• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.206.1-206.1
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• 2014

최근 전자 장비의 금속 전도성 패턴 제작에 있어서 직접적인 프린트가 가능한 프린팅 기술이 기존의 복잡한 photolithography 를 대체할 기술로 주목 받고 있다. 이와 함께 금속 전도성 패턴 제작에 사용되는 고가의 전도성 물질인 Ag ink 및 paste 를 저가의 Cu ink 및 paste 로 대체하기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만 일반적으로 copper 는 대기 중 에서 쉽게 산화되어 높은 저항을 야기시킨다. 따라서 Cu ink 또는 paste 를 제작할 때 copper nanoparticles 을 유기 용매에 분산하여 inert atmosphere에서 합성하거나 [1] copper ink 또는 paste 를 substrate 에 프린트하여 reduction atmosphere 에서 소성시킨다 [2]. 이번 연구에서 Cu paste 를 유리 기판에 screen printing 하여 혼합가스(질소 95%, 수소 5%)와 질소 가스 분위기에서 소성하여 Cu 전극의 소성 거동과 전기적 특성을 분석하였다. 4-point probe를 통해 소성된 Cu 전극의 저항을 측정하여 전도도를 조사하였으며 Thermal Gravimetric Analysis (TGA), Fourier Transform Infrared(FTIR)를 통해 소성된 Cu 전극의 유기물 분해가 전도도에 미치는 영향을 분석하고 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM)과 High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM)을 통해 Cu nanoparticles 의 grain growth가 전도도에 미치는 영향을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.106-106
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• 2010

CuO 나노입자는 전기화학적 전지, 가스 센서 및 태양전지와 같은 나노 전자소자에 응용할 수 있는 대단히 유용한 물질이다. CuO 나노구조를 형성하기 위한 방법은 솔-겔법, 전기 화학적 방법 및 전구체의 열적 탈착방법 등으로 연구되어 왔으나 CuO 나노입자의 열처리 효과는 상대적으로 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 $Al_2O_3$ 기판 위에 스핀 코팅법과 열처리를 사용하여 형성한 CuO 나노입자의 물리적 성질을 살펴보았다. CuO 나노 입자를 형성하기 위해 methanol에 Cu(I) acetate (5 wt%) 을 적절히 분산한 용액을 $Al_2O_3$ 기판 위에 7000 rpm으로 스핀 코팅을 한 후 $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ 및 $700^{\circ}C$로 각각 1 시간 동안 산소 분위기에서 열처리를 하였다. X-선 회절법 결과는 CuO의 (200)$K_{\alpha}$와 (400) $K_{\alpha}$ 회절에 해당하는 피크가 나타났고 주사 전자현미경 상의 결과는 CuO 나노입자가 형성되었음을 확인하였다. 나노입자의 크기는 고배율 투과 전자현미경상에 의하여 3-5 nm 인 것으로 확인하였고 300 K에서 측정한 광루미네선스 스펙트럼은 CuO의 주된 스펙트럼 피크가 푸른색 영역에서 나타남을 알 수 있었다. X-선 광전자 분광법 스펙트럼은 Cu $2p_{3/2}$와 O 1s의 전자상태를 보여주었으며 복잡한 산화상태를 갖는 CuO는 Cu-O 결합과 산소의 화학적 흡착상태를 가지는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 $Al_2O_3$ 기판 위에 최적화된 CuO 나노 입자의 형성 방법과 구조적, 광학적 및 전자적 특성을 이해하는데 도움을 제공해 줄 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.336-336
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• 2012

유기물/무기물 하이브리드 나노 복합체를 사용하여 제작한 비휘발성 유기 메모리 소자는 공정의 간편성과 휘어짐이 가능한 장점을 가지고 있어 많은 연구가 활발히 진행되고 있으나 대부분의 좋은 전기적 성능을 갖는 소자에 포함되는 나노 입자는 독성을 가지거나 가격이 비싸다는 단점을 갖고 있다. 인체진화적이며 가격이 저렴한 나노입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자에 대한 전기적 성능의 안정성에 대한 연구는 미미한 상황이다. 이에 본 연구에서는 인체친화적 $CuInS_2(CIS)$-ZnS 코어-쉘 나노 입자가 분산되어 있는 poly (methylmethacrylate) (PMMA) 박막을 사용하여 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 전기적 성능과 안정성에 대한 연구를 하였다. 인체친화적 CIS-ZnS 나노입자를 포함한 PMMA 용액을 Al 하부전극을 가진 p-Si (100) 기판 위에 스핀코팅 방법으로 균일하게 도포 하였다. 남아 있는 용매를 완전히 제거하기 위해 열을 가해 CIS-ZnS 나노입자가 분산되어 있는 PMMA 나노 복합체를 형성하였다. CIS-ZnS 나노입자를 포함한 PMMA 박막 위에 금속 마스크를 사용하여 Al 상부전극을 열 증착 방법으로 형성하여 비휘발성 메모리 소자를 완성하였다. 정전용량-전압 (C-V) 측정을 하여 평탄 전압 이동을 관찰하였고, CIS-ZnS 나노입자의 역할을 알아보기 위해 나노입자가 없는 PMMA 박막을 갖는 소자를 제작하여 동일한 조건에서 C-V 측정을 하였다. 소자의 안정성을 알아보기 위해 평탄 전압-유지 시간 (Vth-t) 측정을 수행하였다. Vth-t 측정은 CIS-ZnS 나노입자가 전하 포획 장소로 사용할 수 있는 것과 전기적 안정성을 갖고 있는 것을 확인하였다. C-V와 Vth-t 측정결과 및 에너지 대역도를 사용하여 CIS-ZnS 나노입자가 분산되어 있는 PMMA 박막을 포함한 나노 복합체를 사용하여 제작한 이용한 비휘발성 메모리 소자에서 전하수송 메커니즘을 설명하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.32.2-32.2
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• 2011

