SiC 단결정의 TSSG 공정을 위한 전이금속 특성 연구

이승준,유용재,정성민,배시영,이원재,신윤지,Lee, Seung-June,Yoo, Yong-Jae,Jeong, Seong-Min,Bae, Si-Young,Lee, Won-Jae,Shin, Yun-Ji 한국결정성장학회 2022 한국결정성장학회지 Vol.32 No.2

본 연구에서는 SiC 단결정의 TSSG 공정중 결정 품질을 저하시키지 않으면서도 의도하지 않은 질소 도핑(N-UID)을 쉽게 제어하기 위해 지금까지 Co 또는 Sc 전이금속을 첨가한 신규 용융조성을 제안한다. Co 또는 Sc의 특성을 파악하기 위해 Ar 분위기에서 1900℃ 온도에서 약 2시간 동안 열처리 실험을 수행했다. 용융조성은 Si-Ti 10 at% 또는 Si-Cr 30 at%를 비롯하여, 탄소 용해도에 효과적이라고 알려진 Co 또는 Sc을 각각 3 at% 첨가하였다. 열처리 후 도가니 단면을 가공하여 도가니-용융물 계면에서 발생한 Si-C 반응층을 관찰하고, 탄소황분석을 통해 조성에 따른 탄소 용해도를 간접적으로 분석하였다. 그 결과, Si-Sc 기반 용융조성이 TSSG 공정에 적합한 특성을 갖는 Si-C반응층을 형성하고 있었다. 또한 탄소황분석 결과에서도 Cr 다음으로 높은 탄소량이 갖는 것으로 분석되었다. Sc는 Cr에 비해 질소와의 반응성이 낮은 이점을 가지므로 TSSG 공정에 Si-Sc 용융조성을 적용하면, 본 연구에서 의도한 대로 SiC 단결정 성장속도와 질소 UID를 모두 제어할 수 있는 것으로 고려된다.

단결정 AlN의 미세구조 분석 및 어닐링 공정이 결정성에 미치는 영향

김정운,배시영,정성민,강승민,강성,김철진,Kim, Jeoung Woon,Bae, Si-Young,Jeong, Seong-Min,Kang, Seung-Min,Kang, Sung,Kim, Cheol-Jin 한국결정성장학회 2018 한국결정성장학회지 Vol.28 No.4

PVT(Physical vapor transport)법은 고품질의 대면적 웨이퍼를 생산하기에 이점을 가져 질화물계 반도체의 상용화를 위해 많은 연구가 진행되고 있는 단결정 성장 방법이다. 하지만 복잡한 공정 변수들로 인하여 비평형적인 성장 조건을 갖게 될 경우 수많은 결함들이 발생하게 된다. 결정성장 후 어닐링 공정은 결정성 개선을 위해 널리 사용된다. 효과적인 결정성 개선을 위해서는 적절한 온도, 압력과 시간을 설정하는 게 중요하다. 본 연구에서는 PVT법으로 성장된 AlN 단결정 및 어닐링 조건에 따른 단결정의 결정 미세구조 변화를 X-ray topography, Electron Backscattered Diffraction(EBSD), Rietveld refinement를 통해 분석하였다. Synchrotron Whitebeam X-ray topography 분석 결과 어닐링을 진행하지 않은 단결정에 2차상 및 sub grain, impurity가 존재하였으며 이로 인해 결정성이 저하되는 것을 확인 할 수 있었다. EBSD 결과 어닐링을 진행한 시편의 경우 결정립수가 증가함과 동시에 basal plane의 뒤틀림이 일어나는 것을 관찰할 수 있었다. Rietveld refinement 결과 일부 격자들이 a, b, c축 방향으로 응력을 받아 변형된 것으로 분석되었다. 이는 어닐링 과정 중 hot zone 내의 상하 온도구배에 의해 발생한 응력으로 결정립 방향의 뒤틀림이 일어날 뿐만 아니라 격자 상수가 달라진 것으로 분석된다. PVT (Physical Vapor Transport) method has advantages in producing high quality, large scale wafers where many researches are being carried out to commercialize nitride semiconductors. However, complex process variables cause various defects when it had non-equilibrium growth conditions. Annealing process after crystal growth has been widely used to enhance the crystallinity. It is important to set appropriate temperature, pressure, and annealing time to improve crystallinity effectively. In this study, the effect of the annealing conditions on the crystalline structure variation of the AlN single crystal grown by PVT method was investigated with synchrotron whitebeam X-ray topography, electron backscattered diffraction (EBSD), and Rietveld refinement. X-ray topography analysis showed secondary phases, sub-grains, impurities including carbon inclusion in the single crystal before annealing. EBSD analyses identified that sub-grains with slightly tilted basal plane appeared and the overall number of grains increased after the annealing process. Rietveld refinement showed that the stress caused by the temperature gradient during the annealing process between top and bottom in the hot zone not only causes distortion of grains but also changes the lattice constant.

