의 내부에서 적외선을 방사하는 역할을 하는 적외선 에미터 소자에 대한 연구가 수행되었다. 적외선 에미터 소자의 구조를 설계한 후 설계된 소자의 특성 파라미터들을 추출하였으며 각 특성 파라미터에 근거한 소자의 성능을 유한 요소법을 통해 예측하였다. 또한 소자를 구성하는 각 부분의 특성에 따른 물질 선정 후 MEMS 기반 반도체 공정기술을 적용하여 에미터 단위소자를 제작하였고 중적외선 대역($3{\sim}5{\mu}m$)의 적외선을 관찰할 수 있는 적외선 영상 현미경을 사용하여 진공 환경을 갖춘 챔버 내부에서 소자의 성능을 측정한 결과 최대 423K의 유효온도 및 22msec의 응답 시간을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.129-129
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• 2010

적외선 검출소자(Infrared Photodetector)는 근적외선에서 원적외선 영역에 이르는 광범위한 파장 범위의 적외선을 이용하는 기기로서 대상물이 방사하는 적외선 영역의 에너지를 흡수하여 이를 영상화할 수 있는 장비이다. 적외선 관련 기술은 2차 세계대전 기간에 태동하였으며, 현재에는 원거리 감지기술 등과 접목되면서 그 활용 분야가 다양해지고 있다. 특히 능동형 정밀 타격무기를 비롯한 감시 정찰 장비 및 지능형 전투 장비 시스템 등에 대한 요구를 바탕으로 보다 정밀하고 신속한 표적 감지 및 정보처리 기술에 관한 연구가 선진국을 통해서 활발히 진행되고 있다. 기존의 Bolometer 형식의 열 감지 소자는 반응 속도가 느리고 측정 감도가 낮은 단점이 있으며, MCT(HgCdTe)를 이용한 적외선 검출기의 경우 높은 기계적 결함과 77K 저온에서 동작해야하기 때문에 발생하는 추가 비용 등이 문제점으로 지적되고 있다[1]. 이에 반해 화합물 반도체 자기조립 양자점(self-assembled quantum dot)을 이용한 적외선 수광소자는 양자점이 가지는 불연속적인 내부 에너지 준위로 인하여, 높은 내부 양자 효율과 온도 안정성을 기대할 수 있으며, 고성능, 고속처리, 저소비전력 및 저소음의 실현이 가능하다. 본 연구에서는 적층 InAs/InGaAs dot-in-a-well 구조를 유기금속화학기상증착법을 이용하여 성장하고 이를 소자에 응용하였다. 균일한 적층 양자점의 성장을 위해서 원자현미경(atomic force microscopy)을 이용하여, 각 층의 양자점의 크기와 밀도를 관찰하였고, photoluminescence (PL)를 이용하여 발광특성을 연구하였다. 각 층간의 GaAs space layer의 두께와 온도 조절 과정을 조절함으로써 균일한 적층 양자점 구조를 얻을 수 있었다. 이를 이용하여 양자점의 전도대 내부의 에너지 준위간 천이(intersubband transition)를 이용하는 n-type GaAs/intrinsic InAs 양자점/n-type GaAs 구조의 양자점 적외선수광소자 구조를 성장하였다. 이 과정에서 상부 n-type GaAs의 성장 온도가 600도 이상이 되는 경우 발광효율이 급격히 감소하고, 암전류가 크게 증가하는 것을 관찰하였다. 이는 InAs 양자점과 주변 GaAs 간의 열에 의한 상호 확산에 의하여 양자점의 전자 구속 효과를 저해하는 것으로 설명된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.12-17
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• 2015

