• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.305-305
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• 2007

고경도 및 내침식재료가 새로운 기계구조 및 기계 절삭공구재료로서 각광을 받고 있으며 질화붕소(BN)는 고융점, 고경도의 물리적 특성으로 다이아몬드 대체 물질로 주목되고 있다. 원하는 질화붕소의 합성을 위해서는 출발 원료와 합성법에 의존하는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 붕소 산화물과 환원제로써 활성 탄소를 출발 원료로 하였으며 치환제로써 질소를 사용하여 기상 반응로에서 질화붕소를 합성하였다. 합성된 시료는 XRD, SEM, PSA 등으로 물성을 측정하였고 합성 변수에 따라 순도의 차이를 보였으며, 본 연구를 통하여 최적의 합성 조건을 제시할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.270-270
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• 2011

전이금속(transition metal) 질화물(nitride)은 높은 경도, 내마모성, 부식 저항성 그리고 내열성 등과 같은 우수한 기계적 물성 때문에 많은 연구가 되어 왔다. 이 중 질화 티타늄은 높은 경도, 내식 및 내마모의 우수한 기계적 특성으로 공구(tool)와 같은 제품의 수명 향상을 위한 표면 코팅소재로 사용되어 왔으며, 금(gold)색의 미려한 색상을 이용한 제품의 외관 표면처리와 인체에 무해한 특성을 활용한 정형외과 및 치과용 보형물의 수명 및 안정성 향상 등 다양한 분야에 응용 되고 있다. 본 연구에서는 아크방전을 이용한 경사 코팅법으로 질화 티타늄을 합성하였으며, 경사 코팅에 따른 단층 및 다층 박막(2~3 layer)의 미세조직 변화와 그 물성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 120 $mm{\Phi}$, 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이며, 시편은 냉연강판과 SUS를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400 V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 코팅하였다. 경사 코팅을 위한 시편의 회전각은 45$^{\circ}$, -45$^{\circ}$이며, 질화 티타늄의 두께는 약 3 ${\mu}m$로 동일하게 코팅 하였다. 45$^{\circ}$ 단일층의 경우 0$^{\circ}$ 단일층보다 경도가 감소하나 zigzag 구조의 다층으로 갈수록 45$^{\circ}$ 단일층과 비교하여 확연히 경도가 증가함을 볼 수 있었다. 다층 질화 티타늄의 경사 코팅을 통해 박막의 미세조직 변화를 SEM 이미지를 통해 확인하였으며 증착 방식에 따라 경도, 조도, 반사도 등의 물성 변화가 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 이용하여 다양한 형태의 박막구조 제어를 통한 물성변화가 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.32.1-32.1
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• 2010

본 연구에서는 질화물계 발광 다이오드의 광추출효율을 향상시키기 위해서 Bi-layer나노 임프린트 리소그래피와 Lift-off 공정을 이용하여 ITO투명전극 층 상부에 TiO2 나노 패턴을 형성하였다. 발광 다이오드의 투명전극 층 상부에 UV 나노 임프린트 리소그래피를 이용하여 주기적인 폴리머 패턴을 형성한 후 폴리머 패턴 상부에 RF magnetron Sputtering 공법을 이용하여 TiO2를 증착하고 Lift-off 공정을 이용하여 TiO2 나노 패턴을 제작하였다. 그 결과를 주사전사 현미경(SEM)으로 확인한 결과 임프린트 스탬프와 동일한 나노 패턴이 질화물 계 발광다이오드 투명 전극층 표면에 주기적으로 형성되었다. TiO2 나노 패턴 형성을 통한 광추출 효율의 향상 효과를 확인하기 위해 Electroluminescence (EL) 측정한 결과 TiO2 나노 패턴이 형성된 발광다이오드 소자의 EL 강도가 나노 패턴이 없는 발광다이오드와 비교하여 12% 정도 향상 되었음을 보였고, 이는 고 굴절율 나노 패턴이 활성층에서 발생된 빛의 산란 효과를 유도하여 빛의 내부 전반사를 감소시킨 결과로 해석된다. 또한 소자의 전기적 특성평가를 위한 I-V 측정결과, TiO2 나노 패턴이 형성된 발광 다이오드의 전기적 성질이 저하되지 않았음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.182-182
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• 2012

