• 비파괴검사학회지
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• 제28권1호
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• pp.46-53
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• 2008

복합재료의 내부 결함 평가를 위해 일반적으로 적용되어온 초음파 C-스캔 기법은 섬유자동 배열을 통한 정밀 성형 공정에 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 복합재료의 정밀 성형 공정 중에 발생되는 각종 내부 결함들을 비파괴적, 비접촉으로 평가하기 위한 새로운 하이브리드 초음파 평가 기법을 확립하는데 목적이 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 초음파 산란 반사(scattering reflection) 방식을 토대로 한 새로운 이중 피치-캐치(dual pitch-catch) 기법을 확립하여 기존의 결함평가를 위해 시험편의 스캔에 소요되는 시간을 줄이면서 우수한 결함 영상을 얻을 수 있는 새로운 하이브리드 기법을 개발하였다. 즉 두 가지 종류의 열경화성 및 열가소성 복합재료(carbon/epoxy, carbon/PPS) 적층판의 내부 박리(delamination) 결함의 영상화를 위하여 레이저를 이용한 유도 초음파의 발생 및 이중 피치-캐치(pitch-catch)방식을 토대로 한 비접촉식 공기 정합 트랜스듀서(air-coupled transducer)를 이용하여 결함 영상을 얻기 위한 핵심 알고리즘을 확립하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.327-327
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• 2012

사파이어는 우수한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, 청색 발광특성을 나타내는 GaN와 격자상수, 열팽창 계수가 가장 유사할 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴하기 때문에 GaN 성장을 위한 기판으로 사용될 수 있다. 실제로 사파이어는 프로젝터와 전자파 장치, 군사용 장비 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 발광 다이오드(LED)를 위한 기판으로 활용됨으로써 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 그러나 사파이어 결정의 성장 중에 생길 수 있는 전위(dislocation)와 적층결함(stacking fault) 등의 결정 결함들은 결정 내에 존재하여 역학적, 전기적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 사파이어가 청색 발광소자의 기판으로 사용되는 경우, 사파이어 기판 내부의 결정 결함은 증착되는 박막 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 사파이어의 보다 나은 응용을 위해서는 결정 결함에 대한 평가기술과 결함의 형성 메커니즘 등에 대한 이해가 필요하다. 특히, 결함의 정량적 평가 기술의 개발은 사파이어의 상용화에 중요한 핵심요소 중 하나이다. 결정을 산이나 염기 등을 이용하여 화학적 식각을 하게 되면 분자나 원자 간의 결합이 약한 부분이나 높은 에너지 상태에 있는 부분부터 반응을 하게 되는데, 이러한 반응을 통해 결정의 표면에 형성되는 것을 에치 피트(etch pit)라고 한다. 일반적으로 결정 내에 존재하는 전위는 높은 에너지 상태이므로, 이러한 에치 피트는 전위와 관련되어 있다. 따라서 사파이어 결정과 같은 결정질 물질은 표면의 식각을 통하여 관찰되는 에치 피트 등의 형상이나 반응성 등을 평가하여 결정 특성을 연구할 수 있다. 본 연구는 화학적 식각법으로 사파이어 결정의 특성을 평가하기 위하여 진행하였다. 사파이어 결정의 식각을 위하여 다양한 산-염기 용액들이 사용되었다. 식각 용액의 종류에 따른 사파이어 결정의 식각거동을 연구하고, 표면에 나타나는 형상을 연구하여 사파이어 결정의 구조적 특성을 파악하였다. 특히, 에치 피트 형성거동의 시간 및 온도 의존성에 관한 연구를 진행하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.299-306
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• 2001

본 논문에서는 ESPI 시스템을 이용하여 복합재료 구조물의 인위, 자연 결함을 검출하였다. 복합재료 구조물에서의 ESPI의 적용성을 알아보기 위해 복합재료 적층판 시험편, 하니컴 구조물 시험편, 접착조인트 시험편을 사용하였다. 결함을 검출하기 위해 시편의 표변변형을 쉽게 발생시킬 수 있는 열하중법을 선택하였다. 실험결과는 ESPI를 이용하여 복합재료 구조물의 결함을 쉽게 검출말 수 있고, 다른 여러 복합재료 구조물의 결함의 걸출에도 적용할 수 있을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.19-26
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• 2002

