• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.202-202
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• 2010

최근 반도체 소자의 미세화에 따라, 단채널 효과에 의한 누설전류 및 소비전력증가 등이 문제가 되고 있다. DRAM의 경우, 캐패시터 영역의 축소문제가 소자집적화를 방해하는 요소로 작용하고 있다. 1T-DRAM은 기존의 DRAM과 달리 캐패시터 영역을 없애고 상부실리콘의 중성영역에 전하를 저장함으로써 소자집적화에 구조적인 이점을 갖는다. 또한 silicon-on-insulator (SOI) 기판을 이용할 경우, 뛰어난 전기적 절연 특성과 기생 정전용량의 감소, 소자의 저전력화를 실현할 수 있다. 본 연구에서는 silicon-germanium-on-insulator (SGOI) 기판을 이용한 1T-DRAM의 열처리온도에 따른 특성 변화를 평가하였다. 기존의 SOI 기판을 이용한 1T-DRAM과 달리, SGOI 기판을 사용할 경우, strained-Si 층과 relaxed-SiGe 층간의 격자상수 차에 의한 캐리어 이동도의 증가효과를 기대할 수 있다. 하지만 열처리 시, SiGe층의 Ge 확산으로 인해 상부실리콘 및 SiGe 층의 두께를 변화시켜, 소자의 특성에 영향을 줄 수 있다. 열처리는 급속 열처리 공정을 통해 $850^{\circ}C$와 $1000^{\circ}C$로 나누어 30초 동안 N2/O2 분위기에서 진행하였다. 그리고 Programming/Erasing (P/E)에 따라 달라지는 전류의 차를 감지하여 제작된 1T-DRAM의 메모리 특성을 평가하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.1 no.1
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• pp.54-61
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• 1991

YBCO films deposited on MgO(100) and Si(100) by rf-magnetron sputtering using stoichiometric single target were annealed under oxygen atmosphere at $880^{\circ}C$ for 1 hr. The microstructure and superconducting properties of YBCO thin films depended on the composition of pre-annealed thin films. Basal planesuperconducting particles grown on MgO(100) substrate had small and rod-like shade due to preferred orientation, while superconducting film grown on the basal plane-superconducting particles showed round-shape particles. If pre-annealed thin film had nonstoichiometric composition, liquid phase was formed during the heat treatment, which made it easy for particles to grow in the preferred orientation and thus to form textured structure. But the thin films with the textured structure did not show good superconducting properties, especially $T_c$, since the liquid phase transformed into second phase in the grain boundary during the cooling. The effect of the second phase on $T_{c, \;zero}$ was greater than that on $T_{c, \;on}$.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1559-1561
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• 2002

적외선 확산반사형 결정화유리를 응용한 레이저 여기용 공진기를 제작하여 미세구조 분석 및 레이저 여기 효율특성을 조사하였다. 출발물질로는 Cordierite를 주결정상으로 하는 MAS(MgO, $Al_2O_3$, $SiO_2$) 3성분계 조성에 결정화 유도용 조핵제로 $TiO_2$를 첨가하였으며, 형성된 유리 용융물을 흑연제 몰드에 부어 공진기를 제조하였다. 용융물 중 일부를 2단계 열처리를 행하여 상분석을 실시한 결과 Cordierite($2MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}5SiO_2$)와 Rutile($TiO_2$)이 주결정상으로 관찰되었으며, 열처리 온도를 변화시켜 생성된 입자의 크기에 따른 확산반사율간의 관계를 조사한 결과, $1100{\sim}1200nm$에서 열처리된 시편의 경우 $500{\sim}2200nm$의 영역에서 95% 이상의 확산반사율을 나타내었다. 대표적인 고체레이저인 Nd:YAG의 경우, $700{\sim}900nm$ 파장이 주흡수대이며, 이를 결정화유리로 제조된 공진기의 레이저 효율특성실험에 이용하였다. 수냉 및 단일 펄스의 조건에서 $1.7{\sim}1.9%$의 효율을 나타내었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.2
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• pp.141-146
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• 1998

