PECVD법으로 증착된 $Ta_2O_5$박막의 누설전류에 미치는 RTA의 영향

김진범,이승호,소명기,Kim, Jin-Beom,Lee, Seung-Ho,So, Myeong-Gi 한국재료학회 1994 한국재료학회지 Vol.4 No.5

본 연구에서는 반응기체 $PaCl_5$ (99.99%)와 $N_2O$(99.99%)를 사용하여 PECVD법으로 P-type(100) Si기판위에 $Ta_2O_5$ 박막을 증착시킨후 RTA 후처리를 통하여 누설전류를 개선시키고자 하였다. 실험결과, 증착온도 증가에 따라 굴절율은 일정하게 증가하였고 $500^{\circ}C$에서 최대 증착속도를 보였다. 증착된 $Ta_2O_5$막의 FT-IR 분석결과 증착온도 증가에 따라 Ta-O bond peak intensity가 증가함을 알 수 있었으며, 누설전류 특정결과 증착온도가 증가함에 따라 누설전류값이 감소함을 알 수 있었다. 또한 증착된 $Ta_2O_5$막을 RFA방법을 이용하여 후처리 한 결과, as deposited 상태보다 누설전류가 감소함을 알 수 있었으며 이는 RTA처리후 AES와 FT-IR 분석을 통하여 $Ta_2O_5$막 내의 oxygen농도와 Ta-O bond peak intensity를 측정한 결과 RTA 후처리에 의하여 $Ta_2O_5$막내의 존재하는 O-deficient 구조들이 감소한 때문이었다. The effects of RTA treatment on the leakage current have been studied for tantalum pentoxide( $Ta_2O_5$) films deposited by PECVD on P-type(100) Si substrate using $TaCl_5$(99.99%) and $N_2O$(99.99%) gaseous mixture. The refractive index increased with increasing the deposition temperature and the maximum deposition rate was obtained at $500^{\circ}C$. The Ta-0 bond peak intensity of as-deposited $Ta_2O_5$ increased with increasing the deposition temperature through FT-IR analysis and the leakage current value was decreased with increasing the deposition temperature. The small leakage current value obtained after RTA treatment of as-deposited $Ta_2O_5$ was found to be due to the reduction of 0-deficient structure in the film. The increases of the oxygen coacentration and the Ta-0 bond peak intensity in the film after RTA treatment were measured by AES and FT-IR analyses.

RTCVD에 의한 다결정 $Si_{1-x}Ge_x$ 박막 증착

김재중,이승호,소명기,Kim, Jae-Jung,Lee, Seung-Ho,So, Myeong-Gi 한국재료학회 1995 한국재료학회지 Vol.5 No.6