본 연구에서는 레이저 계측시스템을 이용하여 복합재료 구조물의 실제결함을 검출하였다. 다양한 하중을 적용하여 충격에 의한 복합재료 적층판의 층간분리, 하니컴 구조에서의 접착분리, 복합재료 적층판의 자유단 층간분리, 그리고 접착조인트 구조의 접착부위 접착부위와 같은 네 종류의 시험편을 제작하였고 ESPI와 전단 간섭계의 레이저 계측시스템으로부터 결함을 검출하였다. 열하중 방법을 통하여 시험편의 표면에 변형을 쉽게 일으켜 결함을 검출하였다. 실험결과 복합재료 구조물의 실제결함을 ESPI와 전단 간섭계로부터 쉽게 검출하였으며 더 나아가 ESPI와 전단 간섭계로부터 다양한 종류의 복합재료 구조물의 결함을 검출하는데 있어서 유용하게 이용될 것으로 사료된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.185-193
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• 1996

(100) Si wafer를 $2.5^{\circ},\;5^{\circ}$ 기울인 뒤, dry $O_{2}$ 분위기에서 산화시킴으로써, 시편들 간의 산화 거동 및 산화에 의한 적층 결함 특성의 차이를 알아보았다. 시편을 $900~1200^{\circ}C$에서 산화시키고 ellipsometer로 두께를 측정한 결과 저탈각 (100) Si이 (100) Si보다 산화 속도가 빨랐으며, $5^{\circ}$ off면이 $2.5^{\circ}$ off면보다 더 빨랐다. 결정방향에 따른 산화속도 차이는 산화 온도가 높아질수록 줄어들었다. 각 시편의 속도 상수에 대한 활성화 에너지는 포물 성장 속도 상수의 경우 (100) Si, $2.5^{\circ}$ off (100) Si, $5^{\circ}$ off Si이 각각 27.3, 25.9, 27.6 kcal/mol이였고, 선형 성장 속도 상수는 58.6, 56.6, 57.4 kcal/mol이였다. 또한, 두 시편에 대해 산화막을 선택 식각하 고 광학 현미경으로 관찰하여, (100) Si에 비해 $5^{\circ}$ off된 면의 산화에 의한 적층 결함 밀도가 훨씬 낮음을 확인하였고, 적층 결함 간의 각도가 달라짐을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.27-34
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• 1999

We investigated the effect of mechanical back side damage in viewpoint of electrical and surface morphological characteristics in Czochralski silicon wafer. The intensity of mechanical damage was evaluated by minority carrier recombination lifetime by laser excitation/microwave reflection photoconductance decay technique, atomic force microscope, optical microscope, wet oxidation/preferential etching methods. The data indicate that the higher the mechanical damage degree, the lower the minority carrier lifetime, and surface roughness, damage depth and density of oxidation induced stacking fault increased proportionally.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.239-241
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• 2009

DRIE(Deep Ion Reactive Etching) 공정은 실리콘 웨이퍼를 식각하는 기술로서 Si wafer 비아 홀 제조에 주로 사용되고 있다. 즉, DRIE 공정은 식각 및 보호층 증착을 반복함으로써 직진성 식각을 가능하게 하는 공정이다. 또한, 3차원 적층 실장에서 Si wafer 비아 홀에 결함없이 효과적으로 구리 충진을 하기 위해서는 직각형 via보다 경사벽을 가진 via가 형상적으로 유리하다. 본 연구에서는 3차원 적층을 위한 Si wafer 비아 홀의 결함 없는 효과적인 구리 충진을 위해, DRIE 공정을 이용하여 기존의 경사벽을 가지는 via 흘 형성 공정보다 더욱 효과적인 공정을 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.13-19
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• 2021

