일반기술
재료 > 전기·전자기 기능재료
유기금속 화학기상 에피성장법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD)은 1970년대 말 화합물 반도체 이종접합 구조를 에피성장시키기 위하여 개발되기 시작한 후 현재까지의 약 20년간 비약적인 발전을 거듭하여 다양한 화합물 반도체 소자를 제작하는데 사용되고 있다.현재 국내에서는 삼성(종합기술원, 전기, 전자), LG(중앙연구소, 전자), 현대전자, 삼미, 광전자, 국제 등의 화합물 반도체 소자 생산사에서는 MOCVD 방법으로 소자 구조를 에피성장하거나 혹은 MOCVD로 성장된 에피웨이퍼를 이용하여 다양한 광소자를 생산하고 있으며 연구소에서의 연구 결과를 대량생산으로 확대하는 작업을 하고 있다. 아울러, 전자통신연구소, KIST, 표준연구소 등의 연구진들도 MOCVD를 이용한 광소자 제작 연구를 수행하고 있다. 현재 국내에는 10개 이상의 대량 생산용 MOCVD 에피성장로와 10개 이상의 연구용 MOCVD 에피성장로가 있으나 거의 대부분 미국의 EMCORE, 독일의 AIXTRON, 일본의 Nippon Sanso, 영국의 Thomas Swan 등의 장치를 수입하여 사용하고 있다. 각 에피성장 장치는 5억 10억의 고가 장비이나 국내에서의 MOCVD reactor 생산 기술이 미흡하여 많은 비용을 외국사에 지출하고 있는 실정이다. 본 연구진은 지난 10년 이상 MOCVD 에피성장에 관한 연구를 수행하고 있으며 또한 3대의 MOCVD reactor를 제작한 경험을 바탕으로 외국사 제품에 뒤떨어지지 않는 reactor를 제작할 수 있다. 조만간 화합물 반도체 소자의 수요가 급격히 증가할 것이며 국내의 MOCVD reactor 수요도 이와 함께 급격히 증가할 것이 기대되는 현 시점에서 국내의 기업과 공동 연구 개발로 1년 내에 연구용 MOCVD reactor의 국산화를 거쳐 3년 내에 대량생산용 reactor의 국산화 작업을 완료할 수 있을 것으로 기대한다.
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- 2000-01-17
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재료 > 기타 금속재료
플라즈마 침탄법은 CH4/H2/Ar 플라즈마를 이용하여 재료 표면에 탄소를 확산 고용시킨 후 급랭시켜 마르텐사이트 변태나 또는 석출 경화를 통하여 재료의 내부인성을 유지하면서 표면경도를 증가시키고 내마모성과 피로특성을 향상시키는 고부가가치의 기술이다. 이러한 플라즈마 침탄법은 기존의 염욕침탄이나 가스침탄법에 비해 무공해, 에너지 소비량 감축, 난침탄재의 침탄 가능, 입계산화 및 탈탄 방지의 장점 이외에도 침탄 효율이 높아 조업시간이 단축되는 등의 장점을 지니고 있어 독일, 미국, 일본 등의 선진국에서는 그 비중이 급속히 증가하고 있으며, 한 개의 플라즈마 침탄로는 플라즈마 침탄 외에 플라즈마 질화나 일반 진공열처리 공정도 수행할 수 있어 중소 열처리 업계의 다품종 소량 생산에 적합한 기술이다.본 연구팀에서는 산학 협력으로 국내에서는 전무한 플라즈마 침탄 기술을 개발하여 난침탄재인 AISI 316L 스테인레스강의 표면 경도와 침탄 깊이, 그리고 침탄 균일도를 조절할 수 있는 기술과 장비를 확보하였다. 또한 적절한 급냉장치의 개발에 착수하여 저탄소강의 마르텐사이트 변태에 의한 표면 경화 기술을 개발하고 있다.
