• 한국재료학회지
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• 제25권10호
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• pp.571-576
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• 2015

The effects of coating thickness on the delamination and fracture behavior of thermal barrier coating (TBC) systems were investigated with cyclic flame thermal fatigue (FTF) and thermal shock (TS) tests. The top and bond coats of the TBCs were prepared by electron beam-physical vapor deposition and low pressure plasma spray methods, respectively, with a thickness ratio of 2:1 in the top and bond coats. The thicknesses of the top coat were 200 and $500{\mu}m$, and those of the bond coat were 100 and $250{\mu}m$. FTF tests were performed until 1140 cycles at a surface temperature of $1100^{\circ}C$ for a dwell time of 5 min. TS tests were also done until more than 50 % delamination or 1140 cycles with a dwell time of 60 min. After the FTF for 1140 cycles, the interface microstructures of each TBC exhibited a sound condition without cracking or delamination. In the TS, the TBCs of 200 and $500{\mu}m$ were fully delaminated (> 50 %) within 171 and 440 cycles, respectively. These results enabled us to control the thickness of TBC systems and to propose an efficient coating in protecting the substrate in cyclic thermal exposure environments.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.670-676
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• 2004

플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel)의 도전성 전극 성형에 필요한 잉크젯용 은 나노 졸을 합성하고자, 액상 환원법에 의해 고농도의 은 나노 졸의 입자크기 및 입도분포와 분산성을 제어하였다 이를 위하여 생성된 입자에 분산성을 부여하는 고분자 전해질의 착체형성 비율과 함께 은 나노 졸의 고농도화를 진행하였다. 합성된 졸은 XRD, 입도분포측정기, TEM을 사용하여 상분석 및 입자의 크기와 형상을 관찰하였다 그 결과 분산성이 우수하고, 약 10nm의 입자크기를 갖는 은 나노 졸인 것을 확인할 수 있었으며, 10-40wt% 범위의 고농도 은 나노 졸을 합성할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.179-179
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• 2012

국내에는 나노 분말 제조를 위한 RF 열플라즈마 시스템 제조 기술이 확보되어 있지 않고, 또한 나노 파우더 제조를 위한 공정 기술 역시 외국 업체에 전적으로 의존하고 있다. 본 연구에서는 나노 분말 제조를 위한 RF 열 플라즈마 토치 시스템 개발과 고품질의 나노 파우더 합성 공정 기술을 확립하여 필요 기관에 제공하는데 있다. 80 kW RF Plasma torch system의 설계 및 제작을 위해 플라즈마 Simulator인 CFD-ACE+를 이용하여 플라즈마 토치 및 반응로 내의 온도 분포, 유체 유동, 열전달 등의 해석을 통해 플라즈마 토치 및 반응로의 반경 및 길이, 구조의 설계 값을 도출하여 반응로를 설계하여 RF 파워, RF 플라즈마 토치(Torch), 반응기(Reactor), 사이클론(Cyclone), 포집부(Collector), 열교환기 및 진공배기 시스템으로 구성하였다. Si 나노 소재의 경우, 이차전지 음극재에 적용이 가능한 대표적인 소재로서 높음 비용량과 충/방전시 부피팽창을 감소시킬 수 있어 이차전지의 고용량 구현을 위해서는 가장 중요한 소재중 하나로 많은 관심 재료로 평가 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 상용화된 Si 원료 powder를 사용하여 고상 분체 공급 장치를 통하여 고온의 플라즈마를 통과시켜 기상화 및 결정화과정을 통해 Si 나노분말을 제조하였다. 공정 변수로서 공정압력 및 플라즈마 power, Gas의 변화량에 따른 나노 분말의 제조 특성에 대한 실험을 진행한 후 제조된 나노 분말을 비표면적측정(BET) 및 SEM 측정 결과 분석을 통하여 시스템 특성을 파악하였으며 제조된 Si 나노 파우더는 이차전지 음극재로서 770 mAh/g의 용량과 93%@50 cycle 수준의 유지율을 나타내었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1678-1683
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• 2003