n형 SiC 반도체에서 적층 결함이 열전 물성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. ��-SiC 분말 성형체를 질소 분위기에서 1600~2100 ℃, 20~120분간 열처리해서 30~42 %의 기공률을 갖는 다공질 SiC 반도체를 제작하였다. X선 회절 분석으로 적층 결함량, 격자 스트레인 및 격자 상수를 산출하였고, 미세 구조 분석을 위해서 기공률 및 비표면적 측정과 함께, 주사 전자현미경 (SEM), 투과 전자현미경 (TEM) 및 고분해능 전자현미경 (HREM) 등을 관찰하였다. Ar 분위기 550~900 ℃에서 도전율과 Seebeck 계수를 측정 및 산출하였다. 열처리 온도가 높을수록, 처리 시간이 길어질수록 캐리어 농도 증가 및 입자와 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 향상되었다. 도너로 작용하는 질소의 고용으로 Seebeck 계수는 음(-)의 값을 나타내었고, 도전율과 마찬가지로 열처리 온도 및 시간이 상승함에 따라 Seebeck 계수의 절대 값이 증가하였다. 이는 적층 결함의 감소, 즉 입자 및 결정 성장과 함께 적층 결함 밀도의 감소에 의해 포논의 평균 자유 행정이 증가해서 결과적으로 포논-드랙 효과에 의한 Seebeck 계수의 향상으로 나타난 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.108.1-108.1
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• 2014

제품의 고성능 사양을 위해 초미소 크기(Nano Size)의 구조를 갖는 제품들이 일상에서 자주 등장한다. 대표 제품은 주변에서 쉽게 접할 수 있는 전자제품의 반도체 칩이다. 반도체 칩 소자 구조는 크기를 줄이는 것 외에도 적층을 통해 소자의 집적도를 높이는 방향으로 진화를 하고 있다. 복잡한 구조로 인해 발생되는 여러 반도체 결함 중에 TSV 결함은 현재 진화하는 반도체 칩의 구조를 대변하는 대표 결함이다. 이 결함을 효율적으로 검출하고 다루기 위해서는 초미소 크기(Nano Size)의 결함을 비파괴적인 방법으로 가시화하고 분석하는 장비가 필요하다. X-ray 시스템은 이러한 요구를 해결하는 훌룡한 한 방법이다. 이 논문에서는 X-ray 시스템의 구성 및 위의 TSV 결함을 검출하고 분석하기 위한 시스템의 특징에 대해 설명을 한다. X-ray 시스템은 크게 X선을 발생시키는 X선튜브와 대상 물체를 투과한 X선을 영상화하는 디텍터, 대상물체의 영상화를 위해 물체를 적절하게 구동시키는 이동장치로 구성되어 있다. 초미소크기(Nano Size)의 결함 검출을 위해서는 X선 튜브, 디텍터, 이동장치에 요구되는 사양의 복잡도, 정밀도는 이러한 시스템의 개발을 어렵게 만든다. 이 논문에서는 이러한 시스템을 개발 시에 시스템 핵심 요소의 특징을 분석한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.444-450
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• 2010

본 연구에서는 전류 4단자 전위차법을 이용한 전기비저항을 측정하여 반복피로손상을 받은 구리와 구리합금의 미시적 열화를 평가하였다. 서로 매우 다른 적층결함 에너지를 갖는 구리(Cu)와 구리합금(Cu-35Zn)에 대해 반복피로손상을 가하고 이들 재료에서 발달한 전위구조와 전기비저항 간의 관계를 연구하고자 하였다. Cu는 전위셀 하부구조를 형성하였지만, Cu-35Zn 합금은 피로사이클에 따라서 전위밀도는 증가하고 평면배열의 전위구조를 형성하였다. 전기비저항은 두 재료 모두에서 피로변형 초기 단계에서 급격하게 증가하였다. 더욱이, 피로시험 후 구리는 약 7 % 그리고 구리 합금은 약 6.5 % 변하였다. 이러한 일관적인 결과들로부터, 반복적인 피로에 의해 발달한 전위 셀구조는 평면배열의 전위구조보다도 전기비저항에 매우 민감한 것으로 판단된다.