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- 2000-01-17
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전기·전자 > 반도체 공정 (B63)
화합물 반도체 소자는 서로 다른 밴드갭 에너지를 갖는 반도체의 이종접합을 이용하여 소자의 성능을 극대화시키는데 지난 15년간의 연구 결과 반도체 극초막으로 구성되는 양자(quatum)구조를 이용하는 경우 많은 소자의 성능을 극대화시킬 수 있음이 알려져 있다. 현재 반도체 레이저, LED, 고속 트랜지스터 등에는 100 이하의 두께를 갖는 반도체 양자우물 층을 갖는 소자가 실용화되어 있다. 양자구조에 대한 연구는 현재의 양자우물을 근간으로 양자선(quantum wire) 및 양자점(quantum dot) 등의 구조를 이용하여 보다 향상된 소자 성능을 구현하고자 하는 연구가 진행되고 있는데 현재 이들 구조를 손쉽게 에피성장시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 주된 관심이 되고 있다.양자우물은 100 이하의 두께를 갖는 극초막의 형태인데 이러한 극초막을 기판 전면에 균일한 조성과 두께를 갖도록 에피성장시키기 위하여는 높은 수준의 에피성장기술이 요구된다. 현재 유기금속기상에피성장법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD)은 이러한 극초막 구조를 균일하게 에피성장시킬 수 있는 수준으로 발달하여 다수의 광소자 제작에 이용되고 있다. 아울러 양자선 및 양자점 구조의 에피성장 기술도 나날이 발전하고 있는데 전통적인 MOCVD 에피성장과 함께 선택적(Selective Area) MOCVD, 원자층 에피성장법(Atomic Layer Epitaxy) 등 다양한 에피성장방법이 연구되고 있다. 양자구조를 이용한 화합물 반도체 소자 제작 기술은 가장 고도의 에피성장기술을 기반으로 하고 있고 본 연구진은 지난 10여년에 걸친 양자구조 에피성장 기술을 바탕으로 현재 양자선 및 양자점 에피성장 기술을 개발하고 있다.
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- 2000-01-17
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재료 > 전기·전자기 기능재료
현 산업 사회의 정보화 사회로의 성숙에 따라 현재 전세계의 각 선진국에서는 광대역 디지털 종합 네트워크(Broadband Integrated Services Digital Network: B-ISDN) 구축사업을 활발히 전개하고 있다. B-ISDN에서는 네트워크의 정보 전송 능력을 극대화하기 위하여 광통신 시스템을 주축으로 통신 시스템을 구축하고 있으며 국내에서도 2015년까지 각 가정을 광통신 시스템으로 연결하고자 계획하고 있다. 이러한 B-ISDN 구축 사업에 의하여 고속 광소자 및 전자소자에 대한 수요가 급격히 늘고 있는데 이러한 용도에 사용되는 소자는 대부분 화합물 반도체 이종접합을 이용하는 구조를 가지고 있다. 한편, 화합물 반도체 이종접합은 서로 다른 여러 종류의 화합물 반도체를 다층 구조 형태로 결함없이 에피성장하여야 하는 요구에 의하여 고도의 에피성장기술이 요구된다. 이러한 화합물 반도체 이종접합 소자 제작을 위하여 다수의 에피성장법이 사용되고 있으나 이중 MOCVD 에피성장법은 다양한 구조를 에피성장시킬 수 있는 장점과 CVD 방법이 갖는 대면적 에피성장의 용이성에 의하여 대량생산용으로 가장 널리 사용되는 에피성장법이다. 현재 국내의 삼성, LG, 현대, 삼미, 국제, 광전자 등 화합물 반도체 소자 제작사에서는 자체적인 에피 웨이퍼 제작과 함께 외국에서 에피 웨이퍼를 수입하여 소자를 제작하고 있는 실정이다. 특히, 국내에서의 에피성장 기술이 아직 안정화되어 있지 않은 이유로 많은 물량을 일본, 미국, 유럽 등으로부터 수입하고 있는 실정이다.본 연구진은 지난 10년 이상의 MOCVD 에피성장 관련 연구를 기반으로 현재 1.3 m 및 1.55 m 통신용 InGaAsP/InP 레이저, 파장 필터, 파장 변환기 웨이퍼를 에피성장시키고 있으며 GaAs계 반도체 레이저 웨이퍼 에피성장도 함께 수행하고 있다. 본 연구진의 에피성장 기술을 국내의 중소기업에 접목하여 전용 에피 웨이퍼 생산사를 설립하면 국내의 수요를 충족시키고 나아가 외국으로의 수출도 기대할 수 있어 수익성있는 사업을 전개할 수 있을 것으로 기대한다.