Ball mill을 이용하여 Ar 분위기에서 기계적 합금법으로 $Fe_{ 5}$$Si_{x}$ $B_{5-x}$ 분말을 제조하고, 제조된 분말을 연속 진공 열처리 시킨 후 Si첨가에 따른 결정구조 및 자기적성질을 조사하였다. 250시간 볼밀처리한 Fe$_{5}$ $B_{5}$ 합금에서 전체적으로 비정질 구조가 형성되었으나 일부분에 결정질이 존재하고 있었으며, $800^{\circ}C$에서 2시간 열처리하면 FeB와 $Fe_{2}$B 상이 혼재된 구조를 얻었다. 250시간 볼밀처리한 $Fe_{5}$ $Si_{2}$$B_{3}$합금에서 전체적으로 비정질 구조를 얻을 수 있었고, 이 시료를 2시간, $800^{\circ}C$로 열처리 하였을 때 $Fe_{2}$B상은 사라지고, 대부분 FeB의 균질한 상을 나타내었다. $Fe_{5}$ $B_{5}$ /조성에서는 분말 입자크기가 약 $1\mu\textrm{m}$이었으나, Si이 첨가되면 분말 입자크기가 약 $10\mu\textrm{m}$로 커졌다. Si의 첨가에 의해서 비정질상의 형성을 촉진시켜 단일 FeB상의 합성시간을 단축시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.72-72
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• 2000

ITO(Indium-Tin-Oxide)는 n-type 전도 특성을 갖는 산화물 반도체로서 가시광 영역에서의 높은 광투과율 및 낮은 전기 비저항을 나타내기 때문에 태양전지, 액정디스플레이(liquid crystal display), 터치스크린(touch screen) 등의 투명전극 재료, 전계 발광(electroluminescent) 소자, 표면발열체, 열반사 재료 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 본 연구에서는 타겟 제작에 드는 비용을 줄이고, 타겟 이용의 효율성을 높이기 위해 기존의 세라믹 타겟 대신 분말 타겟을 사용하여 유리 기판 상에 ITO 박막을 DC magnetron sputtering법에 의해 제조하고, 열처리 온도 및 열처리 분위기에 따른 ITO 박막의 전기적 광학적 특성을 조사하였다. 열처리 온도가 10$0^{\circ}C$이하인 경우 열처리하지 않은 시편과 동일하게 In2O3의 (411)면에 해당하는 peak가 관찰되었다. 그러나 20$0^{\circ}C$의 온도로 열처리 할 경우 (411)면 peak의 세기는 상대적으로 감소하고 대신 이전에 나타나지 않았던 (222)면에 대응하는 peak 세기가 현저하게 증가함을 알 수 잇다. 이것은 ITO 박막의 경정성장이 열처리 전 (411)면 방향으로 이루어지나 20$0^{\circ}C$의 온도로 열처리 후 재결정화에 의해 (222)면 방향으로의 우선방위를 갖고 성장함을 의미한다. 또한 주로 높은 기판온도에서 관찰되었던 (211), (400), (411), (440), (622)면 등에 해당하는 peak가 나타남을 볼 수 있었다. 열처리 온도를 더욱 증가시킴에 따라 결정구조에는 큰 변화 없이 (222)면 peak 세기가 증가하였다. 한편 열처리 온도를 더욱 증가시킴에 따라 (222)면 peak 세기가 상대적으로 조금 감소할뿐 XRD회절 결과에는 큰 변화를 관찰할 수 없었다. 이러한 결과로부터 기판을 가열하지 않고 증착한 ITO 박막의 재결정화에 필요한 최소의 열처리 온도는 20$0^{\circ}C$이며, 그 이상의 열처리 온도는 ITO박막의 결정구조에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 열처리 전 비저항은 1.1$\times$10-1 $\Omega$-cm 의 값을 가지거나 10$0^{\circ}C$의 온도로 열처리함에 따라 9.8$\times$102$\Omega$-cm 로 약간 감소하였다. 열처리 온도를 20$0^{\circ}C$로 높임에 따라 비저항은 급격히 감소하여 1.7$\times$10-3$\Omega$-cm의 최소값을 나타내었다. 열처리 온도가 10$0^{\circ}C$인 경우 가시광 영역에서의 광투과율은 열처리하지 않은 시편과 비교해 볼 때 약간 증가하였다. 열처리 온도는 20$0^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 투과율은 크게 향상되어 흡수단 이상의 파장영역에서 90% 이상의 투과율을 나타내었다. 이러한 광투과율의 향상은 앞서 증착된 ITO 박막이 열처리 중 재결합에 의해 우선 성장 방위가 (411)면 방향에서 (222)면 방향으로 변화되었기 때문으로 생각된다. 그러나 열처리 온도를 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.456-456
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• 2010

