• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.161.1-161.1
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• 2016

박막 태양전지의 광 산란을 위한 텍스쳐 된 표면은 반사 손실을 감소시키기 위한 것이다. 그러나, 투명한 전극(TCO)의 텍스쳐 된 표면은 빛의 가용성을 제한하고, 장파장 영역에서 haze의 수치를 감소시키며, 전반사의 증가는 박막 태양전지의 Jsc를 감소시킨다. 본 논문에서는 높은 빛의 가용성을 위하여 HF+HCl 혼합용액을 이용하여 표면의 질을 향상시키기 위한 해결책을 제시했다. 같은 HF+HCl 혼합용액을 사용하여, 540 nm의 파장에서 약 85 %의 높은 haze 수치를 달성했으며, ZnO:Al 막의 증착 후에 식각된 유리 기판과 함께 비교했을 때, 2.3%의 haze 수치의 감소를 얻었다. 또, 깊은 습식 식각에 의하여 Haze 수치를 증가시키기 위한 메커니즘 간단히 설명했다. 텍스쳐 된 유리 기판의 haze 수치의 측면에서 광학 이득은 일반적인 Asahi FTO 유리(${\lambda}=540nm$의 13.5%)에 비해 상당히 높다. 이러한 높은 haze 수치의 AZO 박막은 박막 태양전지의 Jsc를 개선하는데 이용할 수 있다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.6.1-6.1
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• 2010

원자층 증착 기술 (Atomic Layer Deposition)은 기판 표면에서 한 원자층의 화학적 흡착 및 탈착을 이용한 nano-scale 박막 증착 기술이기 때문에, 표면 반응제어가 우수하며 박막의 물리적 성질의 재현성이 우수하고, 대면적에서도 균일한 두께의 박막 형성이 가능하며 우수한 계단 도포성을 확보 할 수 있다. 최근 ALD에 의한 박막증착 방법 중 플라즈마를 이용한 ALD 증착 방법에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 플라즈마는 반응성이 좋은 이온과 라디컬을 생성하여 소스간 반응성을 좋게 하여, 소스 선택의 폭을 넓어지게 하고, 박막의 성질을 좋게 하며, 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 그러나 플라즈마를 사용함으로써 플라즈마 내에 이온들이 가속되서 박막 증착 중에 기판 및 박막에 손상을 입혀 박막 특성을 열화 시킬 가능성이 있다. 따라서 플라즈마 발생 영역을 기판으로부터 멀리 떨어뜨린 원거리 플라즈마 원자층 공정이 개발 되었다. 이 기술은 플라즈마에서 생성된 ion이 기판이나 박막에 닫기 전에 전자와 재결합 되거나 공정 chamber에서 소멸하여 그 영향을 최소하고 반응성이 좋은 라디칼과의 반응만을 유도하여 향상된 막질을 얻을 수 있도록 하였다. 따라서 이 원거리 플라즈마 원자층 증착기술은 나노 테크놀러지 소자 개발하기 위한 나노 박막 기술에 있어서 그 활용이 점점 확대될 것이다. 그 적용으로써 리모트 플라즈마 원자층 증착 방법을 이용한 고유전 물질 개발이 있다. 반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 집적회로의 크기를 혁신적으로 축소하여 스위칭 속도(switching speed)를 증가시키고, 전력손실 (power dissipation)을 줄이려는 시도가 이루어지고 있다. 그 중 하나로 고유전율 절연막은 트렌지스터 소자의 스케일링 과정에 수반하여 커지는 게이트 누설 전류를 억제하기 위한 목적으로 도입되었다. 유전율이 크면 동일한 capacitance를 내는데 필요한 물리적인 두께를 늘릴 수 있어 전자의 tunneling을 억제할 수 있고 전력손실을 줄일 수 있기 때문이다. 이와 같은 고유전율 물질이 게이트 산화막으로 사용되기 위해서 높은 유전상수 열역학적 안정성, 낮은 계면 전하밀도, 낮은 EOT, 전극 물질과의 양립성 등의 특성이 요구되는데, 이에 따라 많은 유전물질에 대한 연구가 진행되었다. 기존 gata oxide를 대체하기 위한 가장 유력한 후보 재료로 주목 받고 있는 high-k 물질들로는 Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3 등이 있다. 본 발표에서는 ALD의 종류에 따른 기술을 소개하고 그 응용으로 고유전율 물질 개발 연구 (고유전율 산화물 박막의 증착, 고유전율 산화물의 열적 안정성 평가, Flatband 매카니즘 규명, 전기적 물리적 특성 분석)에 대해서 발표 하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.69-70
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• 2008