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- 2000-01-17
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재료 > 전기·전자기 기능재료
최근 반도체 산업의 급속한 발달로 인하여 단위 면적당 집적되는 트랜지스터의 수가 기하급수적으로 증가됨에 따라 동작중 발생 열에 의한 오동작과 장시간 사용에 의한 신뢰성 저하에 대한 대책이 시급한 상황이다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 금속이 텅스텐-구리 합금으로써 이 합금은 세라믹 재질과 열팽창 계수가 비슷하고 방열 능력이 뛰어나 반도체 소자의 열흡수재로서 최적의 금속으로 알려져있다. 또한 텅스텐-구리 합금은 높은 강도를 갖는 텅스텐, 우수한 열 및 전기전도도를 보이는 구리의 특성을 모두 유지하는 최첨단 합금으로써 반도체 방열 재료 이외에도 전기 접점 재료나 고강도 부품, 내부식 재료, 그리고 고압 금속 필터 등에도 응용이 가능한 각광 받는 재료이다. 그러나 텅스텐은 융점이 매우 높고 강도가 높은 반면 구리는 융점이 낮고 강도가 낮아 두 금속을 합성하는 기술은 매우 어려운 기술로 알려져 있다. 본 연구에서는 수소와 아르곤 기체를 이용하는 유동층 환원 장치를 이용하여 머리카락 두께의 백분의 일정도의 미세한 텅스텐 분말에 구리를 균일하게 코팅시키는 유동층 분말 코팅법을 개발하였다.구리가 균일하게 코팅된 텅스텐 분말을 이용하면 기존의 공정 시간인 수시간에서 1시간 이내로 소결 시간을 대폭 단축함은 물론 소결온도 또한 1300도 이상에서 1200도 이하로 감소시켜 경제성을 월등히 향상시켰다.
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- 2000-01-17
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재료 > 전기·전자기 기능재료
금속 유도 측면 결정화를 이용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 평판 디스플레이 분야는 전자산업에 있어서 미래를 선도해 나갈 수 있는 기술분야로 평가되고 있으며 그중 LCD(Liquid Crystal Display)가 가장 유력한 방법으로 평가되고 있다. 90년도 들어서 LCD기술은 응답속도가 빠른 TFT형 LCD 가 주류를 이루게 되었다. 액정을 구동하는 TFT Matrix 제조기술로, 현재 양산에는 대면적 증착과 저온공정(＜400)이 유리한 비정질 실리콘을 사용하고 있다 그러나, LCD의 수율향상과 속도향상을 위해서는 다결정 Si-TFT가 필수적인데 재면적의 LCD를 위해서는 저온에서의 공정 방법이 개발되어야하는 문제점을 지니고 있다. 본 연구는 금속 유도 측면 결정화(Metal-Induced Lateral Crystallization; MILC)법을 이용한 비정질 실리콘의 결정화 온도를 500 이하에서 대면적의 유리기판위에 다결정 Si-TFT를 형성하는기술이다.. 금속 유도 측면 결정화란 비정질 실리콘 위에 선택적으로 증착된 얇은 금속박막을 형성한 뒤 500 정도의 낮은 온도에서 열처리하면 금속 막이 증착되지 않은 측면 영역의 비정질 실리콘이 결정화되고 이 결정질 실리콘에는 금속오염이 없고 큰 결정립을 갖는 다결정 실리콘 박막을 얻을 수 있어 우수한 전기적 특성을 보인다. MILC 방법으로 500의 온도에서 유리기판위에 형성한 다결정 실리콘 TFT는 드레인 전압 20V에서 <1nA/1m의 낮은 누설전류, 전자이동도 100cm2/sec 이상의 특성을 보인다.