반도체 저차원 구조에서의 독특한 광학적, 전기적 특성이 연구됨에 따라 양자점, 양자선, 양자우물과 같은 공간적으로 구속되어 있는 나노구조 형성에 관한 제작 방법과 그 특성 연구가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 Si 또는 GaAs 반도체와 달리 광소자로써 각광받고 있는 질화물 반도체의 경우, 높은 화학적, 물리적 안정성으로 인해, 화학적 에칭에 의한 나노구조 형성이 쉽지 않고, 물리적 에칭의 경우, 표면 결함이 많이 발생되는 문제점이 있어 어려움을 겪고 있다. 최근 본 연구그룹에서는 자체 개발한 고온 HCl 가스를 이용한 화학적 기상 에칭법을 이용하여, 다양한 크기, 모양의 나노구조 형성 및 이를 이용한 다양한 타입의 InGaN 나노구조 제작 및 특성에 대해 연구하였다 (Figure 1). 화학적 기상 에칭법을 이용한 나노구조의 경우, 선택적인 결함구조 제거 및 이종기판 사용에 따른 응력 감소, 광추출 효율을 증가시켜, 우수한 구조적, 광학적 특성을 보여주었고, 에칭 조건에 따른, 피라미드, 막대와 같은 다양한 나노구조를 제작하였다. 뿐만 아니라 이를 기반으로 한 다양한 InGaN 나노구조를 모델을 제시하였는데, 첫번째는 GaN 나노막대 기판 위에 형성된 고품위InGaN 양자우물구조 성장이고, 두 번째는 InGaN 양자우물을 포함하고 있는 나노막대 구조 제작, 세번째는 InGaN/GaN core/shell 구조이다 (Figure 2). 이러한 InGaN 나노구조의 경우 높은 광결정성 및 크게 감소한 내부 전기장 효과, 광방출에 유리한 구조에 기인한 우수한 광특성을 보여주고 있어 광소자로써 응용가능성이 크고, InGaN/GaN core/shell 나노구조의 경우, 나노구조 내부에 단일 InGaN양자점이 형성되어 높은 광추출효율의 양자광소자로써 활용가능성을 보여주었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TE
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• v.42 no.3
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• pp.45-50
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• 2005

A UV camera is being used in various application regions such as industry, medical science, military, and environment monitoring. A ROIC(ReadOut IC) is developed and can read the responses from UV photodiode sensors which are made with III-V nitride semiconductors of GaN series haying high resolution and high efficiency. To design FPA(Focal Plane Array) UV $8{\times}8$ ROIC, the photodiode type sensor devices are modeled as the capacitor type ones. The ROIC reads out signals from the detector at)d outputs sequentially pixel signals after amplifying and noise filtering of them. The ROIC is fabricated using the $0.5{\mu}m$ 2Poly 3Metal N-well CMOS process. And then, it and photodiode array are hybrid bonded by gold stud bumping process using ACP(Anisotropic Conductive Paste). After the packaging, UV images appearing on PC verified the operations of the ROIC.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.109-109
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• 1998

최근 들어 MOCVD 법으로 성장시킨 GaN, InGaN, AIGaN를 이용한 광소자 ( (LED, LD)와 전자소자(FET, MODFET)에 대한 관심이 고조되면서, MOCVD 법 을 이용한 GaN 중심의 질화물 반도체 성장에 관심이 집중되고 있다. 금번 실험에 사용된 MOCVD 장비는 수직형 MOCVD 장비이다. 특히, wafer c carner를 1$\alpha$)() rpm이상의 고속으로 회전시킬 수 있는 장치로서 원료 가스의 반웅 기 내에서의 흐름을 균일하게 하여 uniformity가 높은 질화물 반도체를 성장시킬 수 있다 .. GaN 에피충은 c-plane 사파이어를 기판으로 하여 11 00 "C 이상의 고온 에서 수소를 이용하여 기판을 cleaning하고, 500 "C 부근에서 핵생성충올 성장시 킨 후 1050 "C에서 trimethylgallium(TMGa)과 NI-h를 이용하여 성장시켰다. n n -GaN를 성장시키기 위해서는 SiH4을 사용하였으며, InGaN의 경우는 t trimethylindium(TMIn)을 In원 료 가스로 하여 635 - 725 "C 범 위 에 서 성 장시 켰 다. 성 장된 undoped GaN, n-GaN, InGaN는 X -ray di잔raction(XRD), H떠l m measurement, Photoluminescence(PU동올 이용하여 결정성과 전기적 및 광학적 특성올 고찰하였다 .. 2ttm 두께로 성장된 undoped G값V박막의 경우 Hall 측정결과 6 6 X lOI6/e며 정도의 낮은 도핑 농도를 보였으며, V!lII ratio(2500 - 5000)증가에 따라 결정성이 향상됨을 GaN (102)면의 X -ray e -rocking분석올 통하여 확인하 였다 .. n-GaN의 경우 SiH4양올 3 - 13 sccm으로 증가시킴에 따라 n -type 도명농 도가 선형적으로 증가하였고, 1017/c며 범위 내로 도평이 된 경우 상온에서 300 e마 N Ns 이상의 high mobility를 얻올 수 있었다 .. PL 관측 결과로부터 Si 도핑으로 인 하여 GaN bandedge emission이 강화됨을 알 수 있었다 .. InGaN 박막의 경우 성 장온도를 낮춤에 따라서 m의 양을 증가시킬 수 있었다. 또한 유량비(TMIn I T TMGa)가 1에 가까운 경 우에서도 온도를 635 "C 정도로 낮훈 경우 410 nm정도에 서 PL bandedge peak올 얻을 수 있었으며, 이 때의 반치폭은 50 meV정도의 낮 은 값을 보였다. 반치폭은 50 meV정도의 낮 은 값을 보였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.11
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• pp.987-992
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• 2001