미스트화학기상증착시스템의 전구체 수용액 혼합비 조절을 통한 (Al_xGa_1-x)₂O₃ 에피박막의 밴드갭 특성 제어 연구

김경호,신윤지,정성민,배시영,Kim, Kyoung-Ho,Shin, Yun-Ji,Jeong, Seong-Min,Bae, Si-Young 한국전기전자재료학회 2019 전기전자재료학회논문지 Vol.32 No.6

We investigated the growth of $(Al_xGa_{1-x})_2O_3$ thin films on c-plane sapphire substrates that were grown by mist chemical vapor deposition (mist CVD). The precursor solution was prepared by mixing and dissolving source materials such as gallium acetylacetonate and aluminum acetylacetonate in deionized water. The [Al]/[Ga] mixing ratio (MR) of the precursor solution was adjusted in the range of 0~4.0. The Al contents of $(Al_xGa_{1-x})_2O_3$ thin films were increased from 8 to 13% with the increase of the MR of Al. As a result, the optical bandgap of the grown thin films changed from 5.18 to 5.38 eV. Therefore, it was determined that the optical bandgap of grown $(Al_xGa_{1-x})_2O_3$ thin films could be effectively engineered by controlling Al content.

다결정 산화갈륨/다이아몬드 이종 박막 성장 및 열처리 효과 연구

서지연,김태규,신윤지,정성민,배시영,Seo, Ji-Yeon,Kim, Tae-Gyu,Shin, Yun-Ji,Jeong, Seong-Min,Bae, Si-Young 한국결정성장학회 2021 한국결정성장학회지 Vol.31 No.6

본 연구에서는 산화갈륨의 방열 특성 향상을 위해 산화갈륨/다이아몬드 이종 박막 성장을 진행하였다. 먼저, 핫필라멘트 화학기상증착법을 이용하여 다결정 다이아몬드를 증착시킨 후, 미스트 화학기상증착법을 통해 450~600℃ 사이의 온도구간에서 산화갈륨 박막을 성장시켰다. 열처리 전후 비교를 통해 500℃에서 산화갈륨/다이아몬드 계면 분리 현상이 발생함을 확인하였다. 이는 비정질과 결정질이 혼재된 산화갈륨 박막이 성장된 후, 냉각 과정에서 열팽창계수의 차이로 인해 계면이 분리된 것으로 판단하였다. 따라서, 본 연구를 통한 산화갈륨/다이아몬드 계면의 물리적 안정성을 통해 산화갈륨의 열물성 보완및 고전력 반도체로의 활용이 기대된다. In this study, Ga₂O₃/diamond layers were grown on Si substrates to improve the thermal characteristics of Ga₂O₃ materials. Firstly, diamond thin film was grown on Si substrates by hot-filament chemical vapor deposition. Afterward, Ga₂O₃ layer was grown in the growth temperature range of from 450~600℃ by mist chemical vapor deposition. We found that layer separation happens at the Ga₂O₃/diamond interface at the growth temperature of 500℃. This is attributed to the different thermal expansion coefficient of the mixture of amorphous and crystalline structures during cooling process. Therefore, this study might contribute to the heat-sink-layer bonded power semiconductor applications by stabilizing the thermal properties at Ga₂O₃/diamond interface.