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- 2000-01-17
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재료 > 전기·전자기 기능재료
ULSI급 DRAM 축전기용 유전재료로서 최근 많은 연구가 진행되고 있는 BST 박막은 유전용량의 확보를 위한 유전상수 및 누설전류 특성이 두께가 얇아짐에 따라 급격히 열화하여 이에 대한 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 실리콘 산화막이 형성된 실리콘 기판 위에 하부전극으로 Pt을 증착한 후, RF 마그네트론 스퍼터링 증착시 상, 하부층의 증착온도를 달리한 2단계 증착법에 의하여 형성한 BST[(BaSr)TiO3] 박막의 특성에 관하여 고찰하였다하부층은 600도에서 100, 상부층은 350도에서 400을 증착한 500 두께의 BST 박막은 유전율이 385로 실리콘 산화막과 비교한 유효두께가 약 5로 우수한 특성을 보였으며 인가전압 1.5V에서 측정한 누설전류밀도도 210-8A/㎠의 낮은 값을 보였다. 또한 두께가 감소하여 하부층은 600도에서 100, 상부층은 350도에서 100을 증착한 200 박막의 경우에는 유효두께가 4.2 까지 낮아졌으나 누설전류에 있어서는 410-7A/㎠로 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 지금까지 보고된 어떤 결과보다 우수하며 250M DRAM이상에서 요구하는 특성을 만족
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- 2000-01-17
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재료 > 전기·전자기 기능재료
새로운 기록매체의 지속적인 발달로 기록 밀도는 기하급수적으로 향상되고 있으나 기록된 정보를 읽는 헤드는 주로 기존의 유도 방식에 의존함으로써 그 한계가 드러나고 있다. 처리해야하는 정보의 양이 큰 HDTV용 VCR 등의 영상매체를 위하여 차세대 자기 헤드로서 자기 저항(MR)헤드가 제안되었으며, 현재 전세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 그러나NiFe와 같은 기존의 자기저항 재료를 이용한 MR헤드의 경우 저항변화가 1~2% 정도로 작아 신호 처리 회로부분이 복잡해지는 단점이 있다.최근 발견된 거대자기저항 재료는 자기저항이 수십%에 달해 MR헤드 및 기타 자기 센서, 비휘발성 메모리의 새로운 재료로서 현재 전 세계적으로 가광받고 있다.그러나 거대자기저항 박막형성시 자장을 추가적으로 인가해야하므로 장비가 복잡해짐은 물론 기록매체 적용을 위해서는 자기이방성을 이정한 방향으로 유도해야 하므로 박막 형성시 위치까지 조정해야하는 단점이 있다.본연구에서는 기판을 조절함으로써 일정 방향으로 자기 이바엉이 유도되는 현상을 발견하여 이를 이용한 스핀밸브 자기저항 소자를 형성하였을 때 자기저항 변화가 수십% 변화시킬수 있었다. 이러한 결과는 거대자기 저항 헤드는 물론 DRAM보다 단위 면적당 기억소자 개수가 많은 MRAM의 제작이 가능하며 추가적인 외부인가 자장이 불필요하여 경제성이 뛰어나다.
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- 2000-01-17
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재료 > 전기·전자기 기능재료
최근 PZT의 높은 유전률과 높은 압전상수, 우수한 분극특성 등을 이용하여 FRAM, DRAM과 같은 강유전체 박막 기억소자 및 미세감지장치(Microsensor), 미세구동소자(Microactuator) 등을 제작하려는 연구가 활발히 진행중에 있다. 그러나 PZT 박막은 동작 전압에서의 큰 누설전류와 낮은 파괴전장뿐만 아니라, 동작을 반복함에 따라 특성이 저하되는 전기적 피로현상(fatigue), 시간에 따라서 정보가 손실되는 노화현상(aging) 정보가 고착되는 imprint현상등과 같은 열화현상(degradation) 때문에 실용화에 제한을 받고 있다. 이는 주로 산소공공과 같은 결함들이 결정립계나 전극과의 계면에 축적되어 공간 전하를 생성하기 때문에 발생한다고 보고되어 있으며, 특히 결정립계에는 국부적으로 높은 전압이 인가되어 누설 전류가 많이 흐르고 낮은 전압에서 쉽게 절연 파괴(dielectric breakdown)된다. 본연구에서는 rosette형태로 성장하는 PZT 박막의 결정화 과정을 조절하여 우수한 특성을 나타내는 단결정립 PZT 박막의 제작에 성공하였다. 동시스퍼터링법으로 PZT 박막을 형성할 때 Ta을 첨가하여 결정립을 크게 할 수 있었으며 PZT 박막 위에 Pt 상부전극을 증착한 후 복사 가열 방식으로 Pt 상부 전극 주위의 온도만 급속히 상승시킴으로써 rosette을 선택적으로 성장시켜 단결정립 PZT 박막을 제작하였다.다결정립 PZT 박막의 주요 열화 요인인 결정립계가 없는 단결정립 PZT 박막은 우수한 전도특성(JLC~110-8A/㎝2), 유전특성(r도12,000), 분극특성(Pr도15C/㎝2, QC도35C/㎝2), 피로특성을 나타내었으며 이는 초고집적 기억소자 및 미세구동소자와 미세감지장치 등에 적용이 가능하다.
