• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.129.1-129.1
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• 2016

반도체, 디스플레이, PC 등 전자기기의 경우 소자 내 발생된 열로 인해 기기의 성능 및 효율, 수명 등이 감소하기 때문에 이러한 내부 열을 외부로 방출시켜줄 필요가 있다. 일반적으로 heat pipe나 냉각 팬(fan) 등의 외부장치에 의해 강제적으로 냉각해주는 기술이 있지만 휴대용 디바이스와 같이 작은 전자기기의 경우 소자 자체적으로 열전도 특성이 뛰어난 기판을 사용하여 열전도에 의해 열이 소자 밖으로 방출될 수 있도록 방열 설계를 해주어야 한다. 따라서 소자 전체를 지지해주고 열전도에 의해 방열 기능을 해주는 방열기판에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 가장 많이 사용되어지는 세라믹 방열기판으로는 알루미나가 있지만 보다 소자의 집적화와 고성능화로 인하여 열전도도가 높은 질화규소 기판의 요구가 증대되고 있다. 하지만 이러한 질화규소기판에 금속전극을 형성하는 기술은 종래의 알루미나 기판에 이용한 DPC(Direct Plated Copper), DBC(Direct Bonded Copper)기술을 적용할 수 없다. 그래서 현재는 메탈블레이징을 이용하여 전극을 형성하지만 공정비용 및 대형기판에 형성이 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 질화규소 방열기판에 전기화학공정을 통하여 밀착력이 우수한 금속 전극 회로층 형성에 대한 연구를 진행하였다. 질화규소 방열기판에 무전해 Ni 도금을 통하여 금속층을 형성하는데 이 때 세라믹 기판과 금속층 사이의 낮은 밀착력을 향상시키기 위해 습식공정을 통하여 표면처리를 진행하였다. 또한 촉매층을 $Pd-TiO_2$ 층을 이용하여 무전해 도금공정을 이용하여 Ni, 전극층을 형성하였다. 질화규소 표면에 OH기 형성을 확인하기 위해 FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)분석을 실시하였으며 OH 그룹 형성 및 silane의 화학적 결합으로 인해 금속 전극층의 밀착력이 향상된 것을 cross hatch test 및 scratch test를 통해 확인하였고 계면 및 표면형상 특성 등을 분석하기 위해 TEM(Transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), AFM(Atomic-force microscopy)등의 장비를 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.60-60
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• 1999