The Poly-S $i_{1-x}$G $e_{x}$ thin films were deposited on oxidized Si wafer by RTCVD(rapid thermal chemical vapor deposition) using Si $H_4$and Ge $H_4$, at 450 ~5$50^{\circ}C$. The variation of Ge mole fraction and the deposition rate of S $i_{1-x}$G $e_{x}$ thin film were studied as a function of the deposition temperature and the Ge $H_4$/Si $H_4$input ratio, and the crystal phase and the surface roughness were studied by XRD and AFM(atomic force microscopy), respectively. The experimental results showed that the activation energy for the deposition of poly-S $i_{1-x}$G $e_{x}$ was about 32~37Kca /mol and the deposition rate of S $i_{1-x}$G $e_{x}$ thin films was increased with increasing the deposition temperature and the input ratio. From the analysis of composition, it was known that the Ge mole fraction within the poly-S $i_{1-x}$G $e_{x}$ thin film was decreased with decreasing the input ratio and increasing the deposition temperature. As-deposited S $i_{1-x}$G $e_{x}$ thin films were polycrystalline over the entire experimental range. But those were amorphous at the deposition temperature of 450, 475$^{\circ}C$ and the input ratio of 0.05. By adding the Ge $H_4$, poly-S $i_{1-x}$G $e_{x}$ thin film were deposited at relatively lower deposition temperatures($\leq$ 5$50^{\circ}C$) than those of conventional poly-Si(>$600^{\circ}C$). From surface roughness measurement of poly-S $i_{1-x}$G $e_{x}$ it was found that the surface roughness( $R_{i}$ ) increased with increasing the deposition temperature and input ratio.and input ratio. Oxidized Si wafer 위에 반응가스로 Si $H_4$과 Ge $H_4$을 사용하여 RTCVD(rapid thermal chemical vapor deposition)법으로 증착온도 450~5$50^{\circ}C$에서 다결정 S $i_{1-x}$G $e_{x}$ 박막을 증착하였다. 증착된 S $i_{1-x}$, G $e_{x}$ 박막은 증착온도와 Ge $H_4$Si $H_4$입력비 변화에 따른 Ge몰분율 변화와 증착속도에 대해 고찰하였으며, XRD와 AFM(atomic force microscopy)등을 이용하여 결정상과 표면거칠기 등을 조사하였다. 실험결과, 다결정 S $i_{1-x}$G $e_{x}$ 박막은 32~37 Kcal/mole의 활성화에너지 값을 가졌으며 증착속도는 증착온도와 입력비 중가에 따라 증가하였다. 또한 조성분석으로부터 입력비 감소와 증착온도 증가에 따라 Ge몰분율이 감소함을 알 수 있었다. 증착된 S $i_{1-x}$G $e_{x}$ 박막은 450, 475$^{\circ}C$에서 임력비가 0.05일때 비정질 형태로 존재하였으며 그 이외의 실험영역에서는 다결정 형태로 존재하였다. 기존의 다결정 Si 중착온도($600^{\circ}C$이상)와 비교하여 Ge $H_4$을 첨가함으로써 비교적 낮은온도(5$50^{\circ}C$이하) 영역에서 다결정 S $i_{1-x}$G $e_{x}$ 박막을 얻을 수 있었다. 또한 증착층의 표면거칠기를 측정한 결과, 증착온도와 입력비가 증가함에 따라 표면 거칠기( $R_{i}$ )가 증가함을 알 수 있었다.을 알 수 있었다.

초저온 냉각튜브 내 수소기체의 액체수소로의 상변환 분석

이대원,홍하이응우엔,소명기,나인욱,박동화,김교선,Lee, Dae-Won,Nguyen, Hoang Hai,So, Myeong-Ki,Nah, In-Wook,Park, Dong-Wha,Kim, Kyo-Seon 한국화학공학회 2018 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.56 No.1

에너지 위기 시대를 맞이하여 수소에너지가 가장 가능성 있는 대체에너지 중의 하나로 고려되고 있다. 액체수소는 기체수소와 비교하여 단위 부피당 에너지 밀도가 월등히 높으며 수소에너지의 탁월한 저장 방법으로 간주되고 있다. 본 연구에서는 2 상 모델에 기초를 둔 Navier-Stokes 식을 전산유체역학 프로그램을 이용하여 풀었으며, 초저온 냉각 튜브를 통과하면서 기체수소가 액화되는 과정을 분석하였다. 열전도율이 높은 구리관을 초저온 냉각을 위한 관의 재질로 가정하였다. 기체수소의 유입속도를 5 cm/s, 10 cm/s, 20 cm/s로 변화시키면서 냉각튜브 내 유체 온도분포, 축방향 및 반경방향 유체 속도, 기체 및 액체 수소 부피분율 분포를 각각 분석하였다. 본 연구 결과는 향후 액체수소 제조를 위한 기체수소 초저온 냉각기의 설계 및 제작을 위한 기초자료로 활용이 될 것으로 기대된다. Under the era of energy crisis, hydrogen energy is considered as one of the most potential alternative energies. Liquid hydrogen has much higher energy density per unit volume than gas hydrogen and is counted as the excellent energy storage method. In this study, Navier-Stokes equations based on 2-phase model were solved by using a computational fluid dynamics program and the liquefaction process of gaseous hydrogen passing through a cryogenic cooling tube was analyzed. The copper with high thermal conductivity was assumed as the material for cryogenic cooling tube. For different inlet velocities of 5 m/s, 10 m/s and 20 m/s for hydrogen gas, the distributions of fluid temperature, axial and radial velocities, and volume fractions of gas and liquid hydrogens were compared. These research results are expected to be used as basic data for the future design and fabrication of cryogenic cooling tube to transform the hydrogen gas into liquid hydrogen.