탄화규소 단결정 성장을 위한 종자결정모듈의 탄화규소-흑연 간 접합계면의 기계적 특성 평가

강준혁,김용현,신윤지,배시영,장연숙,이원재,정성민,Kang, June-Hyuk,Kim, Yong-Hyeon,Shin, Yun-Ji,Bae, Si-Young,Jang, Yeon-Suk,Lee, Won-Jae,Jeong, Seong-Min 한국결정성장학회 2022 한국결정성장학회지 Vol.32 No.5

고온의 탄화규소 단결정성장공정에서는 탄화규소-흑연간의 열팽창계수의 차이로 인한 열응력이 크게 발생할 수 있어 흑연부재로부터 탄화규소 종자정이 분리되어 성장 중에 종자정이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 그러나 이러한 탄화규소 종자정 모듈의 접합특성에 대한 연구는 현재까지 거의 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 탄화규소-흑연 간의 접합특성을 평가하기 위해 3점 굽힘시험법을 응용한 복합모드꺾임시험(Mixed-Mode Flexure Test)을 통해 탄화규소-흑연을 서로 다른 접합제를 적용하여 접합한 시편의 접합 특성을 확인하고, 흑연 접착제의 미세구조를 분석하기 위해 라만분광법(Raman spectroscopy), X선 광전자분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 및 X선 전산화 단층촬영법(X-ray Computed Tomography)을 활용하였다. 이러한 일련의 과정을 통하여 선별한 접착성이 우수한 접착제를 적용하여 직경 50 mm급의 탄화규소 종자결정모듈을 제작하고, 이를 적용하여 고온의 상부종자용액성장 공정을 이용하여 공정 중 종자정의 탈락없이 성공적으로 직경 50 mm급의 탄화규소 단결정을 성장시켰다.

만성 정신분열병 환자에서 주관적 회복의 변인 연구

나기원(Ki-won Na),배안(Ahn Bae),이태영(Tae-young Lee),하준수(Jun-su Ha),박수희(Su-hee Park),시영화(Young-hwa Si) 대한사회정신의학회 2010 사회정신의학 Vol.15 No.1

연구목적: 정신질환에 있어서 소비자 관점의 주관적 회복은 최근 정신건강소비자 운동이 활성화되면서 주목을 받고 있다. 그러나 우리나 라에서 주관적 회복과 관련된 변인에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서 저자들은 정신분열병 환자의 변화를 주관적 관점에서 평가해보고자 하였으며, 주관적 회복과 연관된 변인에 대해 파악해보고자 하였다. 방 법: 연구대상은 지역사회에 거주하는 정신분열병 환자 103명이었다. 이들에게 주관적 회복의 정도를 평가하기 위하여 한국판 정신건강회복척도(Korean Mental Health Recovery Measure, 이하 K-MHRM)를 시행하였다. 사회인구학적 특성과 임상적 변인 그리고 정신병리, 정신사회적 기능 정도를 평가하기 위해 간이 정신과적 평가척도(Brief Psychiatric Rating Scale, 이하 BPRS), 개인 및 사회적 수행 척도(Personal and Social Performance scale, 이하 PSP)와 벡 우울 척도(Beck's Depression Inventory, 이하 BDI)및 정신분열병 환자의 삶의 질 척도(Happy Quality of Life scale, 이하 Happy-QoL)를 시행하여 주관적 회복과의 상관관계를 파악하였다. 결 과: 일반 인구통계학적 변인과 각 척도들 간의 유의한 상관관계는 없었으나 총 소득액과 정신건강 회복 총점과는 유의한 양의 상관관계가 있었다. 정신건강 회복척도 총점은 간이정신증상측정척도 총점 및 삶의 질 총점과 유의한 양의 상관관계가 있었으나 정신사회적 기능 척도 총점과는 유의한 상관관계가 없었다. 결 론: 주관적 회복은 임상적 회복의 지표 중 하나인 정신병리와 관련성이 있었지만 정신사회적 기능과는 의미 있는 관련성을 보이지 않았다. 이는 정신분열병의 주관적 회복이 서비스 제공자 중심의 임상적 회복과는 다른 소비자 중심의 개념이라는 것을 보여 주는 것이라고 볼 수 있다. 하지만 주관적 회복이 임상적 회복의 두 지표 각각에 대한 관련성의 차이를 보인 점은 향후 연구되 어야 할 점으로 판단된다. Objectives:Subjective recovery from mental illness from the consumer perspective has drawn popular attention recently with increasing activities from mental health consumer movements. However, few studies on factors related with subjective recovery have been conducted in South Korea. This study was conducted to assess changes in patients with schizophrenia from the subjective point of view and to identify the factors associated with subjective recovery. Methods:The subjects were 103 patients with schizophrenia living in the community. The Korean version of mental health recovery scale was conducted on the subjects to assess the degree of subjective recovery. To assess demographic characteristics, clinical factors, psychopathology and psychosocial functions, BPRS, BDI, PSP, and Happy QoL were performed to identify the correlation with subjective recovery. Results:There was no significant correlation between general demographic factors and each scale. However, there was a positive correlation between total income and the total score of mental health recovery scale. Although the total score of mental health recovery scale showed a significant positive correlation with the total score of brief mental symptom measuring scale and total QoL score, it showed no significant correlation with the total score of psychosocial functioning scale. Conclusion:Subjective recovery was correlated with psychopathology, but was not correlated with psychosocial functioning. This result indicates that subjective recovery in schizophrenia is a different concept from service provider oriented clinical recovery. However, the different results between subjective recovery and each of two indicators of clinical recovery should be further investigated.

