• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권12S호
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• pp.1224-1231
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• 2003

This paper reports on the air-gap type thin film bulk acoustic wave resonator(FBAR) using ultra thin wafer with thickness of 50$\mu\textrm{m}$. It was fabricated to realize a small size devices and integrated objects using MEMS technology for flexible microsystems. To reduce a error of experiment, MATLAB simulation was executed using material characteristic coefficient. Fabricated thin FBAR consisted of piezoelectric film sandwiched between metal electrodes. Used piezoelectric film was the aluminum nitride(AlN) and electrode was the molybdenum(Mo). Thin wafer was fabricated by wet etching and dry etching, and then handling wafer was used to prevent damage of FBAR. The series resonance frequency and the parallel frequency measured were 2.447㎓ and 2.487㎓, respectively. Active area is 100${\times}$100$\mu\textrm{m}$$^2$.Q-factor was 996.68 and K$^2$$\_$eff/ was 3.91％.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제3권4호
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• pp.33-37
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• 2004

As the high speed and high integration of semiconductor devices and the generation of heat increases resulted in the effective heat dissipation influences on the performance and lifetime of semiconductor devices. The heat resistance or heat spread function of EMC(epoxy molding compound) which protects these devices became one of very important factors in the evaluation of semiconductor chips. Recently, silica, alumina, AlN(aluminum nitride) powders are widely used as the fillers of EMC. The filler loading in encapsulants was high up to about 80 vol%. A high loading of filler was improved low water absorption, low stress, high strength, better flowability and high thermal conductivity. In this study, the thermal properties were investigated through thermal, mechanical and microstructure. Thermophysical properties were investigated by laser flash and differential scanning calorimeter(DSC). For detailed inspection of materials, the samples were examined by SEM.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.601-607
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• 2024

The discharge of oily wastewater into water bodies and soil poses a serious hazard to the environment and public health. Various conventional techniques have been employed to treat oil-water mixtures and emulsions; Unfortunately, these approaches are frequently expensive, time-consuming, and unsatisfactory outcomes. Porous materials and adsorbents are commonly used for purification, but their use is limited by low separation efficiencies and the risk of secondary contamination. Recent advancements in nanotechnology have driven the development of innovative materials and technologies for oil-contaminated wastewater treatment. Nanomaterials can offer enhanced oil-water separation properties due to their high surface area and tunable surface chemistry. The fabrication of nanofiber membranes with precise pore sizes and surface properties can further improve separation efficiency. Notably, novel technologies have emerged utilizing nanomaterials with special surface wetting properties, such as superhydrophobicity, to selectively separate oil from oil-water mixtures or emulsions. These special wetting surfaces are promising for high-efficiency oil separation in emulsions and allow the use of materials with relatively large pores, enhancing throughput and separation efficiency. In this study, we introduce a facile and scalable method for fabrication of superhydrophobic-superoleophilic felt fabrics for oil/water mixture and emulsion separation. AlN nanopowders are hydrolyzed to create the desired microstructures, which firmly adhere to the fabric surface without the need for a binder resin, enabling specialized wetting properties. This approach is applicable regardless of the material's size and shape, enabling efficient separation of oil and water from oil-water mixtures and emulsions. The oil-water separation materials proposed in this study exhibit low cost, high scalability, and efficiency, demonstrating their potential for broad industrial applications.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권1호
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• pp.104-110
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• 2019

The low-temperature sintering behavior of AlN was investigated through a conventional method. $CaF_2$, CuO and Cu were selected as additives based on their low melting points. When sintered at $1600^{\circ}C$ for 8 h in $N_2$ atmosphere, a sample density > 98% was obtained. The X-ray data indicated that eutectic reactions below $1200^{\circ}C$ were found. Therefore, the current systems have lower liquid formation temperatures than other systems. The liquid phase showed high dihedral angles at triple grain junctions, indicating that the liquid had poor wettability on the grain surfaces. Eventually, the liquid was likely to vaporize due to the unfavorable wetting condition. As a result, a microstructure with clean grain boundaries was obtained, resulting in higher contiguity between grains. From EDS analysis, oxygen impurity seems to be well removed in AlN lattice. Therefore, it is believed that the current systems are beneficial for reducing sintering temperature and improving oxygen removal.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권3호
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• pp.143-147
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• 2017