CMOS 소자가 서브마이크론($0.1\;{\mu}m$) 이하로 스케일다운 되면서 단채널 효과(short channel effect), 게이트 산화막(gate oxide)의 누설전류(leakage current)의 증가와 높은 직렬저항(series resistance) 등의 문제가 발생한다. CMOS 소자의 구동전류(drive current)를 높이고, 단채널 효과를 줄이기 위한 가장 효율적인 방법은 소스 및 드레인의 얕은 접합(shallow junction) 형성과 직렬 저항을 줄이는 것이다. 플라즈마 도핑 방법은 플라즈마 밀도 컨트롤, 주입 바이어스 전압 조절 등을 통해 저 에너지 이온주입법보다 기판 손상 및 표면 결함의 생성을 억제하면서 고농도로 얕은 접합을 형성할 수 있다. 그리고 얕은 접합을 형성하기 위해 주입된 불순물의 활성화와 확산을 위해 후속 열처리 공정은 높은 온도에서 짧은 시간 열처리하여 불순물 물질의 활성화를 높여주면서 열처리로 인한 접합 깊이를 얕게 해야 한다. 그러나 접합의 깊이가 줄어듦에 따라서 소스 및 드레인의 표면 저항(sheet resistance)과 접촉저항(contact resistance)이 급격하게 증가하는 문제점이 있다. 이러한 표면저항과 접촉저항을 줄이기 위한 방안으로 실리사이드 박막(silicide thin film)을 형성하는 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 (100) p-type 웨이퍼 He(90 %) 가스로 희석된 $PH_3$(10 %) 가스를 사용하여 플라즈마 도핑을 실시하였다. 10 mTorr의 압력에서 200 W RF 파워를 인가하여 플라즈마를 생성하였고 도핑은 바이어스 전압 -1 kV에서 60 초 동안 실시하였다. 얕은 접합을 형성하기 위한 불순물의 활성화는 ArF(193 nm) excimer laser를 통해 $460\;mJ/cm^2$의 에니지로 열처리를 실시하였다. 그리고 낮은 접촉비저항과 표면저항을 얻기 위해 metal sputter를 통해 TiN/Ti를 $800/400\;{\AA}$ 증착하고 metal RTP를 사용하여 실리사이드 형성 온도를 $650{\sim}800^{\circ}C$까지 60 초 동안 열처리를 실시하여 $TiSi_2$ 박막을 형성하였다. 그리고 $TiSi_2$의 두께를 측정하기 위해 TEM(Transmission Electron Microscopy)을 측정하였다. 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS(X-ray photoelectronic)와 XRD(X-ray diffraction)를 측정하였다. 접촉비저항, 접촉저항과 표면저항을 분석하기 위해 TLM(Transfer Length Method) 패턴을 제작하여 I-V 특성을 측정하였다. TEM 측정결과 $TiSi_2$의 두께는 약 $580{\AA}$ 정도이고 morphology는 안정적이고 실리사이드 집괴 현상은 발견되지 않았다. XPS와 XRD 분석결과 실리사이드 형성 온도가 $700^{\circ}C$에서 C54 형태의 $TiSi_2$ 박막이 형성되었고 가장 낮은 접촉비저항과 접촉저항 값을 가진다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.185-185
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• 2012