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- 2000-01-17
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재료 > 전기·전자기 기능재료
취급해야하는 정보의 양이 기하급수적으로 증가함에 따라 정보저장매체의 고밀도화를 위해 수직자기기록 매체에 대한 연구가 현재 활발히 이루어지고 있는데 본 연구에서는 차세대 고밀도 수직자기 및 광자기 기록매체의 후보로 주목받고있는 코발트/팔라듐 다층박막에 대해 보자력 증대를 위한 실험을 수행하였다. 자기기록매체의 고밀도화 및 기록 자구의 안정성 확보를 위해서는 기록감도가 허용하는 한 보자력이 큰 것이 유리한데 코발트/팔라듐 다층박막의 경우 강한 수직자기이방성을 나타내기는 하나 상업화 측면에서 유리한 아르곤 스퍼터링법으로 제작하는 경우 다소 낮은 보자력(1~2 kOe)을 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 다층막 증착 이전에 100 정도의 얇은 팔라듐 바닥층을 증착한 후 그 위에 다층막을 증착하였으며 바닥층 형성시의 스퍼터링 압력만을 변화시킴으로써 그 위에 증착되는 다층막의 보자력을 조절할 수 있음을 알아내었다.다층막의 증착압력을 12 mTorr 로 고정하고 바닥층의 증착압력을 6 mTorr 에서 25 mTorr 까지 증가시킴으로써 보자력을 1.2 kOe 에서 4.9 kOe 까지 큰 폭으로 증대시킬 수 있었으며 이는 증착압력의 증가에 따른 바닥층 표면의 거칠어짐(원자단위 수준에서의 거칠음) 그리고 이에 의한 다층막의 자화반전기구의 변화측면에서 해석할 수 있었다.
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- 2000-01-17
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일반기술
재료 > 전기·전자기 기능재료
nSb는 Bulk 상태에서 78,000㎠/Vsec 의 고 전자이동도를 나타내기 때문에 브러시없는 모터 제어 등에 사용되는 Hall소자에 적용하기 위한 많은 연구가 진행되어왔다. 그러나 대부분의 소자용 재료로는 박막이 요구되나, InSb을 박막화하면 bulk상태의 이동도보다 현저히 감소하는 문제점을 지니고 있었다. 지금까지 시도되어 온 InSb 박막 제조 방법으로는 증착시 기판 가열에 의한 결정화 방법, InSb 분말의 순간증발 열증착에 의한 결정화 방법, In/Sb 다층 막의 순차적 증착후 재결정화 방법, Molecular Beam epitaxy (MBE) 에 의한 제조법등이 있다. 이러한 방법으로 전자이동도 20,000㎠/Vsec 이상은 얻을 수 있지만 공정이 매우 까다롭거나 고가의 장비이기 때문에 산업화하기에 어려운 단점이 있다. 본 연구는 진공증착(e-beam evaporation)의 간단한 방법으로 In과 Sb을 순차적 증착으로 두 층을 형성한 뒤 후열처리하여 InSb을 형성하는 간단한 방법을 사용하였다. 상태도로부터 열처리 온도에따른 In과 Sb의 거동으로부터 InSb의 합금화 과정을 정량적으로 분석하였고 이로부터 열처리중 저항을 특정하여 InSb 형성정도를 측정할 수 있는 새로운 방법으로 전자이동도 40,000㎠/Vsec정도의 높은 전자이동도를 신뢰성있게 얻을 수 있었다.이러한 방법으로 Hall 소자를 제작할 경우 전자 이동도가 현재의 상품보다 월등히 높기 때문에 더욱 정밀한 Hall 센서의 제작이 가능하고 특히 제조방법이 간단하여 경제적이며 InSb 형성정도를 직접 특정할 수 있기 때문에 신뢰성이 우수하여 산업화하기에 다른 어떤 공정보다도 우수한 적용성을 갖고 있다.