단결정 다이아몬드의 열전도도는 약 22W/cm.K로 열전도도가 가장 큰 물질로 알려져 있으며, 비저항은 10$\Omega$.cm 이상의 높은 값을 갖는다. 대부분 열전도도가 큰 것으로 알려진 물질들은 Cu, Ag 등과 같이 전자의 흐름에 의하여 열이 전도되기 때문에 큰 전기전도도를 함께 갖는 것일 일반적이다, 그러나, 다이아몬드는 빠른 phonon의 이동에 의하여 열전도가 이루어지므로 전기적으로 절연 특성을 갖으면서도 큰 열전도가 가능하다. 단결정 다이아몬드는 고방열 절연체로서 이상적인 물질 특성을 보여준다. 전기절연성을 갖는 열전도층으로 다이아몬드를 이용하기 위해서는 저가로 제조가 용이한 화학기상증착법을 이용하여야 한다. 화학기상증착법으로 제조된 다결정 다이아몬드 박막의 열전도도는 약 21W/cm.K로 여전히 매우 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있지만, 비저항 값은 인위적으로 도핑을 전혀 하지 않은 상태에서도 106$\Omega$.cm 정도의 낮은 값을 갖는다. 전혀 도핑을 하지 않았음에도 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여 주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기 전도성을 갖는 특이한 특성을 다결정 다이아몬드가 보여주고 있으므로 이에 대한 연구는 주로 전기전도성의 원인을 규명하는데 집중되고 있다. 아직 명확한 전도 기구는 제안되고 있지 못하지만 전도성의 원인은 수소와 관련이 있고 전도는 표면을 통하여 이루어진다는 것이다. 산(acid)을 이용하여 다결정 다이아몬드 박막을 세척하면 전기 전도성이 사라지고 높은 저항값을 갖는 박막을 얻게 되는데 박막을 세척하는 공정은 박막의 표면만을 변호시키므로 표면에 있던 전기전도층이 용액 처리를 통하여 제거되므로 전도성이 사라진다고 생각하는 것이다. 그러나, 본 연구에서는 두께가 두꺼울수록 저항값이 증가하는 것이 관찰되었고 기존의 측정방식인 수평적인 저항 측정법에 대하여 수직적 방향으로 저항을 측정하면 저항값이 1/2 정도 작게 측정되었다. 다결정 다이아몬드에서 표면을 통하여 전류가 흐른다면 박막의 두께에 따른 변화가 나타나지 않아야 하고 수직적인 전류 측정법이 오히려 더 큰 저항을 보여주어야 한다. 기존의 표면 전도 모델로는 설명되지 못하는 현상들이 관찰되었고 정확한 전기 전도 경로를 확인하기 위하여 전해 도금법으로 금속들이 석출되는 모습을 관찰하였다. 이 방법을 통하여 다결정 다이아몬드에서 전류는 결정입계를 통하여 전도됨을 알 수 있었다. 온도에 따른 다결정 다이아몬드의 전기전도도 변화를 관찰하였고 이로부터 활성화 에너지 값을 구할 수 있었다. 다결정 다이아몬드의 전도도는 온도에 따라서 0.049eV와 0.979eV의 두 개의 활성화 에너지를 갖는 구간으로 나뉘어졌다. 이로부터 다결정 다이아몬드에는 활성화 에너지 값이 다른 두 종류의 defect level이 형성되는 것으로 추정할 수 있고 이 낮은 defect level에 의하여 전도성을 갖는 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.352-352
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• 2015

PVD(Physical Vapor Deposition)법은 제작 조건에 따라 그 특성이 변하므로 원하는 재료 특성을 얻기 위해서는 모폴로지, 결정배향성 등에 따른 코팅막의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 Al-Mg 막을 제작하였고, 제작된 막들에 대한 형성 메커니즘과 내식성 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 분석을 진행하였다. 또한 염수분무 및 전기화학적 양극분극 시험을 통해 Al-Mg 막의 표면 및 단면 모폴로지가 내식특성에 미치는 영향을 고찰하였다. Al-Mg 막의 모폴로지 관찰결과 Mg 함량 및 열처리 조건에 의해 단면의 주상정 형태는 입상정 또는 무형태로 변화하였고, 표면의 모폴로지는 미세하고 치밀해지는 것으로 나타났다. 결과적으로 무형태의 단면 모폴로지와 미세하고 치밀한 표면 모폴로지를 갖는 막이 우수한 내식성을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.2
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• pp.124-132
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• 2007

This work investigated a fabrication way of stable platinized Ti electrode and evaluated the electrochemical characteristics of the Sn-modified platinized Ti electrode in nitrate solution. A Pt electro-plating way to form some open special clearances within the Pt coating layer on etched Ti substrate was very important to remove effectively the residual contaminate due to plating solution out of the fabricated electrode surface and to maximize the actual electrode surface area contacting solution. Both boiling and electro-cleaning processes of the fabricated electrode was essential to obtain a stable platinized-Pt electrode with reproducible and stable surface property which was necessary for the correct evaluation of Sn coverage on the electrode. The electro-cleaning caused a morphology change of the platinized Ti electrode surface with some downy hair-like polyps formed during the deposition disappearing, which made the electrode stable. The Sn-modified platinized Ti electrode in this work showed the best electro-activity for nitrate reduction, when it was fabricated through the Pt electro-plating of about 30 minutes.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.368.2-368.2
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• 2014