A refractory grade low-cost silicon nitride powder was chemically analyzed, purified, and gas pressure sintered with the sintering additives. As-received powder contained a significant amount of free-Si, 0.72 wt% of Fe, 0.5 wt% of al and 0.31 wt% of Ca. Oxygen and carbon contents of the powder were 3.3 wt% and 0.4 wt%, respectively, and it consisted of 96% of $\beta$-phase and 4% of $\alpha$-phase. After lowering the Fe content and nitriding treatment, the powder was sintered with 6 wt% yttria and 2 wt% alumina for 1 h between 1823 K and 2123 K in order to examine the sintering behavior. Fully dense samples were obtained by sintering at 2123k for 2h. For comparison, a commercially available high-grade powder was also sintered at the same time. The low-cost powder showed much slower densification rate than the high-grade powder. Fully dense sample prepared from the low-cost powder contained a number of coarse grains with a low aspect ratio, and its hardness, fracture toughness, flexural strength and thermal shock resistance were not as good as those of the sample prepared with the high-grade powder.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.18 no.3
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• pp.85-88
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• 2008

We calculated the electronic structures of substituted cobalt nitrides, that is $FeCo_3N$ and $NiCo_3Ni$, by using the all electron fullpotential linearized augmented plane-wave (FLAPW) energy band method, and investigated the influence on the magnetic properties of $Co_4N$ due to the substitution of Co atom located at corner sites by iron and nickel atoms. We found that the magnetic moments of CoII atoms located at the face-center positions in these compounds are almost same to that of $Co_4N$. The magnetic moments of Fe and Ni atoms in $FeCo_3N$ and $NiCo_3Ni$ are 3.086 and $0.795\;{\mu}_B$, and they have the localized nature of magnetism.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.13 no.1
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• pp.11-18
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• 2000

최근 10여년 사이에 III-nitride 화합물 반도체가 전 세계적으로 주목을 받고 있다. 이는 질화물의 조성에 따라 자외선 영역에서 가시 광선의 전 파장, 측 자색에서 적색 영역대의 광소자 및 고온 고출력 전자소자에 쓰일 수 있기 때문이다. 지금까지 고휘도의 청색, 녹색 LED(Light Emitting Diode)는 상용화되어 있어, UC LD(Ultra-Violet Laser Diode)는 10,000 시간 상온 연속 발진에 성공하여 상용화의 단계에 이르고 있다. 그러나 많은 연구 투입에 비례하여 얻어지는 결과물의 효율은 그리 높지 않은 분야로 LED를 수준 급으로 상용화하는 곳은 세계에서 5개정도로 국한되면, 그 기술이 전파됨이 그리 쉽지 않다. LD(laser Diode)의 경우 상용화 초기 단계로 보편적 신뢰성을 확보하기까지는 또 다른 breakthrough 확보가 필요하며, 궁극적인 기술 전개는 기판을 해결하는 것에서 올 수 있다. 본 논문에서는 이러한 III-nitride 반도체 소자 개발을 가능하게 한 MOCVD(Metaloganic Chemical Vapor Deposition) 결정 성장 방법과, 기존에 사용화 되어 있는 LED 소자 특성 및 국내외 개발 동향 및 향후 발전 방향을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.04b
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• pp.8-8
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• 2002

서멧이란(Cermet) '세라믹 경질상과 금속 결합상의 복합체"를 의미하나 절삭 골구계에서는 좁은 의미의 "TiC 혹은 Ti(CN)을 바탕을 Ni,Co를 결합상으로 하는 초경재료"를 의미한다. 이런한 서멧은 전략 물질적 성격이 강한 Co,W로 구성된 WC-Co 초경 합금을 대체하기 위해 고안되었는ㄴ데 ㄴ놓은 경도와 고온에서의 화학적 안정성, 낮은 비중과 저렴한 원료 가격등이 장점이나 WC-Co에 비해 상대적으로 낮은 인성이 문제점으로 지적 되어왔다.TiC-Ni 서멧의 낮은 인성을 향상시키기 위해 Ti(CN) 고용체를 바탕으로 하고 제2ㅇ, 제3의 탄화물이나 질화물을 첨가하는 개발 연구가 과거 30여 년간 진행되어왔다. 그러나 많은 연구결과가 조성 개발 위주로 진행되어 왔고, 또 실험간의 불일치와 재현성 결여로 인해 보여진 여러 현상에 대한 보편적인 결론을 내리기 힘든 점이 있었다. 특히, 미세구조와 기ㅔ적 특성에 관한 통합적이고 조직적인 연구가 진행되지 못하였다. 이번 발표에서는 발표자 실험실에서 지난 8 년 간 행하여 온 실험 결과를 바탕으로 탄화물서멧에 나타나는 독특한 현상, 고용체 탄질화물의 열역학적 안정성, 서멧 재료의 유심구조, 표면 에너지 및 strain, 에너지가 미세 구조 형성에 미치는 영향, 그리고 표면층 형성 등 서멧 개발에 관한 중요 관심사에 대해 간단히 살펴보려고 한다.해 간단히 살펴보려고 한다.