DBD(Dielectric Barrier Discharge) plasma in air is well established for the production of large quantities of ozone and is more recently being applied to aftertreatment processes for HAPs(Hazardous Air Pollutants). Although DBD high electron density and energy, its potential use as nano and sub-micron sized particle charging are not well known. Aim of this work is to determine design and operating parameters of a two-stage ESP with DBD. DBD and ESP are used as particle charger and precipitator, respectively. We measured particle precipitation efficiency of two-stage ESP and estimated ozone decomposition of both pelletized $MnO_2$ catalyst and pelletized activated carbon. To examine the particle precipitation efficiency, nano and sub-micron sized particles were generated by a tube furnace and an atomizer. AC voltage of $7{\sim}10$ kV(rms) and 60 Hz is used as DBD plasma source. DC -8 kV is applied to the ESP for particle precipitation. The overall particle collection efficiency for the two-stage ESP with DBD is over 85 % under 0.64 m/s face velocity. Ozone decomposition efficiency with pelletized $MnO_2$ catalyst or pelletized activated carbon packed bed is over 90 % when the face velocity is under 0.4 m/s in dry air.

• 열처리공학회지
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• 제20권2호
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• pp.65-71
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• 2007

Microstructural changes and hardness variations in STS 304 steel have been investigated during the processes of carbide dispersion (CD) carburization; carburization, austenitization, subzero treatment and tempering. The carbon content of the surface layer increased up to maximum 4.0% after carburization, and the content was homogenized with the value of 2.3% to the $95{\mu}m$ from the surface after austenitization. The carbide appeared during CD carburization process was $Cr_7C_3$ type, which was composed network carbides along the austenite grain boundaries, square type carbides in the interior of the grain and fine nano-sized carbides. The fine nano-sized carbides precipitated at the austenitization stage and possibly subzero treatment stage were coarsened after tempering at $200^{\circ}C$, resulting the hardness decrease. The tempered steel without subzero treatment increased hardness with increasing time due to the continuous precipitation of fine carbides during tempering. The nano-sized carbide appeared square type morphology.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.68-68
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• 2011

As feature size is smaller, new technology are needed in semiconductor factory such as gap-fill technology for sub 100nm, development of ALD equipment for Cu barrier/seed, oxide trench etcher technology for 25 nm and beyond, development of high throughput Cu CMP equipment for 30nm and development of poly etcher for 25 nm and so on. We are focus on gap-fill technology for sub-30nm. There are many problems, which are leaning, over-hang, void, micro-pore, delaminate, thickness limitation, squeeze-in, squeeze-out and thinning phenomenon in sub-30 nm gap fill. New gap-fill processes, which are viscous oxide-SOD (spin on dielectric), O3-TEOS, NF3 Based HDP and Flowable oxide have been attempting to overcome these problems. Some groups investigated SOD process. Because gap-fill performance of SOD is best and process parameter is simple. Nevertheless these advantages, SOD processes have some problems. First, material cost is high. Second, density of SOD is too low. Therefore annealing and curing process certainly necessary to get hard density film. On the other hand, film density by Flowable oxide process is higher than film density by SOD process. Therefore, we are focus on Flowable oxide. In this work, dielectric film were deposited by PECVD with TSA(Trisilylamine - N(SiH3)3) and NH3. To get flow-ability, the effect of plasma treatment was investigated as function of O2 plasma power. QMS (quadruple mass spectrometry) and FTIR was used to analysis mechanism. Gap-filling performance and flow ability was confirmed by various patterns.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권2호
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• pp.86-92
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• 2013

나노결정질 다이아몬드 박막 증착을 위한 전처리 공정으로 $SF_6/O_2$ 유도결합 플라즈마를 이용하여 Si 기판 표면을 texturing하였다. $SF_6/O_2$ 플라즈마 texturing은 2~16 범위의 매우 넓은 정규화된 표면 조도 선택성을 제공할 수 있음을 확인하였다. Texturing된 Si 기판 표면의 나노 다이아몬드 입자 seeding 이후 기존 기계적 연마 전처리에 비해 현저히 향상된 ${\sim}6.5{\times}10^{10}cm^{-2}$의 높은 핵형성 밀도를 확보하였다.