PVT법으로 성장된 AlN 단결정의 표면 특성 및 결정성을 신뢰성 있게 평가하기 위해 $KOH/H_2O_2$ 혼합액을 이용한 화학적 습식 에칭을 통하여 AlN 단결정의 결함을 분석하였고, 고온 어닐링 공정을 통해 단결정의 결정성 변화를 관찰하였다. $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 강 염기성의 etchant를 사용하는 기존 에칭 방법에서는 재료의 결정성에 따라 쉽게 over etching이 일어난다. Over etching이 일어날 경우 면적당 정확한 에치 핏의 개수를 알 수 없기 때문에 전위 밀도의 신뢰성이 매우 떨어진다. 따라서 이러한 단점을 보완하기 위해 KOH 수용액에 $H_2O_2$를 산화제로 사용하여 $100^{\circ}C$ 이하의 저온에서 에칭을 성공하였으며, 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope)을 통해 에치 핏을 관찰하여 최적 에칭 조건 및 전위 밀도를 확인할 수 있었다. 또한, 성장된 AlN 단결정에 고온 어닐링 공정을 적용한 후, DC-XRD(double crystal X-ray diffraction)를 이용하여 결정성을 평가한 결과, 고온 어닐링 공정 후 FWHM(full with at half maximum) 값이 급격히 감소되는 것을 확인하였으며 이에 대한 메커니즘을 분석하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권2호
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• pp.209-215
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• 1997

Reactive Single Ion Beam Sputtering 방법을 이용하여 AIN박막을 증착하고 물성을 분석하였다. 반응성 가스로 질소 가스 또는 암모니아 가스를 이용하였다. 증착된 AIN박막의 구조적, 화학적, 광학적 물성을 분석하기 위해 XRD, GAXRD, TEM, SEM, XPS, UV/VIS spectrophotometer, FT-IR등을 이용하였다. XRD, GAXRD분석결과에 의하면 증착된 모든 AIN박막은 비정질이었으나 TEM분석결과에서는 비정질 속에 육방정의 AIN미세결정들이 분포해 있었다. 그리고 FT-IR과 XPS분석을 통하여 Al-N결합을 확인하였으며, 화학양론적인 조성이 됨에 따라 UV-VIS spectrophotometery 분석에서 투광성이 증가하며 광학적 밴드갭은 6.2eV까지 증가함을 확인하였다. 또한 단면과 표면 형상관찰에서는, 반응성 가스로 질소 가스나 암모니아 가스에 관계없이, 결정입계가 전혀 관찰되지 않는 아주 평활한 현상이었으며 굴절율은 1.6~1.7의 값을 갖는다.

• 한국진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.162-166
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• 2000

플라즈마 화학증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)을 이용하여 양질의 $Si_3N_4$ 금속-유전막-금속(Metal-Insulator-Metal, MIM) 커패시터를 구현하였다. 유전체인 $Si_3N_4$와 전극인 Al의 계면반응을 억제시키기 위해 티타늄 나이트라이드(TiN)를 확산 장벽으로 사용한 결과 MIM 커패시터의 전극과 유전체 사이의 계면에서는 어떠한 hillock이나 석출물도 관찰되지 않았다. 커패시턴스와 전류전압 특성분석으로부터 양질의 MIM 커패시터 특성을 보이는 $Si_3N_4$의 최소 두께는 500 $\AA$이며, 그 두께 미만에서는 대부분의 커패시터가 전기적으로 단락되어 웨이퍼 수율이 낮아진다는 사실을 알 수 있었다. 투과전자현미경(transmission Electron Microscope, TEM)을 이용한 단면 미세구조 관찰을 통해 $Si_3N_4$층의 두께가 500 $\AA$ 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 $Si_3N_4$의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)01 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 열 유기 잔류 응력(thermally-induced residual stress) 계산에 기초하여 공동의 형성 기구를 규명하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.72-72
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• 2009