수소화처리가 다결정 $\textrm{Si}_{1-x}\textrm{Ge}_{x}$박막의 전기적특성 및 표면거칠기에 미치는 영향

이승호,이규용,소명기,김교선,Lee, Seung-Ho,Lee, Gyu-Yong,So, Myeong-Gi,Kim, Gyo-Seon 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.1

RTCVD법으로 증착된 다결정 Si$_{1-x}$Ge$_{x}$박막에서 Ge조성 증가에 따른 결정립크기변화가 표면거칠기 및 cluster크기에 미치는 영향에 대해 알아본결과, Ge조성 증가에 따라 결정립크기가 증가했으며 증가된 결정립에 의해 Cluster 크기와 표면거칠기값(RMS)들이 증가함을 알 수 있었다. 또한 증착된 다결정 Si$_{1-x}$Ge$_{x}$박막을 RF power와 온도변화에 따라 Ar/H$_{2}$플라즈마를 이용한 수소화처리를 행하여, 수소화 효과와 표면거칠기값 그리고 비저항값 변화에 대해 조사하였다. 수소화처리 후 cluster크기와 표면거칠기값은 기판온도와 RF power 증가에따라 감소함을 알 수 있었으며 특히 기판온도 30$0^{\circ}C$에서는 비저항값이 상당히 증가하였다.

화학기상응축법을 이용한 Si-C-N Precursor 분말의 합성 및 특성평가

김형인,김대정,홍진석,소명기,Kim, Hyoung-In,Kim, Dae-Jung,Hong, Jin-Seok,So, Myoung-Gi 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.8

In this study, nano-sized Si-C-N precursor powders were synthesized by Chemical Vapor Condensation Method(CVC) using TMS(Tetramethylsilane: Si($CH_3)_4$), $NH_3$ and $H_2$ gases under the various reaction conditions of the reaction temperature, TMS/$NH_3$ ratio and TMS/$H_2$ ratio. XRD and FESEM were used to analysis the crystalline phase and the average particle size of the synthesized powders. It was found that the obtained powders under the considering conditions were all spherical amorphous powder with the particle size of 87∼130 nm. The particle size was decreased as the reaction temperature increased and TMS/$NH_3$ and TMS/$H_2$ ratio decreased. As the results of EA analysis, it was found that the synthesized powders had been formed the powders composed of Si, N, C and H. Through FT-IR results, it was found that the synthesized powders were Si-C-N precursor powders with Si-C, Si-N and C-N bonds. 본 연구에서는 TMS[Tetramethylsilane:Si($CH_3)_4$], $NH_3$와 $H_2$를 이용하여 나노크기의 Si-C-N precursor 분말을 합성하기 위하여 CVC법을 이용하였으며 반응온도, TMS/$NH_3$ 비 그리고 TMS/$H_2$ 비를 변화시켰다. XRD와 FESEM 분석을 통해서 결정상과 입자의 크기 그리고 입자의 형태를 관찰하고자 하였으며, 그 결과 제조된 분말은 모든 실험 조건하에서 87∼130 nm 크기를 지닌 균일한 구형의 비정질 분말이 얻어졌다. 입자 크기는 반응온도의 감소에 따라 감소하였으며, 또한 TMS/$NH_3$, TMS/$H_2$ 비가 작아질수록 감소하였다. EA 분석 결과 제조된 분말은 Si, N, C, H로 이루어졌음을 알 수 있었으며 FT-IR를 통하여 Si-N, C-N, Si-C 결합을 가진 Si-C-N precursor 분말이 제조되었다

강원도 영서지역 출토 분청사기의 조성 및 미세구조 분석

이병훈(Byoung-Hoon Lee),소명기(Myoung-Gi So) 한국분석과학회 2013 분석과학 Vol.26 No.3

기상반응에 의한 SiC-${Si_3}{N_4}$복합 분말의 제조 및 결정화

김형인,최재문,김석,소명기,Kim, Hyoung-In,Choi, Jae-Moon,Kim, Suk,So, Myoung-Gi 한국세라믹학회 2000 한국세라믹학회지 Vol.37 No.11