• 폴리머
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• 제38권3호
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• pp.358-363
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• 2014

원자력현미경(AFM) tip을 표면 처리하여 임프린트용 acrylate 레진과의 접착력을 측정하였다. 표면 처리를 하지 않은 실리콘 tip에 비하여 $CH_4$ 플라즈마로 소수성 처리한 경우 접착력은 38% 감소한 반면 친수성의 $O_2$ 플라즈마로 처리한 경우에는 접착력이 1.6 배 증가하였다. 이러한 AFM 결과들은 정성적 실험 결과 밖에 얻을 수 없는 cross-cut 접착실험에 비하여 매우 구체적인 정량적 결과들을 제공하였다. 나노 크기의 임프린트 패턴을 전사하는 경우, 몰드와 레진 사이 접촉 면적이 커져서 시료 전체의 접착력이 커지기 때문에 패턴 크기가 작아지는 나노임프린트 공정에서는 몰드 표면 처리 문제가 더욱 중요하게 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.307-307
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• 2013

초고집적 회로에 적용되는 반도체 소자의critical dimension (CD)이 수 nano 사이즈로 줄어들고 있기 때문에, 다양한 물질의 식각을 할 때, 건식식각의 중요성이 더 강조되고 있다. 특히 $SiO_2$와 같은 유전체 물질을 식각할 때, plasma process induced damages (P2IDs)가 관찰되어 왔고, 이러한 P2IDs를 줄이기 위해, pulsed-time modulation plasma가 광범위하게 연구되어 왔다. Pulsed plasma는 정기적으로 radio frequency (RF) power on과 off를 반복하여 rf power가 off된 동안, 평균전자 온도를 낮춤으로써, 웨이퍼로 입사되는 전하 축적을 효과적으로 줄일 수 있다. 또한 fluorocarbon plasmas를 사용하여 $SiO_2$를 식각하기 위해 Dual-Frequency Capacitive coupled plasma (DF-CCP)도 널리 연구되어 왔는데, 이것은 기존의 방법과는 다르게 plasma 밀도와 ion bombardment energy를 독립적으로 조절 가능하다는 장점이 있어서 미세 패턴을 식각할 때 효과적이다. 본 연구에서는 Source power에는 60 MHz pulsed radio frequency (RF)를, bias power에는 2 MHz continuous wave (CW) rf power가 사용된 system에서 Ar/$C_4$ F8/$O_2$ 가스 조합으로, amorphous carbon layer (ACL)가 hard mask로 사용된 $SiO_2$를 식각했다. 그리고 source pulse의 duty ratio와 pulse frequency의 효과에 따른 $SiO_2$의 식각특성을 연구하였다. 그 결과, duty ratio의 감소에 따라 $SiO_2$, ACL의 etch rate이 감소했지만, $SiO_2$/ACL의 etch selectivity는 증가하였다. 반면에 pulse frequency의 변화에 따른 두 물질의 etch selectivity는 크게 변화가 없었다. 그 이유는 pulse 조건인 duty ratio의 감소가 전자 온도 및 전자 에너지를 낮춰 $C_2F8$가스의 분해를 감소시켰으며, 이로 인해 식각된 $SiO_2$의 surface와 sidewall에 fluorocarbon polymer의 형성이 증가하였기 때문이다. 또한 duty ratio의 감소에 따라 etch selectivity뿐만 아니라 etch profile까지 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 열처리공학회지
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• 제20권5호
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• pp.237-242
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• 2007

Friction coefficient of SM45C steel was surprisingly reduced with $H_2S$ and $C_3H_8$ gas during plasma sulf-nitriding. During the plasma sulf-nitriding, 100-700 sccm of $H_2S$ gas and 100 sccm of $C_3H_8$ gas were added and working pressure and temperature were 2 torr, $500-550^{\circ}C$, respectively. As $H_2S$ gas amount increased over 500 sccm, flake-like structures were developed on top of the nitriding layer and grain size of the nitriding layer were about 100 nm. The friction coefficient for the sample treated plasma sulf-nitriding under $N_2-H_2S$ gas was 0.4 - 0.5. The structure became more finer and amorphous-like along with $N_2-H_2S-C_3H_8$ gas and the nano-sized surface microstructures resulted in high hardness and significantly low friction coefficient of 0.2.