• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.292-292
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• 2014

Wide band gap semiconductors, such as III-nitrides (GaN, AlN, InN, and their alloys), SiC, and diamond are expected to play an important role in the next-generation electronic devices. Specifically, GaN-based high electron mobility transistors (HEMTs) have been targeted for high power, high frequency, and high temperature operation electronic devices for mobile communication systems, radars, and power electronics because of their high critical breakdown fields, high saturation velocities, and high thermal conductivities. For the stable operation, high power, high frequency and high breakdown voltage and high current density, the fabrication methods have to be optimized with considerable attention. In this study, low ohmic contact resistance and smooth surface morphology to AlGaN/GaN on 2 inch c-plane sapphire substrate has been obtained with stepwise annealing at three different temperatures. The metallization was performed under deposition of a composite metal layer of Ti/Al/Ni/Au with thickness. After multi-layer metal stacking, rapid thermal annealing (RTA) process was applied with stepwise annealing temperature program profile. As results, we obtained a minimum specific contact resistance of $1.6{\times}10^{-7}{\Omega}cm2$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.205-206
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• 2005

PRAM (Phase change Random Access Memory) is one of the most promising candidates for next generation Non-volatile Memories. The Phase change material has been researched in the field of optical data storage media. Among the phase change materials, $Ge_2Sb_2Te_5$(GST) is very well known for its high optical contrast in the state of amorphous and crystalline. However, the characteristics required in solid state memory are quite different from optical ones. In this study, the structural properties of GST thin films with bottom electrode were investigated for PRAM. The 100-nm thick GST films were deposited on TiN/Si and TiAlN/Si substrates by RF sputtering system. In order to characterize the crystal structure and morphology of these films, we performed x-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM).

• 한국표면공학회지
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• 제34권5호
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• pp.414-420
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• 2001

A 30-kV plasma immersion ion implantation setup (P $I^3$) has been equipped with a self-developed 6'-magnetron to perform hard coatings with enhanced adhesion by P $I^3$D(P $I^3$ assisted deposition) process. Using ICP source with immersed Ti antenna and reactive magnetron sputtering of Ti target in $N_2$/Ar ambient gas mixture, the TiN films were prepared on Si substrates at different pulse bias and ion-to-atom arrival ratio ( $J_{i}$ $J_{Me}$ ). Prior to TiN film formation the nitrogen implantation was performed followed by deposition of Ti buffer layer under A $r^{+}$ irradiation. Films grown at $J_{i}$ $J_{Me}$ =0.003 and $V_{pulse}$=-20kV showed columnar grain morphology and (200) preferred orientation while those prepared at $J_{i}$ $J_{Me}$ =0.08 and $V_{pulse}$=-5 kV had dense and eqiaxed structure with (111) and (220) main peaks. X-ray diffraction patterns revealed some amount of $Ti_{x}$ $N_{y}$ in the films. The maximum microhardness of $H_{v}$ =35 GN/ $M^2$ was at the pulse bias of -5 kV. The P $I^3$D technique was applied to enhance wear properties of commercial tools of HSS (SKH51) and WC-Co alloy (P30). The specimens were 25-kV PII nitrogen implanted to the dose 4.10$^{17}$ c $m^{-2}$ and then coated with 4-$\mu\textrm{m}$ TiN film on $Ti_{x}$ $N_{y}$ buffer layer. Wear resistance was compared by measuring weight loss under sliding test (6-mm $Al_2$ $O_3$ counter ball, 500-gf applied load). After 30000 cycles at 500 rpm the untreated P30 specimen lost 3.10$^{-4}$ g, and HSS specimens lost 9.10$^{-4}$ g after 40000 cycles while quite zero losses were demonstrated by TiN coated specimens.s.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.392-392
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• 2011

현재의 태양전지에 사용되는 wafer는 원가저감을 위해 점점 얇아지고 있는 추세이다. 하지만 wafer가 얇아질수록 장파장 영역의 광자는 충분히 활용할 수 없게 된다. 대부분의 광자는 50um 지점에 도달하였을 때 그 역할을 다하고 소멸하게 되며, 특히 800nm 이상의 장파장에 대한 generation rate는 wafer 두께에 따라 급격한 차이를 보이게 된다. 따라서 장파장 영역의 광자를 효율적으로 사용할 뿐만 아니라 원가 저감을 위해 더욱 얇아지고 있는 추세의 wafer의 장파장 이용을 보상하기 위해서 TCO를 이용한 back-reflector의 역할은 가장 좋은 해결책이 될 것이다. 본 연구에서는 Macleod를 이용하여 ZnO, Al-doped ZnO, TiN, TiO2와 같은 다양한 TCO 물질에 대한 다양한 simulation을 실시 하여 reflectance 특성을 알아보았다. 상기 simulation결과로써 Al-doped ZnO가 가장 reflectance 특성이 좋게 나타났었으며 이를 이종접합 태양전지에 적용하여 광학적 및 전기적 특성 변화에 대해서 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.549-554
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• 2009

