In joining alumina ceramics to metal by using Mo-Mn metallizing process the effects of metallizing thickness, temperature, and the composition of paste on the bond strength and the microstructure of joining interface were investigated. The bond strength variation in the range of metallizing temperature, 1350~155$0^{\circ}C$ was more than 150MPa above 145$0^{\circ}C$ and the optimum metallizing thickness was 30${\mu}{\textrm}{m}$. The optimum contents of Mn in Mo-Mn paste was 5% due to the bond strength decrease with the increase of addition. The effect of SiO2 addition in paste on bond strength was saturated around 200MPa. It was also observed that as the particle size of Mo decreased, the joinning with higher bond strength was shown in spite of low metallizing temperature.
Diamond-like carbon (DLC) films are deposited at room temperature using a filtered cathodic vacuum arc (FCVA) technique. The influence of negative bias voltage (applied to the substrate from 0 to -250V) on the $sp^3$ hybridized carbon fraction is examined by Raman spectroscopy and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for C 1s core peak. For the first time, depth profile of C 1s, Si 2p, and O 1s XPS peaks for the deposited DLC film are obtained. DLC film is modeled as a multilayered structure. composing of surface, bulk, and interface. In addition, the x-ray reflectivity (XRR) is proposed as a method for estimating the density, surface roughness, and thickness of each layer constituting the DLC film. The estimated thickness of DLC film is in good agreement with the result obtained from the transmission electron microscope (TEM) measurement.
Journal of information and communication convergence engineering
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제13권4호
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pp.257-263
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2015
In this study, organic field-effect transistors (OFETs) using a copper phthalocyanine (CuPc) material as an active layer and SiO2 as a gate insulator were fabricated with varying active layer thicknesses and channel lengths. Further, using a thermal evaporation method in a high-vacuum system, we fabricated a CuPc FET device of the top-contact type and used Au materials for the source and drain electrodes. In order to discuss the channel formation and FET characteristics, we observed the typical current-voltage characteristics and calculated the threshold voltage of the CuPc FET device. We also found that the capacitance reached approximately 97 pF at a negative applied voltage and increased upon the accumulation of carriers at the interface of the metal and the CuPc material. We observed the typical behavior of a FET when used as an n-channel FET. Moreover, we calculated the threshold voltage to be about 15-20 V at VDS = -80 V.
It has been shown that a nanofluid consisting of nanoparticles dispersed in base fluid has much higher effective thermal conductivity than pure fluid. In this study, four kinds of nanofluids such as multiwalled carbon nanotube (MWCNT) in water, CuO in water, SiO2in water, and CuO in ethylene glycol, are produced. Their thermal conductivities are measured by a transient hot-wire method. The thermal conductivity of water-based MWCNT nanofluid is shown to be increased by up to 11.3% at a volume fraction of 0.01. The measured thermal conductivities of MWCNT nanofluids are higher than those calculated with Hamilton-Crosser's model due to neglecting solid-liquid interaction at the interface. The results show that the thermal conductivity enhancement of nanofluids depends on the thermal conductivities of both particles and the base fluid. Stability of nanofluids is estimated by UV-vis spectrum analysis. Stability of nanofluid depends on the type of base fluid and the suspended particles. Also it can be improved in addition of a surfactant.
최근까지는 주로 비정질 실리콘이 디스플레이의 채널층으로 상용화 되어왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 구조적인 문제인 낮은 전자 이동도(< 1 cm2/Vs)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide, Tin Oxide등의 산화물이 연구되고 있으며, indium이나 aluminum등을 첨가하여 전기적인 특성을 향상시키려는 노력을 보이고 있다. 본 연구에서는 Zinc Oxide 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering를 이용하여 상온에서 제작한 후 다양한 조건에서의 후열처리를 통하여 소자의 특성의 최적화를 이루는 것을 시도하였다. 그리고 ITO를 전극으로 사용하여 bottom gate 구조의 박막 트랜지스터를 만들고 air 분위기에서 온도별, 시간별 열처리를 진행하였다. 또한 gate insulator의 처리를 통하여 thin film의 interface 개선을 통하여 소자의 성능 향상을 시도 하였다. semiconductor analyzer로 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가하였다. 그 결과 기존의 a-Si 기반의 박막 트랜지스터보다 우수한 이동도의 특성을 갖는 ZnO 박막 트랜지스터를 얻었다. 그리고 이를 바탕으로 ZnO를 이용하여 대면적 적합한 디스플레이를 제작할 수 있다는 가능성을 보인다. 그리고 Temperature, Bias Temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성을 평가하여 안정성이 향상을 확보하여 비정질 실리콘을 대체할 유력한 후보중위 하나가 될 것이라고 생각된다.