본 연구에서는 기존의 열영상 측정 장치에 비해 위상잠금기법을 채용한 열영상 측정 장치의 온도분해능이 얼마나 향상될 수 있는지를 평가하기 위해 흑체시스템과 마이크로 레지스터 시편을 이용한 실험을 수행하여 개선된 온도분해능을 확인하였다. 일반적으로 적외선 열영상 측정 장치의 노이즈 수준 또는 온도분해능은 연속적으로 측정된 열영상의 픽셀별 온도의 평균과 각각의 측정값의 편차에 대한 제곱의 평균으로 정의되는 잡음등가온도차(noise equivalent temperature difference, NETD)라는 척도를 이용하여 평가되고 있다. 하지만 위상잠금 열영상 기법을 적용하면 더욱 편리한 방법을 이용할 수 있는데 이는 측정된 열영상 신호의 위상과는 무관한 온도의 진폭에 관한 정보를 이용하는 것이다. 연구결과를 통해 알 수 있듯이, 위상잠금 기법을 적용하게 되면 측정된 신호의 온도분해능 성능을 보여주는 잡음등가온도차가 크게 향상되었으며 이는 위상잠금기법이 내부적으로 수행하는 평균화 작업과 필터링 기능 때문인 것으로 판단되고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.451-451
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• 2011

적외선 소자의 재료로 쓰이는 액상 에피 성장법(Liquid phase epitaxy: LPE)으로 성장된 HgCdTe (MCT)박막의 Hg 분위기 열처리에 따른 구조적 변화를 고 분해능 투과 전자 현미경으로 관찰하였다. 일반적으로 LPE방법으로 성장된 MCT박막은 성장 방법의 특성상 Te 과다 영역의 성장용액이 사용되므로 상온 냉각 과정에서 박막 내 국부적인 Te 석출물을 형성 시킬 가능성이 높다. 또한, 성장 과정시 높은 Hg 증기압으로 인해 Hg-vacancy가 존재하므로 품질을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 본 실험에서는 Hg-vacancy와 국부적인 Te 석출물의 제거를 위해 Hg 분위기 열처리 공정을 실시하여 박막의 결정성 변화 및 국부적인 조성 변화를 관찰하였다. 실험결과, 열처리에 따른 Hg의 박막 내 공급으로 인한 이차상의 형성 등이 관찰 되었으며 부피 팽창으로 인해 격자의 변형이 관찰 되었다. 이는 투과 전자 현미경의 고 분해능 이미지 와 Gaussian mask filtering 기법으로 보여진 격자 줄무늬상 (lattice fringe)으로 확인 하였다. 또한, 열처리에 따른 국부적인 조성 편기의 해소는 high angle annular dark field scanning TEM(HAADF-STEM)을 이용하여 관찰 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.122-122
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• 2011

HgCdTe는 고성능 적외선 센서 재료로 널리 사용되고 있다. 현재 상용화된 HgCdTe 소재는 통상적으로 액상 에피 성장법으로 제조 되고 있다. 액상 에피 성장법에 의해 제조된 HgCdTe는 갓 성장 상태에서 많은 양의 Hg-공공(vacancy)을 함유하게 되며 적외선 소자의 응용을 위해서는 이러한 Hg-공공을 채우기 위한 Hg-분위기 열처리 공정을 거치게 된다. 열처리 혹은 성장 공정 시 HgCdTe 소재 내에 발생하는 마이크로 혹은 나노스케일의 조성의 변화는 응력의 집중을 가져오며 이는 전자, 혹은 정공의 응집을 가져와 소자 동작의 불균일성을 야기한다. 본 연구에서는 액상 에피 성장법으로 성장 된 HgCdTe 박막내에 존재하는 응력의 분포와 Hg-공공을 채우기 위한 열처리 과정에서 생성 또는 소멸되는 응력의 변화를 Geometric phase strain 분석법으로 관찰하였다. 분석결과, 응력의 집중된 부분은 주로 성장 시 석출된 Te 및 Hg-공공으로 부터 기인함을 확인하였다. Hg-분위기 열처리를 통하여 석출된 Te 제거 및 Hg-공공의 감소를 확인하였고 이에 따른 응력의 집중 부분도 해소됨을 알 수 있었다.