중공 발광 나노 물질은 특유의 구조적 특성(낮은 밀도, 높은 비표면적, 다공성 물질, 낮은 열팽창계수 등)과 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 패널, 광결정, 약물전달체, 바이오 이미징 라벨 등의 다양한 적용이 가능하다. 이러한 적용에 있어 균일한 크기와 형태의 중공 입자는 필수 조건으로 여겨진다. 지금까지 합성된 중공 발광 입자에는 BaMgAl10O17 : Eu2+-Nd3+, Gd2O3 : Eu3+, $EuPO_4{\cdot}H_2O$과 같은 것들이 있으나 크기 조절이 어렵고, 그 균일성이 확보되지 못하였다. 균일한 크기의 중공 발광 입자를 만들기 위해 SiO2나 emulsion을 템플릿으로 이용하여 황화카드뮴, 카드뮴 셀레나이드 중공 입자를 합성한 예가 있으나, 양자점의 독성으로 인하여 바이오분야 응용에는 적합하지 않다. YAG는 모체로써 형광체에서 가장 많이 이용되는 물질로, 화학적 안정성과 낮은 독성, 높은 양자 효율 등 많은 장점을 갖고 있다. 특히 세륨이 도핑된 YAG형광체의 경우 WLED, 신틸레이터, 바이오산업에 적용이 가능하다. 그러나 지금까지 중공 YAG:Ce3+형광체를 합성한 예가 없었다. 본 연구에서는 단분산 수화 알루미늄 (Al(OH)3) 입자 위에 세륨이 도핑 된 이트륨 베이직 카보네이트 ($Y(OH)CO_3$)를 균일하게 코팅한 후 열처리를 하여 균일한 크기의 Y3Al5O12:Ce3+(YAG) 중공 입자를 합성하였다. 열처리 온도에 따른 고분해능 투과 전자 현미경(HRTEM), X-선 회절(XRD), 고분해능 에너지 분광법(HREDX) 분석결과, 중공 YAG: Ce3+입자는 Kirkendall 효과에 의해 형성됨을 확인하였다. 전계방사형 주사 전자 현미경(FE-SEM) 측정을 통해, 열처리 후에도 입자의 크기와 형태가 균일함을 확인하였으며, 공초점 현미경 관찰을 통해 중공 형태를 명확히 확인 할 수 있었다. Photoluminescence (PL) 분광법과 형광 수명 이미징 현미경(FLIM)을 이용한 광 특성 분석결과, 합성된 입자는 400-500 nm에서 흡수 파장 (456 nm에서 최대 강도)과 500-700 nm 범위의 발광 파장(544 nm에서 최대 강도)을 나타냈고, 상용 YAG: Ce3+(70 ns)에 준하는 74 ns의 잔광 시간(decay time)이 측정되었다. 단분산 수화 알루미늄 입자의 크기를 조절하여 최종 합성된 YAG: Ce3+의 크기를 조절할 수 있었다. 지름 약 600 nm의 Al(OH)3를 사용한 경우, $1,300^{\circ}C$에서 열처리를 한 후 평균 지름 590 nm의 중공입자를 합성하였고, 약 170 nm의 Al(OH)3를 이용하여, 더 낮은 온도인 $1,100^{\circ}C$에서의 열처리를 통해 평균지름 140 nm의 중공 YAG: Ce3+입자를 합성하였다. 본 연구를 통하여 합성된 균일한 크기의 YAG 중공입자는 LED와 같은 광전변환 소자 및 다기능성 바이오 이미징 등의 나노바이오 소자 분야에 활용될 수 있음이 기대된다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.5 no.2
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• pp.304-310
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• 1994

The use of thermally expanded core (TEe) fibers fabricated by thermal diffusion of dopants such as $GeO_{2}$ in hybrid fiber components has an advantage of eliminating lenses for collimation and focusing. An electric furnace is fabricated to heat the fibers locally for the core expansion. We observed an expansion of the mode size at $1.3\mu\textrm{m}$ wavelength by 27% after treating a section of single mode optical fiber at $1250^{\circ}C$ for 10 hours. hours.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.19 no.6
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• pp.216-221
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• 2009

Y-type barium ferrite $Ba_2Co_2Fe_{12}O_{22}$ was synthesized by a solid state reaction method. Effects of metal ion mole ratio and calcination temperatures on magnetic properties and microstructures of the synthesized powders were investigated. Phase analysis and microstructure observation were performed with a XRD (X-ray diffractometer) and a FESEM (field effect scanning electron microscope), respectively. Magnetic properties of the powders were measured with a VSM (vibrating sample magnetometer). Single phase Y-type was synthesized when metal ion mole fraction $Fe^{3+}:\;Ba^{2+}:\;Co^{2+}$ was 6 : 1 : 1 and calcination temperature was $1050\;{^{\circ}C}$. High saturation magnetization value of 39.1 emu/g was obtained when metal ion mole fraction $Fe^{3+}:\;Ba^{2+}:\;Co^{2+}$ was 8 : 1 : 1 and calcination temperature was $1200\;{^{\circ}C}$.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.11 no.3
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• pp.216-226
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• 1998

Heat treatment conditions and the formation of microstructures were studied for improving the transformation-induced plasticity(TRIP) effect of retained austenite and mechanical properties of Fe-0.2%C-1.5%Si-1.5%Mn sheet steel. An excellent combination of elongation about 30% and high strength over 760MPa was achieved by processing of intercritical annealing and isothermal holding Intercritical annealing the sheet steel produced fine particles($1{\sim}2{\mu}m$) of retained austenite which were stabilized due to C enrichment by subsequent holding in bainite transformation range. Heat treatment conditions were depended on the shape and distribution of second phases as well as the volume fraction and stability of retained austenrte. In this work, the heat treatment condition of optimal strength-elongation balance was obtained by holding the steel at $400^{\circ}C$ for 200sec, after intercritical annealing at $790^{\circ}C$ for 300sec.