반도체 생산공정에서 CMP (Chemical-mechanical planarization) 공정은 우수한 전기전도성 재료인 Cu의 사용과 다층구조의 소자를 형성하기 위해서 도입되었으며, 최근 소자의 집적도가 증가함에 따라 CMP 공정 비중은 점점 높아지고 있다. Cu CMP 공정에서 연마제인 슬러리는 금속 표면과의 물리적 화학적 반응을 동시에 사용하여 표면을 연마하게 되며, 연마특성을 향상시키기 위해 산화제, 부식방지제, 분산제 및 다양한 계면활성제가 첨가된다. 하지만 슬러리는 Cu 표면을 평탄화하는 동시에 오염입자, 유기오염물, 스크레치, 표면부식 등을 발생시키며 결과적으로 소자의 결함을 야기시킨다. 특히 부식방지제로 사용되는 BTA (Benzotriazole)은 Cu CMP 공정 중 Cu-BTA 형태로 표면에 흡착되어 오염원으로 작용하며 입자오염을 증가시시고 건조공정에서 물반점 등의 표면 결함을 발생시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Cu 표면에서 식각과 부식반응을 최소화하며, 오염입자 제거 및 유기오염물을 효과적으로 제거하기 위한 Post-CMP 세정 공정과 세정액 개발이 요구된다. 본 연구에서는 오염입자 및 유기물 제거와 동시에 표면 거칠기와 부식현상을 제어할 수 있는 post Cu CMP 세정액을 개발 평가하였다. 오염입자 및 유기오염물을 제거하기 위해서 염기성 용액인 TMAH 사용하였으며, Cu 이온을 용해할 수 있는 Chelating agent와 표면 부식을 억제하는 부식 방지제를 사용하여 세정액을 합성하였다. 접촉각 측정과 FESEM(field Emission Scanning Electron Microscope) 분석을 통하여 CMP 공정에서 발생하는 유기오염물과 오염입자의 흡착과 제거를 확인하였으며 Cu 웨이퍼 세정 전후의 표면 거칠기의 변화와 식각량을 AFM(Atomic Force Microscope)과 4-point probe를 사용하여 각각 평가하였다. 또한 세정액 내에서의 연마입자의 zeta-potential을 측정 및 조절하여 세정력을 향상시켰다. 개발된 세정액과 Cu 표면에서의 화학반응 및 부식방지력은 potentiostat를 이용한 전기화학 분석법을 통해서 chelating agent와 부식방지제의 농도를 최적화 시켰다. 개발된 세정액을 적용함으로써 Cu-BTA 형태의 유기오염물과 오염입자들이 효과적으로 제거됨을 확인하였다.

• Journal of Powder Materials
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• v.25 no.2
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• pp.158-164
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• 2018

Multi-walled carbon nanotube (MWCNT)-copper (Cu) composites are successfully fabricated by a combination of a binder-free wet mixing and spark plasma sintering (SPS) process. The SPS is performed under various conditions to investigate optimized processing conditions for minimizing the structural defects of CNTs and densifying the MWCNT-Cu composites. The electrical conductivities of MWCNT-Cu composites are slightly increased for compositions containing up to 1 vol.% CNT and remain above the value for sintered Cu up to 2 vol.% CNT. Uniformly dispersed CNTs in the Cu matrix with clean interfaces between the treated MWCNT and Cu leading to effective electrical transfer from the treated MWCNT to the Cu is believed to be the origin of the improved electrical conductivity of the treated MWCNT-Cu composites. The results indicate the possibility of exploiting CNTs as a contributing reinforcement phase for improving the electrical conductivity and mechanical properties in the Cu matrix composites.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.28 no.3
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• pp.112-117
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• 2018

