• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.145-145
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• 2008

High-k materials have been paid much more attention for their characteristics with high permittivity to reduce the leakage current through the scaled gate oxide. Among the high-k materials, $ZrO_2$ is one of the most attractive ones combing such favorable properties as a high dielectric constant (k= 20 ~ 25), wide band gap (5 ~ 7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2$/Si structure. During the etching process, plasma etching has been widely used to define fine-line patterns, selectively remove materials over topography, planarize surfaces, and trip photoresist. About the high-k materials etching, the relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Among several etching techniques, we chose the inductively coupled plasma (ICP) for high-density plasma, easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure. And the $BCl_3$ was included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compounds. During the etching process, the wafer surface temperature is an important parameter, until now, there is less study on temperature parameter. In this study, the etch mechanism of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of $Cl_2$ addition to $BCl_3$/Ar gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature increased from $10^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The variations of relative volume densities for the particles were measured with optical emission spectroscopy (OES). The surface imagination was measured by scanning emission spectroscope (SEM). The chemical state of film was investigated using energy dispersive X-ray (EDX).

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.363-363
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• 2008

The development of dry etching process for sapphire wafer with plasma has been key issues for the opto-electric devices. The challenges are increasing control and obtaining low plasma induced-damage because an unwanted scattering of radiation is caused by the spatial disorder of pattern and variation of surface roughness. The plasma-induced damages during plasma etching process can be classified as impurity contamination of residual etch products or bonding disruption in lattice due to charged particle bombardment. Therefor, fine pattern technology with low damaged etching process and high etch rate are urgently needed. Until now, there are a lot of reports on the etching of sapphire wafer with using $Cl_2$/Ar, $BCl_3$/Ar, HBr/Ar and so on [1]. However, the etch behavior of sapphire wafer have investigated with variation of only one parameter while other parameters are fixed. In this study, we investigated the effect of pressure and other parameters on the etch rate and the selectivity. We selected $BCl_3$ as an etch ant because $BCl_3$ plasmas are widely used in etching process of oxide materials. In plasma, the $BCl_3$ molecule can be dissociated into B radical, $B^+$ ion, Cl radical and $Cl^+$ ion. However, the $BCl_3$ molecule can be dissociated into B radical or $B^+$ ion easier than Cl radical or $Cl^+$ ion. First, we evaluated the etch behaviors of sapphire wafer in $BCl_3$/additive gases (Ar, $N_2,Cl_2$) gases. The behavior of etch rate of sapphire substrate was monitored as a function of additive gas ratio to $BCl_3$ based plasma, total flow rate, r.f. power, d.c. bias under different pressures of 5 mTorr, 10 mTorr, 20 mTorr and 30 mTorr. The etch rates of sapphire wafer, $SiO_2$ and PR were measured with using alpha step surface profiler. In order to understand the changes of radicals, volume density of Cl, B radical and BCl molecule were investigated with optical emission spectroscopy (OES). The chemical states of $Al_2O_3$ thin films were studied with energy dispersive X-ray (EDX) and depth profile anlysis of auger electron spectroscopy (AES). The enhancement of sapphire substrate can be explained by the reactive ion etching mechanism with the competition of the formation of volatile $AlCl_3$, $Al_2Cl_6$ or $BOCl_3$ and the sputter effect by energetic ions.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.355-360
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• 2006

알칼리-실리카 반응은 시멘트 콘크리트 포장 및 구조물에 매우 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 국내의 경우 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 거의 보고되지 않아 연구는 적게 수행되고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 고속도로 일부 노선의 시멘트 콘크리트포장에서 발생한 불규칙균열과 스폴링의 발생 원인을 분석하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 현장조사, 화학적인 방법 및 전자현미경(SEM)의 에너지 분석기(EDX)를 사용하여 파손 원인을 분석하였다. 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장의 파손 유형은 불규칙 균열과 스폴링이다. 코어 시편의 균열 절단면에서 편암과 편마암 골재 주위로 백색으로 변색된 반응환이 관찰되었고, 반응 생성물에서는 $Si^{4+}>K^+$성분이 주로 분석되었다. 254nm 파장의 자외선 광선을 비추게 되면 알칼리-실리카 반응부에 화학반응에 의하여 노란색 형광 빛을 나타나는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통하여 조사 대상 시멘트 콘크리트 포장에 발생한 불규칙 균열 및 스폴링은 주로 알칼리-실리카 반응에 의해 유발된 것으로 판정하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.45-50
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• 2014