본 연구에서는 기상 반응법을 이용하여 TMS(Tetramethylsilane:Si($CH_3$)$_4$)와 NH$_3$그리고 H$_2$의 혼합기체로부터 반응 온도 1000~120$0^{\circ}C$ 및 입력비(NH$_3$/Si($CH_3$)$_4$) 1~3의 조건에서 초미분의 SiC-Si$_3$N$_4$복합 분말을 합성하였다. 합성되어진 복합 분말들의 결정상의 변화와 평균 입경을 알아보기 위해 XRD와 TEM 분석을 행한 결과, 구형의 비정질 분말이 형성되었으며, 입자의 크기는 약 70~130nm이었다. 입자의 크기는 입력비에 관계없이 거의 일정하였으나 반응 온도가 증가함에 따라서 감소하였다. FT-IR과 EA 분석 결과, 합성되어진 분말은 Si, N, C, 그리고 H로 이루어진 화합물임을 확인할 수 있었다. 또한 입력비가 다른 조건에서 합성되어진 분말을 $N_2$분위기 하에서 155$0^{\circ}C$로 2시간 열처리를 행한 결과, 낮은 입력비인 경우 $\beta$-SiC, $\alpha$-Si$_3$N$_4$와 $\beta$-Si$_3$N$_4$의 결정상들이 혼재하였으나, 높은 입력비인 경우는 결정화 후 $\alpha$-Si$_3$N$_4$상만이 존재하였다.

강판형의 덮개판, 수직보강재, 연결판을 modeling 한 시험편에서 강종이 다를 때의 피로강도의 변화

황승구(Seung Gu Hwang),소명기(Myung Gi So),정영화(Yeong Hwa Jeong),박제선(Je Sun Park) 한국강구조학회 1992 韓國鋼構造學會誌 Vol.4 No.1

The welded connectors in the plate girder, that is, the cover plate, the transverse stiffener and the gusset plate were selected as studying objects. One series of these were made of SS41 steel, and the other series were made of SWS50 steel. The direct fatigue test were carried out. From the results, the S-N curves were drawn, and the fatigue properties were examined to be compared with each other. The results of these studies were following. It was shown that the fatigue strength of modeling specimens was much lower than that of the base metal, in sequence most in the cover plate, next in the transverse stiffener and next in the gusset plate. It was shown that in all modeling specimens the fatigue strength of the high strength steels was much lower than that of the low strength steels under the high stress range. It was shown that in the cover plate the fatigue strength of the high strength steels was lower even while the low stress range. It was shown that the fatigue strength of steels containing the high percentage carbon was much lower.

대기압 플라즈마 제트 시스템을 이용한 문화재 내 세균류 및 진균류의 살균

조성일(Sung-Il Jo),박동민(Dong-Min Park),이병훈(Byeong Hoon Lee),소명기(Myoung-Gi So),하석진(Suk-Jin Ha),정구환(Goo-Hwan Jeong) 한국표면공학회 2020 한국표면공학회지 Vol.53 No.6

Ancient cultural heritage made up of wood and organic fibers have been easily disintegrated or decomposed by various microorganisms like bacteria and fungi. Here, we demonstrate the effectiveness of an atmospheric pressure plasma jet (APPJ) system to sterilize the microorganisms in tangible cultural heritage. We collected several specimens from the surface of ancient documents and wooden artifacts. Finally, two bacteria and two fungi were prepared and sterilized using the APPJ treatment. The APPJ system is beneficial to its simple apparatus, quick operation time, and cost-effectiveness. Bacteria were almost sterilized within only 1 min treatment using 15 % O2 and applied bias voltage of 100 V. In case of the fungi, sterilization rate reached over 83 % but difficult to reach over 90 % even 10 min treatment. According to the plasma diagnostics using optical emission spectroscopy, it was found that the reactive oxygen species such as OH groups are critical for sterilization of microorganisms. Although further efforts should be performed, we believe that efficient sterilization could be realized by the simple, quick, and portable APPJ treatment system.

Diamond-like carbon film의 열적거동에 관한 연구

조광래(Cho, kwang-Rae),노정연(Noh, Jeong-Yeon),소명기(So, Myoung-Gi) 강원대학교 산업기술연구소 2012 産業技術硏究 Vol.32 No.1

Diamond-like carbon(DLC) thin films with interlayer were deposited on silicon substrate using a reactive sputtering method. The thermal stability of the films was investigated by annealing the films for 1hr in air in the range of 100 to 500℃. The I D /I G ratio increased with increasing temperature as related to the sp 3 -to-sp 2 transition. Accordingly, G-position shifting started from 150℃ in the DLC films and from 270℃ in the a-Si/DLC films. Moreover, in the case of the a-Si/DLC films the film still observed even after annealing at 500℃. The thermal stability of the reactive sputtered DLC films appeared to be improved by the a-Si interlayer.