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- 2000-01-17
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일반기술
건설·교통 > 기타 건설·교통
각종 전자 부품, 특히 트랜지스터나 집적회로(IC) 와 같은 제품은 인쇄회로기판(PCB)에 실장 되기전에 PCB 기판과 소자와의 납땜성을 높이기 위해 소자의 표면에 예비 솔더링을 실시하고 있다. 이러한 예비 솔더링에는 주로 저가의 제품을 위한 주석 도금과 고품질을 요구하는 제품을 위한 납도금으로 크게 두가지로 이루어져 있는에 납도금의 경우 산처리 공정과 화공 약품이 쓰이는 플럭스처리로 구성되어 있기 때문에 공정에 사용된 폐액처리는 물론 전처리시 표면에 흡착된 화공 약품의 세척에 사용된 폐수의 처리등이 원가상승은 물론 환경 문제로 까지 대두되고 있다.납도금시 초음파를 인가하면 리드의 주성분인 구리가 납 용탕내에 용해되어 도금된 납에 구리가 함유되는 문제점이 있어 실용화에 어려움이 있었으나 본연구에서는 온도에 따른 구리의 금속간 화합물 형성에 대한 연구에 의해 납용탕에 용해된 구리성분을 효과적으로 제거하는 기술을 사용하여 일본이나 미국등 기술선진국에 앞서 실용화에 성공하였다.본연구는 납 용탕에 초음파를 인가함으로써 납과 리드와의 접착성 및 젖음성을 향상시켜 산처리나 플럭스처리 없이도 납도금이 가능하도록 하였다. 전처리를 없앰으로서 환경오염을 근본적으로 막을수 있으며 이에따른 처리비용 문제, 초음파에 의한 납과 리드와의 젖음성 향상에 의해 납조의 온도를 낮출수 있어 경제성이 월등히 향상되었다.
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- 2000-01-17
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일반기술
재료 > 전기·전자기 기능재료
산화바나듐은 바나듐의 산화가에 따라서 VO, VO2, V2O3, V2O5 등의 다양한 화합물을 가지며 각 화합물은 온도에 따라서 여러 가지의 결정 구조로서 변화한다. 이러한 결정구조의 변화시에는 전자의 에너지 구조의 변화에 의하여 부도체(또는 반도체)에서 도체(또는 반도체)로의 변화가 수반되며 이는 전기적인 물성뿐만이 아니라 색깔 등의 광학적 물성의 변화가 동반함을 의미한다. 또한 이러한 물성의 변화는 동소체 변태의 특성상 가역적으로 나타나며 조성에 따라서 상변이를 일으킬 수 있는 활성화 특성이 다양할 뿐만이 아니라 크고 작은 이력성(hysteresis)를 보일 수 도 있다. 따라서 산화바나듐을 열적이나 전기적으로 활성화를 시키면 인위적인 상변화를 일으킬 수가 있고 on/off switching에 의하여 가역적인 변화를 줄수도 있게 된다.산화바나듐의 박막 가공 기술로는 증발법과 스퍼터링 법 등이 있으며 본 연구 그룹은 두 거지 기술을 이용하여 +2에서 +5의 산화도를 가진 각종 산화바나듐 피막을 제조하는 기술을 보유하고 있다. 따라서 각종 용도에 쓰일 수 있는 소재의 가공이 가능하다.
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- 2000-01-17
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일반기술
재료 > 기타 금속재료
질화타이타늄은 세라믹으로서 경도 및 내마모성이 우수한 재료이며 화학적으로도 안정한 소재이다. 이 소재는 질소의 일부 또는 전부를 탄소와 때체시키면 다양한 경도 및 내마모성을 가진 세라믹 소재를 얻을 수 있다. 또한 질화타이타늄은 황금색을 가져서 장식용으로도 적합하며 탄소가 대체 될 경우 은회색으로의 다양한 색상을 나타내기도 한다.질화타이타늄계 세라믹의 장점 중의 하나는 고속도강 등 철강소지와의 결합력이 우수하다는 것이며 따라서 공구강, 금형강, 알루미늄합금, 티타늄 합금 등에 코팅하면 금속소지의 경도, 내마모성, 내화학성 및 외관을 크게 향상시킬 수 있게된다.질화타이타늄 코팅은 많은 연구에 의하여 실용화되었으나 탄소가 첨가된 소재는 기계적, 화학적 성질이 개선이 가능함에도 불구하고 실용화가 늦어지고 있는데 탄소/질소의 조성비의 정량적 조절이나 고속증착에 따르는 부착력의 저하 등이 있다. 본 연구 그룹은 고속증착하에서도 우수함 부착력을 유지하며 코팅표면이 매끈한 HCD식 이온도금 기술을 확보하고 부착력의 향상은 위한 전자빔 가열 공정 및 조성 조절 공정의 완전한 제어 기술 등 차세대 세라믹 코팅소재의 제조의 핵심 기술을 확보하고 있다.