반도체 미세구리배선 적용을 위하여 구리배선의 습식 표면처리 및 열 사이클에 따른 구리 박막과 실리콘질화막 도포층 사이의 계면접착에너지를 4점굽힘시험을 통해 정량적으로 평가하였다. 구리배선을 화학적 기계적 연마한 후 습식 표면처리를 통하여 구리 박막과 실리콘질화막의 계면접착에너지는 $10.57J/m^2$에서 $14.87J/m^2$로 증가하였다. $-45{\sim}175^{\circ}C$범위에서 250사이클 후, 표면처리를 하지 않은 시편의 계면접착에너지는 $5.64J/m^2$으로, 표면처리를 한 시편은 $7.34J/m^2$으로 감소하였으며, 모든 시편의 박리계면은 구리 박막과 실리콘질화막 계면으로 확인되었다. X-선 광전자 분광법으로 계면 결합 상태를 분석한 결과, 화학적 기계적 연마 공정 후 구리배선의 표면 산화물이 습식표면처리에 의해 효과적으로 제거된 것을 확인하였다. 또한, 열 사이클 처리동안, 구리 박막과 실리콘질화막의 큰 열 팽창 계수 차이로 인한 열응력으로 인하여 구리 박막과 실리콘질화막 계면이 취약해지고, 계면을 통한 산소유입에 따른 구리 산화층이 증가하여 계면접착에너지가 저하된 것으로 판단된다.

• 대한소아치과학회지
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• 제47권3호
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• pp.266-276
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• 2020

이 연구의 목적은 법랑질 인공우식병소에서 silver diamine fluoride (SDF)와 sodiun fluoride (NaF) 바니쉬의 재광화 효과를 비교하는 것이다. 소의 절치를 이용해 인공적으로 법랑질 초기 우식병소를 형성하고 38% SDF와 5% NaF 바니쉬를 도포한 후 인공 타액에 3주동안 보관하면서 pH-cycling을 시행하여 법랑질 표면과 3개 층의 깊이에서 micro-CT를 이용하여 무기질 밀도를 측정하고 SEM-EDS를 이용하여 법랑질 표면의 미세구조를 분석함으로써 두 제제의 재광화 효과를 비교, 평가하였다. 38% SDF군와 5% NaF 바니쉬군 모두 탈회된 법랑질의 무기질 밀도와 정상수준으로 재광화된 법랑질의 부피는 시간 경과에 따라 21일까지 지속적으로 증가하였다. 38% SDF군은 5% NaF 바니쉬군보다 법랑질의 모든 깊이와 경과한 시간대에서 무기질 밀도 증가량(△HUV) 및 정상수준으로 재광화된 법랑질의 부피 모두 컸다(p = 0.001). SEM을 이용해 관찰한 재광화된 법랑질 표면은 38% SDF군이 5% NaF 바니쉬군에 비해 더 부드러웠다. SEM 사진상에서 38% SDF를 도포한 법랑질 표면에서 은 화합물 침착이 관찰되었으며 EDS 분석에서는 은 이온이 검출되었다. 이상의 연구 결과를 종합하면 38% SDF의 법랑질 인공우식병소에서의 재광화 효과는 5% NaF 바니쉬보다 더 큼을 알 수 있었으며 이러한 결과는 앞으로 SDF가 진행된 우식의 처치에 있어서도 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권9호
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• pp.1284-1288
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• 2009