$SnO_2$을 이용한 반도체는 기체 센서, 트랜지스터, 태양전지와 같은 여러 분야에 적용 가능하기 때문에 많은 각광을 받고 있다. $SnO_2$을 이용한 반도체 소자는 높은 화학적 안정성과 독특한 물리 화학적 특성을 지니고 있을 뿐만 아니라 부피에 대한 높은 표면적 비율을 가지고 있다. 우수한 $SnO_2$나노구조를 얻기 위해서 전자관 박막증착, 졸겔법, 물리적 증기증착, 열증착과 같은 다양한 방법들이 사용되었다. 다양한 합성 방법들 중에서 전기화학 증착법은 높은 성장율, 대면적 공정, 낮은 가격과 같은 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되었지만, $SnO_2$ 구조의 성장조건에 따른 체계적인 연구는 진행되지 않았다. 본 연구는 indium-tin-oxide (ITO)로 코팅된 유리 기판 위에 전기화학 증착법을 사용하여 다양한 성장 조건에 따라 성장된 $SnO_2$나노구조들의 물리적 특성들을 관찰하였다. ITO 유리 기판 위에 성장된 $SnO_2$나노구조는 음극의 전구체와 전류의 상호작용에 의해 생성되는 산소 분자의 환원에 의해 형성된다. $SnO_2$나노구조의 모양은 전기화학 증착의 성장 환경에 따라 달라진다. $SnO_2$나노구조를 관찰하기 위해 시간에 따른 전압-전류, X-ray광전자분광법, 주사형전자현미경, X-ray회절분석법을 사용하여 측정하였다. ITO 유리 기판 위에 성장한 $SnO_2$ 소자에 서로 다른 인가 전압을 가해 주었을 때에 따른 전류밀도를 측정하였다. 일정한 인가전압에서 $SnO_2$나노구조의 X-ray광전자분광법 측정 을 통해 화학적 결합과 X-ray회절분석법 통한 $SnO_2$ 성장 방향을 관찰하였다. 주사형전자현미경 측정을 통하여 $SnO_2$의 표면을 관찰하였다

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.133-133
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• 2012

플라즈마 전해산화(Plasma Electrolytic Oxidation;PEO) 피막은 Anodizing 피막에 비해 화학 부식성, 플라즈마 부식성 등의 특성이 뛰어나지만 표면 거칠기는 Anodizing 피막이 우수한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 PEO 피막의 제작시 사용된 Power Supply의 펄스 변조(PAM, PWM 방식)을 통하여 표면 거칠기를 제어하는 방법에 대한 실험을 수행하였다. 그리고 펄스 변조 전후의 시편의 내전압과 플라즈마 부식성 등의 특성을 비교하였다. 또한 펄스 변조 전후 PEO 시편과 Anodizing 시편의 표면 거칠기, 내전압, 플라즈마 부식성 등의 특성을 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.149-149
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• 2013

본 연구에서는 선박, 자동차 및 가전 제품용 표면처리 강재 및 아연도금 소재를 대상으로 외관도장의 특성향상 방안에 대하여 검토하였다. 특히, 도장의 밀착성과 내충격성 향상을 위하여 제품의 소재특성으로부터 물리적 화학적 전처리와 인산염 피막처리 및 최종도장에 이르기까지 각 공정이 도장 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 각 공정조건에 따라 처리한 도장특성 평가 결과에 의하면, 인산염 피막의 균일-미세한 분포가 도장의 밀착성과 내충격성 향상에 주요한 영향을 미친 것으로 확인되었다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.111-114
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• 2001

폴리프로필렌 섬유는 강도, 인성, 내마모성, 레질리언스 등의 물리적 성질이 우수하여 각종 산업용 소재로 폭 넓게 사용되고 있다[1]. 그러나 폴리프로필렌은 장점도 많지만 분자구조 특성으로 인하여 대전방지성, 소수성 등과 같은 표면특성들이 좋지 안은 단점도 있다[2,3]. 따라서 폴리프로필렌의 표면특성을 개질 하기 위하여 금속화합물, 고분자 첨가제를 혼합시키는 방법[4,5], 물리적ㆍ화학적으로 섬유를 처리하는 방법, 공중합과 벨렌드에 의한 방법 등이 사용되어 왔으며, 최근에는 유기물 고분자에 비하여 내열성, 내절연성, 그리고 표면특성이 우수한 실리콘을 공중합하여 변성수지를 개발하거나 블렌드하는 방법등이 이용되고 있다. (중략)