전자부품의 내부접속 및 파워반도체의 다이본딩과 같은 1차실장에는 고온환경에서의 사용과 2차실장에서의 재용융방지를 위해 높은 액상선온도 및 고상선온도를 필요로 하여, Pb-5wt%Sn, Pb-2.5wt%Ag로 대표되는 납성분 85%이상의 고온솔더가 널리 사용되고 있다. 생태계와 인체에 대한 납의 유해성이 보고된 이래, 무연솔더에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으나, Sn-Ag-Cu계로 대표되는 Sn계 합금으로 대체 중인 중온용 솔더와는 달리, 고온용 솔더에 대해서는 대체합금에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 대체재의 부재로 인해 기존의 납을 다량함유한 솔더로 1차실장이 지속됨으로서, 2차실장의 무연화에도 불구하고 전자부품 및 기기의 재활용에 큰 어려움을 겪고 있다. 지금까지 고온용 무연솔더로서는 융점에 근거해 Au-(Sn, Ge, Si)계, Bi-Ag계, Zn-(Al, Sn)계의 극히 제한된 합금계만이 보고되어 왔다. Au계 솔더는 현재 플럭스를 사용하지 않는 광학, 디스플레이 분야 등 고부가가치 공정에 사용되고 있으나, 합금가격이 매우 비싸며 가공성이 나빠 대체재료로서는 적합하지 않다. Bi-Ag계 솔더 또한 취성합금으로 와이어 및 박판으로 가공하는데 어려움이 크며, 솔더로서 중요한 특성중 하나인 전기전도도 및 열전도도가 나쁜 편이다. 이에 비해, Zn계 합금은 비교적 낮은 합금가격, 적절한 가공성과 뛰어난 인장강도, 우수한 전기전도도 및 열전도도를 지녀, 고온용솔더 대체재료의 유력한 후보로 생각된다.이전 연구에서, 필자의 연구그룹은 Zn-Sn계 합금을 고온용 무연솔더로서 제안한 바 있다. Zn-Sn계 합금은 충분히 높은 융점과 함께, 금속간화합물이 없는 미세조직, 우수한 기계적 특성, 높은 전기전도도 및 열전도도 등의 장점을 나타내었다. 본 연구에서는 기초합금특성상 고온솔더로서 다양한 장점을 지닌 Zn-30wt%Sn합금을 고온용 솔더의 대표적인 적용의 하나인 다이본딩에 적용하여, 접합부의 강도 및 미세조직, 열피로 신뢰성에 대해 분석을 함으로서 실제 공정에의 적용가능성에 대해 검토하였다. Zn-30wt%Sn을 이용해 Au/TiN(Titanium nitride) 코팅한 Si다이를 AlN-DBC(aluminum nitride-direct bonded copper)기판에 접합한 결과, 양측에 완전히 젖은 기공이 없는 양호한 다이접합부를 얻었으며, 솔더내부에는 금속간화합물을 형성하지 않았다. Si다이와의 계면에는 TiN만이 존재하였으며, Cu와의 계면에는 Cu로부터 $Cu_5Zn_8,\;CuZn_5$의 반응층을 형성하였다. 온도사이클시험을 통한 열피로특성평가에서, Zn-30wt%Sn를 이용한 다이접합부는 1500사이클 지점에서 Cu와 Cu-Zn금속간화합물의 사이에서 피로균열이 형성되며, 접합강도가 크게 감소하였다. 열피로특성 향상을 위해 Cu표면에 TiN코팅을 하여 Zn-30wt%Sn 솔더로 다이접합한 결과, Si다이와 기판 양측에 TiN만으로 구성된 계면을 형성하였으며, TEM관찰을 통해 Zn-30wt%Sn과 극히 미세한 접합계면이 형성하고 있음을 확인하였다. Zn-wt%30Sn솔더와 TiN층의 병용으로 2000사이클까지 미세조직의 변화 및 강도저하가 없는 극히 안정된 고신뢰성의 다이접합부를 얻을 수가 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권5호
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• pp.10-15
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• 2012

본 논문에서는 고효율 고출력 DUV(Deep Ultra Violet)-LED(Light Emitting Diodes)의 구현을 위하여 n-side에서 p-side로 well 두께를 다르게 형성하는 비대칭 MQW 에피구조를 제안하였다. 제안된 구조의 물리적 해석을 위해 상용화된 3차원 시뮬레이터 SimuLEDTM을 이용하여 소자의 전기적/광학적 특성을 비교 분석 하였다. 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 제안한 B구조(n-side에서 p-side 방향으로 well 두께를 2 nm, 3 nm, 4 nm 로 제작)의 에피층을 가지는 UV-LED는 기본 MQW 에피구조를 가지는 UV-LED와 동작전압은 8.9 V로 동일한 값을 가졌지만 광출력은 기본구조의 10.6 mW 에 비해 약 1.17배 향상된 12.4 mW의 값을 가지는 것을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권1호
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• pp.51-56
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• 2018

PVT법으로 성장된 AlN 단결정의 표면 평탄화 최적화 하기 위하여 기계적 연마 후 $SiO_2$ slurry를 이용한 CMP 공정을 진행하였고 이에 따른 표면 형상, slurry 변화에 따른 가공 특성을 분석하였다. Slurry의 pH가 표면 연마 과정에 미치는 영향을 알아보기 위해 $SiO_2$ slurry의 pH를 조절하였으며, 제타전위측정기를 통해 각각의 pH에 따른 zeta potential의 영향과 MRR(material removal rate) 결과를 비교하였으며, 최종적으로 원자간력 현미경(atomic force microscope)을 이용한 표면 거칠기 RMS(0.2 nm)를 얻을 수 있었다.