본 연구는 천일염 결정 내에 함유된 무기물들의 화합물 결정 상태를 비파괴적인 방법인 XRD 방법으로 규명할 수 있는지를 조사하기 위하여, 전남 서남해안의 12개 지역 염전에서 채취한 12종의 천일염들에 대하여 X선 회절선을 측정하고, 이 X선 회절선 스펙트럼을 EDX 측정 결과와 JCPDS 데이터와의 비교 분석을 통하여 천일염 결정 내에 함유된 무기물들의 화합물 결정 상태를 처음으로 확인하였다. 특히 아직까지 알려져 있지 않았던 무기질 화합물 결정들이 천일염에 함유되어 있음을 밝혀냈는데, 신안 증도와 신의의 천일염에서 $Na_2S$, 신안 비금의 천일염에서 $KMgCl_3$, 신안 도초에서 $Ca(ClO_3)_2$, 해남 송지에서 $CaAl_4O_7$, 고흥에서 $CaSiO_3$, $CaCl_2$, 해남 토판 소금에서 NaKCl 등이 관측되었다. 또한 XRD 측정 결과는 천일염의 결정구조가 소금의 입방구조인 NaCl구조를 그대로 유지함을 보였으며, 격자상수도 정제염이나 시약염에 비해 거의 변화가 없는 비슷한 값을 보였다. 그러나 FE-SEM으로부터 조사한 천일염의 외형적 결정 구조는 정제염과 시약염에서 보이는 소금 NaCl의 결정구조인 정육면체의 결정 형태와는 달리 이들이 적층되어 이루어진 결정 형태의 특징을 보였다. 또한 결정 입자의 크기에 있어서도 정제염이나 시약염보다 수백 배에 이르는 특징을 보였다.

• 공업화학
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• 제27권3호
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• pp.299-306
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• 2016

본 연구는 광노화의 원인으로 알려진 자외선을 차단하는 새로운 복합 분체에 관한 것이다. Hydroxyapatite (HAp)는 자체 생체 친화적이고, 피부에 도포 시 백탁 현상 없이 자외선을 차단하는 효과가 우수하다. 그러나 HAp 구조가 단단한 육방정계이어서 피부 도포 시 피부손상과 분체의 재응집 현상이 발생되어 화장 후 뭉치는 현상, 자체 사용감이 매끄럽지 못하는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하고자 HAp의 표면 개질을 통한 자외선 차단 증진 및 사용감을 개선한 새로운 복합 분체를 개발하고자 하였다. 본 연구에서 HAp의 표면 개질을 위해 코팅제로 dimethicone, lauroyl lysine, triethoxycaprylylsilane 및 silica를 사용하였다. Dimethicone, lauroyl lysine 및 triethoxycaprylylsilane은 건식 방법으로 각각 표면 복합화 처리하였고, silica는 수열 합성법으로 표면 처리하여 표면 복합체를 제조하였다. 제조된 HAp 복합체의 자외선 차단 효과를 측정하여 실리카가 코팅된 HAp-silica를 최적의 HAp 복합체로 선정하였다. SEM, 입자크기와 분포, 표면 측정, EDS 분석을 통해 HAp-silica의 표면 복합 분체 특성을 조사하였다. 또한 제형 내에서 안정성, BB cream에서 자외선 차단 효과 측정 및 안전성 시험을 실시하였다. 연구 결과, HAp 분체의 표면 개질을 통해 제조한 HAp-silica는 사용감이 우수하였고, 백탁 현상을 개선함으로써 자외선 차단 효과를 증진시키는 복합 분체로서 자외선 차단 화장품의 새로운 기능성 소재로서 응용 가능성이 있음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.355-359
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• 2017