태양전지에서 효율성은 높이고 가격은 낮추기 위한 연구가 활발히 진행이 되고 있다. 본 연구에서는 효율성 중에서도 single layer에서의 반사율에 초점을 맞추었다. 본 연구에서는 single layer 박막에서의 반사율에 대한 시뮬레이션을 수행했다. 적절한 refractive index를 갖는 박막을 사용했을 때, 반사율 감소를 simulation과 실험을 통해서 알 수가 있었으며, MgF2 박막물질을 사용했을 경우, 물질의 refractive index가 낮을수록 반사율이 낮아짐을 알 수 있었다. 시뮬레이션 결과와 실제 실험 결과를 비교했을 때, 실제 실험 결과의 반사율이 약 3%가량 큰 것으로 나타났다. 이는 반사방지막의 증착 불균일성에 기인하는 문제로 생각된다. 또한, refractive index의 차이에 의해 substrate에 따른 최적화 반사율을 얻는 조건이 달라짐을 실험을 통해 확인할 수 있었다. Glass의 경우는 MgF2가 silicon과 GaAs의 경우에는 ZrO2 나 HfO2가 낮은 반사율을 보였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.171-171
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• 2003

공정기술의 향상으로 DRAM(dynamic random acess memory)의 고집적화가 이루어지고 있으며, 각 개별소자 및 셀 영역의 점유면적의 감소가 요구되어지고 있다. 따라서 기존에 사용하던 NO (Si$_3$N$_4$/SiO$_2$)박막보다 유전율이 높은 고유전물질에 대한 연구가 진행되고 있다. Ta$_2$O$_{5}$, $Y_2$O$_3$, HfO$_2$, ZrO$_2$,Nb$_2$O$_{5}$, BaTiO$_3$, SrTiO$_3$ 및 (BaSr)TiO등이 고유전물질로 연구되고 있는데 그 중 공정의 안정성, 누설전류의 우수성으로 인해 Ta$_2$O$_{5}$이 많이 연구되고 있다. 본 실험에서는 TiO$_2$가 8 mol%가 첨가된 Ta$_2$O$_{5}$의 열처리 온도에 따른 전기적, 유전특성을 살펴보려고 한다살펴보려고 한다

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.30.1-30.1
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• 2009

정보화가 급속히 진전됨에 따라 보다 많은 양의 정보를 전송, 처리, 저장하게 되면서 이를 위해 대용량, 고속, 비휘발성의 특징을 갖는 차세대 메모리의 개발이 절실히 요구되고있다. 이 중 저항 변화 메모리(ReRAM)는 일반적으로 TiO2, Al2O3, NiO2, HfO2, ZrO2 등의 전이금속산화물을 이용한 MIM 구조로서 적당한 전기 신호를 가하면 저항이 높아서 전도되지 않는 상태(Offstate)에서 저항이 낮아져 전도가 가능한 상태(On state)로 바뀌는 메모리 특성을가진다. ReRAM은 비휘발성 메모리이며 종래의 비휘발성 기억소자인 Flash memory 보다 access time 이105 배 이상 빠르고, 5V 이하의 낮은 전압에서도 동작이 가능하다. 또한 구조가 간단하여 공정 단순화가 가능하고 소자의 집적화도 쉽다는 점 등 많은 장점들이 있어서 Flash memory를 대체할 수 있는 유력한 후보로 여겨지고 있다. 본연구에서는 DC-magnetron Sputtering 방법으로 전이금속 박막을 증착하고, Dry furnace로 산화시켜 전이금속산화물 박막을 제작한 후 저항변화 특성을 연구하였다. 두 개의 전이금속산화물 박막을 dual-layer로 형성시켜 저항변화특성을 관찰하였으며 또한, 전이금속산화물 박막의 조성을 달리 하여 저항변화를 관찰 하였다. 전이금속산화물 박막의 전기적 특성을 알아보기 위해 Si(100) wafer 위에 Pt를 이용 MIM 형태로 capacitor 시편을 제작 하여, probe station으로 I-V 측정을 하였고 조성 및 표면 분석을 위해서는 AES와 AFM을, 미세구조를 분석을 위해서는 TEM과 SEM 을 사용하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.34-35
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• 2006