Al thin films were synthesized on TiN/Si substrate by MOCVD using N-methylpyrrolidine alane (MPA) precursor. Effects of substrate temperature, reaction pressure on the deposition rate, surface roughness and electrical resistivity were investigated. The early stage of Al thin film formation was analyzed by in-situ surface reflectivity measurement with a laser and photometer apparatus. From the Arrhenius plot of deposition rate vs. substrate temperature, it was found that the activation energy of surface reaction was 91.1kJ/mole, and the transition temperature from surface-reaction-limited region to mass-transfer-limited region was about $150^{\circ}C$. The growth rate increased with the reaction pressure, and average growth rates of $200{\sim}1,200nm/min$ were observed at various experimental conditions. Surface roughness of the film increased with the film thickness. The electrical resistivity of Al film was about $4{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ in the case of optimum condition, and it was close to the value of the bulk Al, $2.7{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.131-139
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• 1993

극저탄소 알루미늄 킬드강내에 합금원소로 첨가된 Al, Ti, Nb, B등은 열처리 공정중 질화물이나 탄화물로 석출되어 강의 재결정집합조직을 변화시킴으로써 강판재의 디입드로잉 특성에 결정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 Ti및 Nb를 단독으로 또는 동시에 첨가한 데 이어, B, P, Si 및 Mn등을 추가로 첨가한 극저탄소 고강도 강판의 집삽조직에 미치는 질화물, 탄화물과 같은 미세 석출물의 영향을 TEM, SEM, 광학현미경분석에 의하여 조사하였다. Nb 및 Ti를 동시에 첨가한 강에서는 미세한 N$b_2$C 및 T$i_2$AIN가 주로 석출되는 반면, Nb를 단독으로 첨가한 강에서는 미세한 AIN 및 조대한 BN이 석출되고,Ti를 단독으로 첨가한 강에서는 비교적 조대한 T${i_4}{N_3}$및 조대한 ${N_10}{N_22}$/T$i_68$이 석출되는 것으로 관찰되었다. 또한 이러한 탄질화물들의 석출에 의하여 세 강이 서로 다른 결정입도를 나타내는데, 결정입도는 Nb 및 Ti동시첨가강과 Nb단독첨가강이 서로 비슷하고, Ti단독첨가강이 가장 큰 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.438-439
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• 2013

Microelectronic devices의 접촉저항의 향상을 위해 Metal silicides의 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지난 수십년에 걸쳐, Ti silicide, Co silicide, Ni silicide 등에 대한 개발이 이루어져 왔으나, 계속적인 저저항 접촉 소재에 대한 요구에 의해 최근에는 Rare earth silicide에 관한 연구가 시작되고 있다. Rare-earth silicide는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 schottky barrier contact (~0.3 eV)를 이룬다. 또한, 비교적 낮은 resistivity와 hexagonal AlB2 crystal structure에 의해 Si과 좋은 lattice match를 가져 Si wafer에서 high quality silicide thin film을 성장시킬 수 있다. Rare earth silicides 중에서 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 낮은 schottky barrier 응용에서 쓰이고 있다. 이로 인해, n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로써 주목받고 있다. 특히 ytterbium과 molybdenum co-deposition을 하여 증착할 경우 thin film 형성에 있어 안정적인 morphology를 나타낸다. 또한, ytterbium silicide와 마찬가지로 낮은 면저항과 electric work function을 갖는다. 그러나 ytterbium silicide에 molybdenum을 화합물로써 높은 농도로 포함할 경우 높은 schottky barrier를 형성하고 epitaxial growth를 방해하여 silicide film의 quality 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 ytterbium과 molybdenum의 co-deposition에 따른 silicide 형성과 전기적 특성 변화에 대한 자세한 분석을 TEM, 4-probe point 등의 다양한 분석 도구를 이용하여 진행하였다. Ytterbium과 molybdenum을 co-deposition하기 위하여 기판으로 $1{\sim}0{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항을 갖는 low doped n-type Si (100) bulk wafer를 사용하였다. Native oxide layer를 제거하기 위해 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 wafer를 세정하였다. 그리고 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 Ytterbium과 molybdenum을 동시에 증착하였다. RE metal의 경우 oxygen과 높은 반응성을 가지므로 oxidation을 막기 위해 그 위에 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, 진공 분위기에서 rapid thermal anneal(RTA)을 이용하여 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium silicides를 형성하였다. 전기적 특성 평가를 위한 sheet resistance 측정은 4-point probe를 사용하였고, Mo doped ytterbium silicide와 Si interface의 atomic scale의 미세 구조를 통한 Mo doped ytterbium silicide의 형성 mechanism 분석을 위하여 trasmission electron microscopy (JEM-2100F)를 이용하였다.