The metal alkoxide, CuCo-glycerate nanospheres (NSs), were successfully synthesized as Cu-Co bimetallic sulfides hierarchical multi-shelled hollow nanospheres ($CuCo_2S_4$ HMHNSs) through solvothermal synthesis. In this reaction mechanism, the solvothermal temperature and the amount of glycerol as a cosurfactant play significant role to optimize the morphology of CuCo-glycerate NSs. Furthermore, $CuCo_2S_4$ HMHNSs were obtained under optimized sulfurization reaction time of 10 h via anion exchange reaction between glycerate and sulfur ions. Finally, the structural and chemical compositions of CuCo-glycerate NSs and $CuCo_2S_4$ HMHNSs were confirmed through field emission scanning electron microscopy (FESEM), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and electrochemical performances.

• Journal of Powder Materials
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• v.14 no.5
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• pp.292-297
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• 2007

The present study was focused on the synthesis of a $TiB_2$ dispersed copper matrix composite material by the combination of the mechanical milling and plasma activated sintering processes. The $Cu/TiB_2$ mixed powder was prepared by the combination of the mechanical milling and reduction processes using the copper oxide and titanium diboride powder as the raw material. The synthesized $Cu/TiB_2$ mixed powder was sintered by the plasma activated sintering process. The hardness and electric conductivity of the sintered bodies were measured using micro vickers hardness and four probe method, respectively. The relative density of $Cu/TiB_2$ composite material sintered at $800^{\circ}C$ showed about 98% of theoretical density. The $Cu-1vol%TiB_2$ composite material has a hardness of about 130Hv and an electric conductivity of about 85% IACS. The hardness and electric conductivity of $Cu-3vol%TiB_2$ composite material were about 140 Hv and about 45% IACS, respectively.

• Economic and Environmental Geology
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• v.26 no.2
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• pp.175-185
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• 1993

Soils and dusts collected from Changhang smelter area were analyzed for Cu, Pb, Zn, and Cd in order to determine their dispersion pattern and mode of occurrences, and to investigate the pollution level of heavy metals such as Cu, Pb, Zn, and Cd by smelting activity. The soil pH of Changhang area is in the range of 3.7~8.8, and increased with increasing distance from the smelter site. The particles containing heavy metals are several tens of ${\mu}m$ in diameter, and have well crystal form. Samples collected near the smelter show similar particle properties in size, shape, and composition, which means that they could be originated from the same contamination source. Element couples of Cu, Pb, Zn, and Cd indicate high correlation with each other, which means that Cu, Pb, Zn, and Cd could be originated from the same point source of smelter. Heavy metal contents were decayed to background levels from 2.5 kilometer away from the smelter.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.11
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• pp.770-777
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• 2000

Microstructure and mechanical properties of the $Cu_6Sn_5$-dispersed 63Sn-37Pb solder alloy, for which $Cu_6Sn_5$ powders less than $1{\mu\textrm{m}}$ size were fabricated by mechanical alloying, were characterizde and compared with those of the Cu-dispersed solder alloy. Compared to the $Cu_6Sn_5$-dispersed solder alloy, large amount of $Cu_6Sn_5$ and fast growth of $Cu_6Sn_5$ were observed in the Cu-dispersed alloy. The $Cu_6Sn_5$-dispersed solder alloy exhibited lower yield strength, but higher ultimate tensile strength than those of the Cu-dispersed alloy. With dispersion of 1~9 vol% $Cu_6Sn_5$ and Cu, the yield strength increased from 23 MPa and to 40 MPa, respectively. The ultimate tensile strength increased from 34.7 MPa to 45.3 MPa and to 43.1 MPa with dispersion of 5 vol% $Cu_6Sn_5$ and Cu, respectively.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.4
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• pp.381-385
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• 2009

A basic objective is the preparation and surface studies of supported molten salt catalysts because molten salts can stay as the liquid phase in the range of the ordinary reaction temperature. Many kinds of metal salt mixtures for the formation of molten salt phase are appliable but CuCl and KCl were selected in this study because Cu is considered catalytically reactive in many reactons. The loading of the molten salt was selected as 25 vol% of the total pore volume of ${\gamma}-alumina$ to provide reasonable exposed surface area. The surface structure of catalysts containing molten salts in the ${\gamma}-alumina$ was studied using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS). CuCl and KCl were added into the ${\gamma}-alumina$ using concentrated hydrochloric acid solution by the impregnation technique. The surfaces of the prepared catalysts before and after heat treatments were compared and they suggested that the heat treatment of catalysts helped the formation of molten-salt although the surface compositions of CuCl and KCl were not uniform.