Transparent ZnO thin film transistor (TFT) is fabricated on the glass substrates. The device consists of a high mobility intrinsic ZnO as a semiconductor active channel, Ga doped ZnO (GZO) as an electrode, $HfO_2$ as a gate insulator. GZO and $HfO_2$ layers are prepared by using a pulsed laser deposition and intrinsic ZnO layers are fabricated by using an rf-magnetron sputtering, respectively. The transparent TFT is highly transparent (> 87 %) and exhibits n-channel, enhancement mode behavior with a field-effect mobility as large as $11.7\;cm^2/Vs$ and a drain current on-to-off ratio of about $10^5$.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.8
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• pp.575-580
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• 2000

Diamond thin films were deposited on $Si_3N_4$, SiC, TiC and $Al_2O_3$, substrates by the CVD method using Ta(TaC)Filament, and the appearance of the diamond films and their adhesion properties were examined by SEM, optical microscopy, indentation test and compression topple test. Diamond films were deposited at lower $CH_4$ concentration than 5%$CH_4$ for all kinds of the substrate material, but graphitic(amorphous)carbon was observed at 10%$CH_4$. The diamond film of about $12\mu\textrm{m}$ thickness on WC substrate partly peeled off, but the film on $Si_3N_4$ substrate held good adhesion. The indentation test showed that roughly ground surface was very effective for adhesion of diamond films to substrate. The topple test revealed that film thickness was an important factor governing the adhesion of the diamond film.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2002.05a
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• pp.198-202
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• 2002

$HfO_2$films were grown on Si substrate in the temperature range $250~550^{\circ}C$ using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) technique for a gate dielectric. Hafnium tart-butoxide and Oxygen gas were used as precursors and N2 was used as carrier gas. Impurity distribution and film structure(including interfacial layer) were studied at the deposition temperature range between 25$0^{\circ}C$ and $550^{\circ}C$. The growth rate and impurty distribution decreased with increasing temperature. The electrical properties of $HfO_2$were investigated with C-V, 1-V method and showed it has a good properties as a gate dielectric.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07a
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• pp.452-455
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• 2003

[ $ZrO_2$ ] dielectric layers were grown on the p-type Si (100) substrate by metalorganic molecular beam epitaxy(MOMBE). Zrconium t-butoxide, $Zr(O{\cdot}t-C_4H_9)_4$ was used as a Zr precursor and Argon gas was used as a carrier gas. The thickness of the layers was measured by scanning electron microscopy (SEM) and the properties of the $ZrO_2$ layers were evaluated by X-ray diffraction, high frequency capacitance-voltage measurement. and HF C-V measurements have shown that $ZrO_2$ layer grown by MOMBE has a high dielectric constant (k=18-19). The growth rate is affected by various process variables such as substrate temperature, bubbler temperature, Ar, and $O_2$ gas flows.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.53 no.4
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• pp.169-181
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• 2020

The ferroelectricity in emerging fluorite-structure oxides such as HfO₂ and ZrO₂ has attracted increasing interest since 2011. Different from conventional ferroelectrics, the fluorite-structure ferroelectrics could be reliably scaled down below 10 nm thickness with established atomic layer deposition technique. However, defects such as carbon, hydrogen, and nitrogen atoms in fluorite-structure ferroelectrics are reported to strongly affect the nanoscale polymorphism and resulting ferroelectricity. The characteristic nanoscale polymorphism and resulting ferroelectricity in fluorite-structure oxides have been reported to be influenced by defect concentration. Moreover, the conduction of charge carriers through fluorite-structure ferroelectrics is affected by impurities. In this review, the origin and effects of various kinds of defects are reviewed based on existing literature.