Mist-CVD법으로 증착된 다결정 산화갈륨 박막의 MOSFET 소자 특성 연구

서동현,김용현,신윤지,이명현,정성민,배시영,Seo, Dong-Hyun,Kim, Yong-Hyeon,Shin, Yun-Ji,Lee, Myung-Hyun,Jeong, Seong-Min,Bae, Si-Young 한국전기전자재료학회 2020 전기전자재료학회논문지 Vol.33 No.5

In this research, we evaluated the electrical properties of polycrystalline-gallium-oxIde (Ga₂O₃) thin films grown by mist-CVD. A 500~800 nm-thick Ga₂O₃ film was used as a channel in a fabricated bottom-gate MOSFET device. The phase stability of the β-phase Ga₂O₃ layer was enhanced by an annealing treatment. A Ti/Al metal stack served as source and drain electrodes. Maximum drain current (I_D) exceeded 1 mA at a drain voltage (V_D) of 20 V. Electron mobility of the β-Ga₂O₃ channel was determined from maximum transconductance (g_m), as approximately, 1.39 ㎠/Vs. Reasonable device characteristics were demonstrated, from measurement of drain current-gate voltage, for mist-CVD-grown Ga₂O₃ thin films.

Chloral hydrate 및 midazolam으로 진정되지 않는 환아에서 chlorpheniramine의 진정 효과

김희나(Hee Na Kim),윤병규(Byung Gyu Yoon),배시영(Si Young Bae),손영준(Young Joon Son),김영옥(Young Ok Kim),우영종(Young Jong Woo) 대한소아신경학회 2013 대한소아신경학회지 Vol.21 No.1