Si/Al 몰비율이 1.08~1.20를 가진 제올라이트 X를 수열합성반응을 이용하여 제조한 후, $Mg^{2+}$ 또는 $Cu^{2+}$을 지닌 금속질산염용액으로 이온교환을 하여 이온 교환된 제올라이트 X를 준비하였다. 모든 준비된 제올라이트 X 시료들에 대해 XRD, SEM, EDS를 이용하여 제올라이트의 결정 구조 변화를 확인하였으며, 암모니아 승온 탈착법($NH_3$-TPD)을 통해 시료의 암모니아 흡착능력에 대한 분석을 진행하였다. XRD 결과, 준비된 제올라이트 X는 양이온성분에 상관없이 Faujasite (FAU) 결정상을 유지하였지만, $Mg^{2+}$ 및 $Cu^{2+}$로 이온교환된 제올라이트 X에 대한 결정화도는 감소되었다. EDS분석결과, 이온 교환된 제올라이트 X시료들 안에 각각의 양이온이 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다. $NH_3$-TPD 분석결과 $Mg^{2+}$-와 $Cu^{2+}$-제올라이트 X의 암모니아 흡착능은 각각 1.76 mmol/g과 2.35 mmol/g이었으나, $Na^+$-제올라이트 X의 암모니아 흡착능은 3.52 mmol/g ($NH_3/catalyst$)으로 확인되었다. 향후 암모니아를 제거하기 위한 흡착제로서 $Na^+$-제올라이트 X가 활용될 가능성이 높다고 사료된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.45-50
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• 2017

본 연구에서는 Sn-0.7Cu-xZn 무연솔더와 OSP 표면처리 된 솔더접합부의 전단강도를 Zn 함유량에 따라 평가하였다. 다섯 종류의 Sn-0.7Cu-xZn (x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 wt.%) 솔더페이스트를 제작한 뒤, OSP(organic solderability preservative) 표면처리 한 PCB(printed circuit board) 기판의 전극에 리플로우 공정으로 180 um 직경의 솔더볼을 형성하였다. 전단강도는 두 가지 조건의 전단속도(0.01, 0.1 m/s)로 고속전단시험(high speed shear test)을 통해 측정하였고, 고속전단시험 시에 측정된 F-x(Force-distance) curve를 통해 파괴에너지(fracture energy)를 계산하였다, SEM(주사전자현미경, scanning electron microscopy)과 EDS(energy dispersive spectroscopy) 분석을 통하여 단면과 파단면을 관찰하였고, 금속간 화합물(intermetallic compound, IMC) 층을 분석하였다. Zn 함유량이 증가함에 따라 금속간 화합물 층의 두께는 감소하였고, Zn 함유량이 0.5 wt.%일 때 가장 높은 전단 강도(shear strength)를 나타내었다. 전체적으로 높은 전단속도 조건의 전단강도 값이 낮은 전단속도 조건의 전단강도보다 높았다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제46권4호
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• pp.28-38
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• 2009

본 연구에서는 비분산적외선(NDIR) 방식의 CO$_2$센서를 이용하여 무선 센서 네트워크 기반의 지하 공기질 모니터링 시스템을 구현하고 실제 지하철 승강장에 설치한 후 성능평가를 수행하였다. 서울 지하철은 하루 650만 명이 이용하는 대표적인 대중교통 수단이다. 따라서 승객뿐만 아니라 지하철 역사의 지하 공간에서 근무하는 많은 근로자들의 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 지하철 역사의 공기질 모니터링에 대한 요구가 매우 높아졌다. 현재 이런 요구를 충족하기 위해 환경부와 지하철 운영기관 측에서는 지하철역 공기질 모니터링 시스템을 일부 설치 운영 중이다. 그러나 고가의 수입 센서 이용으로 장비의 규모가 크고 설치 및 상시 운영에 따른 유지보수 비용이 큰 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 저비용으로 CO$_2$ 농도를 상대적으로 정밀하게 측정할 수 있는 상용화된 CO$_2$ 센서에 대해 이론적으로 분석하고 신뢰성 검증 테스트를 수행하였다. 또한 무선 공기질 측정 센서 노드 및 게이트웨이 시스템을 개발하여 지하철 승강장의 실시간 공기질 데이터를 주기적으로 수집할 수 있고, 효율적으로 모니터링 할 수 있는 웹서버를 구축하였다. 본 연구 결과는 향후 지하 공간 공기질 관리 시스템의 확산 설치를 위하여 기초 연구 자료로 활용될 것이다.