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.11
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• pp.964-968
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• 1997

Si(001)기판 위에 형성시킨 Zr-silicide의 전기적, 물리적 특성에 관한 연구를 하였다. Zr 박막은 전자빔 증착기를 사용하여 증착하였으며, 50$0^{\circ}C$ 열처리하여 Zr-silicide를 형성시켰다. 각 온도에서 열처리된 Zr-silicide시편의 상형성, 전기적 특성, 화학적 조성, 표면 및 계면 형상을 XRD, four-point probe, AES, TEM과 HRTEM으로 분석하였다. 분석 결과 $600^{\circ}C$부터 Zr과 Si기판의 계면에서 C49 ZrSi$_{2}$의 생성이 관찰되었다. Zr-Silicide박막의 비저항은 C49 ZrSi$_{2}$의 형성에 영향을 받는 것으로 관찰되었으며, 50$0^{\circ}C$ 열처리 후에는 184.3 $\mu$Ω-cm로 낮아졌으며, C49 ZrSi$_{2}$가 박막에 완전히 형성된 80$0^{\circ}C$ 열처리 후에는 32$\mu$Ω-cm의 낮은 저항을 나타내었다. 형성된 C49 ZrSi$_{2}$박막은 균질한 화학적 조성을 하고 있음을 AES 분석으로 확인하였다. Zr-silicide의 표면 및 계면의 형상을 TEM과 HRTEM으로 관찰하였으며, $600^{\circ}C$ 열처리 후에 계면에서 ZrSi$_{2}$의 상형성이 시작되는 것을 관찰하였다. 80$0^{\circ}C$ 열처리 후에도 계면과 표면형상은 비교적 균질한 형상이 유지되었음이 관찰되었으며, 이는 C49 ZrSi$_{2}$가 높은 온도에서도 잘 응집되지 않으며 고온 안정성을 가지는 재료임이 관찰되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.134-134
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• 2010

Ga-In-Zn-O 물질은 비정질상태에서 높은 전하 운동성을 가지고 있으며 차세대 투명전극 thin film transistor 대안 소재로 각광받고 있다. 그런데 이 물질은 ion sputtering에 따라 전기적인 특성에 큰 변화가 관찰되고 있으며, 이는 표면에서의 화학적 상태가 전기적 특성을 좌우할 것이라는 것을 의미한다. 또한 보다 안정적이고 신뢰적인 소자를 구현하기 위해서는 ion sputtering에 의한 표면에서의 화학적 특성 변화를 이해하는 것이 매우 중요하다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 $Ga_2O_3:In_2O_3$:ZnO의 비율이 각각 1:1:1, 2:2:1, 3:2:1 그리고 4:2:1인 시료를 $Ne^+$이온을 이용하여 sputtering하면서 표면에 민감한 분광분석 기법인 x-ray photoelectron spectroscopy와 x-ray absorption spectroscopy를 이용하여 분광정보의 변화들을 연구하였다. 실험에 의하면, Ga 3d의 양에 비해서 In 4d, Zn 3d의 양은 sputtering 시간에 따라서 각 각 양이 줄어들었으며, 전체적으로 보다 산화가가 높은 경향을 보였으며, valence band maximum 근처에 subgap state를 형성하는 것을 관찰하였다. 또한 sputtering을 계속하는 경우 In 3d, In 4d, 및 Fermi energy 근처에 metallic state가 형성되는 것을 관찰하였다. 이러한 subgap state와 metallic state의 관측은 각기 sputtering에 따라서, 아직 명확하지는 않지만, surface state의 형성 및/혹은 oxygen interstitial의 형성 그리고 metallic In의 형성 및/혹은 oxygen defect의 형성이 이루어지는 것을 의미한다.