목 적 : Chloral hydrate 및 midazolam으로 진정되지 않는 신경계 질환 환아에서 chlorpheniramine의 진정 효과를 알아보고자 하였다. 방 법 :2007년 9월부터 2012년 9월까지 전남대학교병원 소아청소년과 외래에 방문하였던 신경계 질환을 가진 환아 중 뇌파 및 뇌 영상 검사를 위해 Chloral hydrate 및 midazolam으로 진정을 시 도하였으나 실패한 환아에서chlorpheniramine를 병용 투여하였던 총 33명을 대상으로 나이, 성별, 체중, 약물 용량 및 기저 신경계 질환에 따른 진정 효과를 조사하였다. 결 과: 총33명의 신경계 질환 환아들 중 26명(78.7%) 에서 진정에 성공하였으며 7명(24.2%) 에서 진정에 실패 하였다. 연령에 따르면, 0-4세에서는 100%, 5-9 세에서는 84.6%에서 진정에 성공하였으나, 10-14 세에서는 50%의 가장 낮은 진정 성공률을 보여 나이가 어릴수록 진정 효과가 높았다. 체중, 성별, 약물 용량에 따른 chlorpheniramine 진정효과의 차이는 없었으며, 발달 지연 및 경련성 질환,기질적 뇌병변의 유무에 따른 진정 효과의 유의한 차이는 없었으나 주의력 결핍과잉 행동 장애를 동반한 환아에서 28.5% 로 진정 성공률이 매우 낮았다(P= 0.002). 약제 투여 에 의한 심각한 부작용은 보이지 않았으며 1명에서 일시적인 청색증이 발생하였다. 결 론: 신경계 질환 흰아에서 chloral hydrate 및 midazolam으로 진정 효과가 없는 경우 chlorpheniramine을 추가했을 때 78.7%의 높은 진정 효과를 보였다. 특히 진정 효과는 연령이 낮을수록 높았으며 심각한 부작용은 관찰되지 않았다. 3가지 약물을 사용하였음에도 진정이 되지 않은 환아들 중에 는 주의력 결핍 과잉 행동 장애를 동반한 경우가 많았으며 이에 대한 추후 연구가 필요할 것으로 사료 된다. Purpose: To evaluate the sedative effect of add-on chlorpheniramine in children with neurologic diseases failed to sedate with chloral hydrate and midazolam. Methods: Thirty three patients who had not been successfully sedated with oral chloral hydrate and intravenous midazolam for diagnostic examinations were attempted for sedation with intravenous chlorpheniramine at Chonnam National University Hospital from September 2007 to September 2012. The sedative effects were compared on the aspects of age. sex. body weight. dosage of drug and underlying neurologic conditions with the retrospective review of medical records. Results: Among 33 patients, 26 (78.7%) were successfully sedated and 7 (24.2%) failed to sedate. The success rates were different by age and were decreased with age: 100% (0-4 y), 84.6% (5-9 y). 50% (10-14 y). The effectiveness of chlorphcniramine was not significantly different in terms of ages. sex. body weight. dosage of drug and the underlying neurologic conditions-developmental delay. seizures or organic brain lesions. Children with ADHD (attention-deficit hyperactivity disorder). however. showed a significantly lower success rate than the non-ADHD patient group (28.5%, P=0.002). No serious side effects were reported except for one case with transient perioral cyanosis. Conclusion: Chlorphenirarnine appeared highly effective in children with neurologic diseases who had not been sedated with chloral hydrate and midazolam. The efficacy seemed to be higher in the younger age groups and lower in children with ADHD.

곡면 커버 글라스용 금형 코팅을 위한 CVD-SiC 기반 세라믹 복합체의 두께에 따른 특성 연구

김경호(Kyoung-Ho Kim),정성민(Seong-Min Jeong),이명현(Myung-Hyun Lee),배시영(Si-Young Bae) 한국표면공학회 2019 한국표면공학회지 Vol.52 No.6

The use of a silicon carbide (SiC)-based composite ceramic layer for the mold of a curved cover glass was demonstrated. The stress of SiC/VDR/graphite-based mold structure was evaluated via finite element analysis. The results revealed that the maximum tensile stress primarly occured at the edge region. Moreover, the stress can be reduced by employing a relatively thick SiC coating layer and, therefore, layers of various thicknesses were deposited by means of chemical vapor deposition. During growth of the layer, the orientation of the facets comprising the SiC grain became dominant with additional intense SiC(220) and SiC(004). However, the roughness of the SiC layer increased with increasing thickness of the layer and. Hence, the thickness of the SiC layer needs to be adjusted by values lower than the tolerance band of the curved cover glass mold.

광학응용 CaF₂ 단결정성장을 위한 열역학적 공정설계

정성민 ( Seong-min Jeong ),전해진 ( Hae-jin Jeon ),신윤지 ( Yun-ji Shin ),최형석 ( Hyoung-seuk Choi ),배시영 ( Si-young Bae ) 한국전기전자재료학회 2023 전기전자재료학회논문지 Vol.36 No.2

Calcium fluoride (CaF₂) single crystal is applied to numerous industrial applications, especially for optical uses. To have excellent optical transmission properties, however, CaF₂ crystals should be carefully fabricated through liquid-phase crystal growth techniques. In this study, as one of the early stage research activities to grow CaF₂ crystals with a good transmittance at the ultraviolet wavelength range, computational thermodynamic models were provided to deepen the understanding of the crystal growing processes of CaF₂ under various conditions. To remove point defects and oxygen impurities in the grown CaF₂ crystals, the system was thermodynamically evaluated to get optimal process conditions. From the reviews of previous experimental studies, computational thermodynamic approaches were found to be an effective and powerful tool to understand the meaning of the crystal growth processes and to obtain optimal process conditions.