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- 등록일
- 2000-01-17
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일반기술
재료 > 전기·전자기 기능재료
강유전체 재료 중 대표적인 PZT재료는 높은 유전율을 갖고 있어 DRAM용 고유전율 재료에 선도적인 역할을 기대할 수 있고, 높은 잔류분극과 낮은 항전계를 갖고 있어 FRAM에 가장 적합한 특성을 갖고 있다. FRAM으로 PZT 박막을 활용하기 위해서는 종합공정개발은 물론 fatigue, imprint, retention 등의 신뢰성특성을 향상시켜야한다. 실리콘소자와 집적공정을 위해서는 전도도가 좋고 화학적으로 안정한 백금전극이 가장 많이 사용되고 있으나 전도성 산화물에 비해 신뢰성특성이 열악하여 1E6 cycle 이후에는 잔류분극이 급격히 감소한다. 본 실험실에서는 실리콘기판 위에 sol-gel 법으로 200nm 두께의 PZT박막을 제작하고 Pt/PZT/Pt 구조의 Capacitor를 제작하였으며 전기적특성과 신뢰성특성을 측정, 분석하였다.차세대 scale-down된 FRAM을 위하여 2.5V 이하에서도 동작이 가능하도록 항전압이 1-2Volt 정도이며 잔류분극이 20-30 uC/cm2이상이 되는 박막을 제작할 수 있었으며 1E10 cycle 까지 양호한 신뢰성특성을 갖고 있다.
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- 2000-01-17
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일반기술
재료 > 기타 금속재료
영구자석의 기본적인 성질은 큰 자속밀도와 큰 보자력을 기본으로 하여 고 에너지적[(BH)max]을 갖는 재료이다. 이러한 재료를 제조하는 방법에 있어서 크게 두가지의 제조방법이 있다. 희토류 자석의 제조 방법 중에 금속원료를 용융합금화하여 그 ingot을 분쇄하는 방법을 사용해 왔다. 이 방법을 일반적으로 용융법이라고 한다. Nd-Fe-B계 자석의 제조는 원료로서 금속Nd, 전해철, FeB를 각각 괴상으로 고주파나 Arc로등에서 중 혹은 진공 중에서 용해하여 ingot을 jaw, 진동 mill 등에 수㎛까지 미분쇄한다. 용융법은 합금의 조성을 용이하게 조정할 수 있는 장점이 있는 반면 높은 온도의 용해단계가 필요로 하고 엄격한 분위기 조절이 필요하며 조분쇄 공정이 있고 원료Cost가 비싸다. 자석분말을 제조하는 다른 방법으로 환원-확산법(Reduction-Diffusion)이 있다. 자석에서는 이 환원-확산법에 의한 제조가 공업적으로 성공을 거두었다. 그러면 환원확산법은 무엇일까도 이 방법은 희토류 산화물들 Ca 등의 환원제로 고온에서 환원시켜 다른 원료 분말들과의 사이에서 확산을 시켜 영구자석을 제조하는 방법이다. 환원확산에 의한 CaO의 생성물은 수세처리단계를 거쳐 제거하게 된다.이 공정에서의 장점은 단 자구 order의 분말이 필요하며 R/D법에 의해 얻는 합금은 수 10㎛ 이하의 분말이어서 조분쇄 단계가 필요 없다. 또한 값비싼 희토류 금속을 이용하지 않고 희토류 산화물이나 희토류 chloride 등을 이용하여 제조단가를 반이상 줄일 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.