• 한국진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.201-206
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• 2002

N형 InGaAs에 대한 Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉의 급속 열처리 조건에 따른 오믹 특성을 조사하였다. $450^{\circ}C$까지의 열처리 동안에 전반적으로 우수한 오믹 특성을 나타내어 $400^{\circ}C$, 20초의 급속 열처리 조건에서 최저 $3.9\times10^{-7}\Omega\textrm{cm}^2$ 의 접촉 비저항을 나타내었다. 이는 열처리에 의해 생성된 Pd-Si계 화합물의 형성 및 Si의 InGaAs 표면으로의 확산과 관련이 있었다. 그러나 $400^{\circ}C$에서 열처리 시간을 30초 이상으로 연장할 경우 접촉 비저항이 low-$10^{-6}\Omega \textrm{cm}^2$ 으로 약간 증가하였고, 열처리 조건을 425~$450^{\circ}C$/10초로 변화시킬 경우 high-$10^{-7}$~low-$10^{-6}\Omega \textrm{cm}^2$으로 약간 증가하였다. 이는 오믹 재료와 InGaAs의 반응에 의해 Pd-Ga계 화합물이 형성된 것과 관련이 있었다. 고온 열처리 후에도 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용 가능하다고 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제10권8호
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• pp.575-580
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• 2000

Ta(TaC) 필라멘트를 이용한 HF-CVD 법에 의하여 $Si_3N_4$, SiC, WC, $Al_2O_3$를 기판으로 다이아몬드 박막을 증착하고, 그 밀착특성을 평가하였다. 로내의 $CH_4$농도를 10%로 높게 하였을 경우에는 막중에 graphitic(amorphous) carbon이 생성됨을 확인할 수 있었다. 박막을 $12\mu\textrm{m}$ 정도까지 두껍게 하면, WC기판에서는 부분적 박리형상이 관찰되었으나, $Si_3N_4$를 기판으로 하였을 경우에는 안정한 박막을 얻을 수 있었다. Indentation test 결과로부터 grainding에 의한 기판표 처리가 밀착성 향상에 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 또 compression topple test에서는 박막의 두께는 밀착성과 반비례의 관계를 가지는 것을 알 수 있었다. 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권3호
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• pp.92-98
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• 2010

Ferritic stainless steels, which have relatively small thermal expansion coefficient and excellent corrosion resistance, are increasingly being used in vehicle manufacturing, in order to increase the lifetime of exhaust manifold parts. But, there are limits on use because of the problem related to cosmetic resistance, corrosions of condensation and high temperature salt etc. So, Aluminum-coated stainless steel instead of ferritic stainless steel are utilized in these parts due to the improved properties. In this investigation, Al-8wt% Si alloy coated 409L ferritic stainless steel was used as the base metal during Gas Tungsten Arc(GTA) welding. The effects of coated layer on the microstructure and hardness were investigated. Full penetration was obtained, when the welding current was higher than 90A and the welding speed was lower than 0.52m/min. Grain size was the largest in fusion zone and decreased from near HAZ to base metal. As welding speed increased, grain size of fusion zone decreased, and there was no big change in HAZ. Hardness had a peak value in the fusion zone and decreased from the bond line to the base metal. The highest hardness in the fusion zone resulted from the fine re-precipitation of the coarse TiN and Ti(C, N) existed in the base metal during melting and solidification process and the presence of fine $Al_2O_3$ and $SiO_2$ formed by the migration of the elements, Al and Si, from the melted coating layer into the fusion zone.