SiC 단결정 성장을 위한 SiC-흑연 샤프트 접합특성 평가 :

강준혁

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 강준혁 (동의대학교, 동의대학교 대학원)

지도교수: 이원재

발행연도: 2021

저작권: 동의대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수8

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

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

강준혁 , 김용현 , 신윤지 외 4명 한국결정성장학회지 2022.10 학술저널

2021

SiC 단결정 성장을 위한 SiC-흑연 샤프트 접합특성 평가

강준혁 신소재공학과 2021.01 학위논문

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

SiC는 차세대 반도체 기판으로써 밴드갭이 크고 열 전도성이 우수하여 고전압 파워소자나 고주파 통신소자로 주로 사용된다. 반도체 기판으로 적용되기 위해서는 SiC를 단결정으로 성장시키는 공정이 요구되며 물리적 기상 승화법(Physical Vapor Transport), 상부 종자 용액성장법(Top Seeded Solution Growth), 고온 화학 기상 증착법(High Temperature Chemical Vapor Deposition) 등의 공정방법이 주로 사용되고 있다. 실리콘이나 사파이어에서 작은 종자정을 횡방향으로 확장시켜 단결정을 성장시키는 것과는 다르게 SiC에서는 횡방향의 결정성장이 제한적이기 때문에 처음부터 대구경의 종자정을 접합하여 결정성장을 해야 한다. SiC 결정성장은 현재 제안된 모든 공정에서 고온의 유도가열방식으로 성장시키기 때문에 흑연 재질의 도가니와 샤프트가 필요하다. 따라서 상부의 흑연 샤프트에 접합시킨 대구경의 SiC 기판을 종자정으로
사용하여 단결정을 성장시키는 방식으로 SiC의 결정성장이 진행된다. 그러나 고온에서는 흑연과 SiC의 열팽창계수가 다르므로 SiC-흑연계면 간 응력으로 인해 고온의 결정 성장 공정 중에 SiC 종자정이 탈락하는 경우가 주로 일어난다. 이에 SiC와 흑연 샤프트의 접합특성에 대한 이해와 접합공정에 대한 최적화가 산업계에서 절실히 요구되고 있으나 이에 대하여 학문적으로 체계적인 연구 결과는 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 SiC-흑연간의 접합특성에 대한 체계적인 분석평가 방법을 제시할 목적으로 SiC-흑연 접합 샘플을 막대형으로 가공하여 3점 굽힘시험법을 응용한 복합모드꺾임시험(Mixed-Mode Flexure Test)을 통해 접합특성을 확인하였다. 그리고 접합제의 접합력을 알아보기 위해 라만분광법(Raman spectroscopy), 엑스선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy)분석을 실시하였다. 그리고 접합제의 계면 상태를 확인하기 위해 엑스선 전산화 단층 촬영(X-ray Computed Tomography), Image Processing Software(PicMan)을 사용하였다. 실제 SiC 단결정 성장에 적용하여 SiC 잉곳을 생산하고 이를 평가하기 위해 고분해능 엑스선 회절 분석 시스템(High Resolution X-ray Diffractometer)분석을 사용하였다.

요약 . ⅰ
목차 . ⅲ
표 목록 ⅴ
그림 목록 . ⅵ
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 이론적 배경 . 3
2.1 재료에 따른 단결정 성장 . 3
2.1.1 사파이어/실리콘(Sapphire/Silicon) . 3
2.1.2 탄화규소(Silicon Carbide) . 4
2.2 SiC 단결정 성장법 . 6
2.2.1 물리적 기상 승화법(Physical Vapor Transport) 6
2.2.2 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition) . 8
2.2.3 상부 종자 용액 성장법(Top-Seeded Solution Growth) . 9
2.3 SiC 종자정 탈착 문제 . 11
Ⅲ. 실험 방법 13
3.1 만능 재료 시험기(Universal Testing Machine) 13
3.1.1 3점 굽힘시험법(3-point bending test) 14
3.1.2 흑연 샘플 준비 14
3.2 복합모드꺾임시험(Mixed Mode Flexure) 15
3.2.1 SiC-흑연 접합 샘플 준비 . 17
3.2.2 Carbon paste 접합 18
3.2.3 Carbon paste + Photoresist 접합 . 19
3.2.4 Photoresist 접합 19
3.3 분석 방법 21
3.3.1 라만 분광법(Raman Spectroscopy) 21
3.3.2 엑스선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 22
3.3.3 엑스선 전산화 단층 촬영(X-ray Computed Tomography) . 24
3.3.4 Image Processing Software(PicMan) . 25
3.3.5 고분해능 엑스선 회절 분석 시스템(High Resolution X-ray Diffractometer) 26
3.4 성장 실험 준비 . 28
3.4.1 샤프트, 도가니, 원료 준비 28
3.4.2 유도 가열 성장 장치 30
3.4.3 성장 조건 31
Ⅳ. 결과 및 고찰 . 32
4.1 3점 굽힘 시험법 결과 . 32
4.2 복합모드꺾임시험을 통한 접합특성 결과 33
4.2.1 Carbon paste 접합특성 결과 . 33
4.2.2 Carbon paste + Photoresist 접합특성 결과 35
4.2.3 Photoresist 접합특성 결과 36
4.3 분석 결과 37
4.3.1 라만 분광법 결과 37
4.3.2 엑스선 광전자 분광법 결과 39
4.3.3 엑스선 전산화 단층 촬영 결과 40
4.3.4 Image Processing Software(PicMan) 결과 . 42
4.4 성장 실험 결과 . 44
4.4.1 고분해능 엑스선 회절 분석 시스템 결과 . 44
Ⅴ. 결론 47
References . 49
영문초록(Abstract) 51

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)