- 보유기관
- 한국기술거래(주)
- 등록일
- 2000-01-17
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
완화형 강유전체 Pb(Mg, Nb)O - Pb(Zn, Nb)O 계의 합성 및 유전 특성 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN)과 Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 (PZN)은 최대유전상수가 각각 18,000과 22,000 (단결정 상태)이며 큐리온도는 -10oC와 140oC인 완화형 강유전체로서, 티탄산 바륨을 대체할수 있는 고유전율의 강유전체로서 차세대 커패시터재료로 각광받고 있다. 본 연구에서는 B자리 전구체법을 사용하여 PMN-PZN계의 전 조성(PZN 제외)에 걸쳐 거의 순수한 페로브스카이트상을 합성하였다. 큐리온도는 60 mol%까지의 PZN첨가시에 -5oC (PMN), 19oC (20 mol%까지의 PZN첨가), 43oC (40 mol% 첨가) 및 72oC (40 mol% 첨가)로 거의 직선선적으로 증가하였다. 주사전자현미경에 의한 미세구조 관찰결과 PMN의 평균입자크기는 소결온도에 따라 1.9 m (1150oC), 2.1 m (1200oC) 및 5.5 m (1250oC)로 증가하였다.95% 전후의 밀도를 갖는 소결체를 제조하여 그의 특성을 측정한 결과 PMN의 최대유전상수는 20,000으로 학계에 보고된 결과보다 우수하였다. PMN에 60 mol%까지의 PZN첨가시에는 최대유전상수가 모두 20,000이상이었으며 특히 40 mol%의 첨가시에는 최대 23,000에 이르는 최대유전상수를 얻을수 있었다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-01-18
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
압전 회전센서(Piezoelectric Gyroscope)는 물체의 회전속도를 감지하기 위한 센서로서 압전효과를 이용해 코리올리스 힘 (Coriolis Force) 을 측정하는 센서이다. 코리올리스 힘이란 선속도로 운동하는 물체에 외부 각속도가 작용하여 이 두 벡터가 이루는 평면에 수직한 방향으로 발생하는 힘을 말한다.기존에 사용되고 있는 압전 회전센서는 1축형이 주종을 이루고 있는데 본 센서는 한 차원 발전된 2축형 회전센서이다. 본 2축형 센서는 뛰어난 S/N 비를 갖고 있어서 두 방향의 회전력에 대한 센서의 감도 및 변별력이 우수하며, 외부 회전력과 출력전압과의 관계는 선형성을 나타낸다.본 센서는 이 힘을 감지하기 위한 압전세라믹 박편 4개를 서로 직각으로 배치한 구조를 취하여, 수직한 두 개의 회전속도 성분을 동시에 측정할 수 있는 기능을 가진다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-01-18
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일반기술
재료 > 전기·전자기 기능재료
기존의 SAW Resonator 필터 구조에 기초하여 여러 형태의 IDT와 Reflection Grating을 적용하여 모델 해석을 이루어 새로운 형태의 이중모드 공진기 필터 구조를 개발하였다. 여러 가지 성능 인자들은 최적화된 값을 결정하여 설계되었다.이중모드 SAW 공진기 필터의 기본모델 구성은 결합모드이론(Coupling of Mode Theory)을 이용하여 해석하였다. 표면파 반사 Grating의 Transmission Matrix [22]와 Mason 등가회로에 기초하여 유도된 IDT Transmission Matrix [33], Phase shift를 표현하는 Delay Line Transmission Matrix [22]를 전개함으로써 전체의 필터 특성을 계산하였다.새로운 형태의 구조는 기존 형태의 구조보다 10 dB 이상의 out-of-band-rejection 개선을 이루었으며 소자 크기에 있어서도 25 퍼센트 정도 축소할 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-01-18
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
비파괴 초음파 탐촉자는 압전재료에 전위가 가해지면 그에 비례하는 변위가 발생하는 압전현상을 이용해 초음파를 발신,수신하는 장치이다, 즉 발신기로부터 발신된 신호와 수신기에서 수신된 신호의 시간차, 진폭차, 위상차를 측정해 초음파가 투과되는 구조물의 상태를 비파괴적으로 진단, 예측하는 센서로서, 초음파의 탁월한 투과능력과 고감도, 그리고 양호한 이동성으로 인해 비파괴 구조물 진단 및 수중물체의 정보취득을 위한 장비로서 폭넓게 사용되고 있다.탐촉자가 최대 감도와 최대 작동주파수 대역을 가지도록 최적화된 물성 및 규격을 가진다
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-01-18
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