Kim, Yongjun;Hussain, Shahzada Qamar;Kim, Sunbo;Yi, Junsin
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.295-295
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2016
Recently, TCO films with low carrier concentration, high mobility and high work function are proposed beneficial as front electrode in HIT solar cell due to free-carrier absorption in NIR wavelength region and low Schottky barrier height in the front TCO/a-Si:H(p) interface. We report high transmittance and work function zirconium-doped indium tin oxide (ITO:Zr) films with various plasma (Ar/O2 and Ar) conditions. The role of (Ar/O2) plasma was to enhance the work function of the ITO:Zr films whereas the pure Ar plasma based ITO:Zr showed good electrical properties. The RF magnetron sputtered ITO:Zr films with low resistivity and high transmittance were employed as front electrode in HIT solar cells, yield the best performance of 18.15% with an open-circuit voltage of 710 eV and current density of 34.63 mA/cm2. The high work function ITO:Zr films can be used to modify the front barrier height of HIT solar cell.
ZERODUR와 용융 석영으로 저산란 반사경을 제작하고 산란 특성을 연구하였다. Bowl feed 법을 이용하여 초연마면인 표면거칠기 0.326 ${\AA}$인 용융 석영 기판과 표면거칠기 0.292 ${\AA}$의 ZERODUR 기판을 얻었다. 이온빔 스퍼터링 방법으로 초연마된 기판 위에 $SiO_2$와 $Ta_2O_5$를 교번으로 22층을 증착하여 다층박막 고반사 거울을 얻었다. 용융 석영 반사경과 ZERODUR 반사경의 산란이 각각 4.6 ppm과 30.9 ppm으로 측정되었으며, 이로부터 산란이 매우 작은 경우 기판의 표면거칠기가 산란을 결정하는 주요 파라미터가 아니라는 것을 알았다. 나아가 반사경의 표면거칠기를 AFM으로 측정한 결과. ZERODUR 반사경이 용융 석영 반사경 보다 박막의 표면거칠기가 2.3배 더 높게 측정 되었다. 이 결과는 기판-박막 경계면에서 박막 형성 초기에 기판의 화학조성 또는 결정방향과 증착물질의 상호관계로 인하여 박막 형성 초기에 표면거칠기가 급격히 나빠져서 발생하는 것으로 유추되었다. SEO 300A으로 접촉각 측정을 하여 Giriflaco-Good-Fowkees-Young 방법으로 표면에너지를 계산하였다. 표면거칠기 0.46 ${\AA}$을 갖는 용융 석영 기판이 표면거칠기 0.31 ${\AA}$을 갖는 ZERODUR 기판보다 접촉각이 더 작고 표면에너지는 크게 나타났다. 이러한 차이가 기판 종류에 따라 박막형성 초기에 표면거칠기를 다르게 하는 한 요인으로 판단되며, 기판의 표면에너지가 높을수록 미려한 박막표면을 얻는 것으로 확인되었다. ZERODUR의 표면에너지 차이를 설명하기 위해 XPS 분석으로 용융 석영은 Si, O로 구성되었고 ZERODUR는 Si, O, Al, Na 그리고 F로 구성되었다는 것을 알 수 있었다.
Ta-Ti metal alloy is proposed for alternate gate electrode of ULSI MOS device. Ta-Ti alloy was deposited directly on $SiO_2$ by a co-sputtering method and good interface property was obtained. The sputtering power of each metal target was 100W. Thermal and chemical stability of the electrode was studied by annealing at $500^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ in Ar ambient. X-ray diffraction was measured to study interface reaction and EDX(energy dispersive X-ray) measurement was performed to investigate composition of Ta and Ti element. Electrical properties were evaluated on MOS capacitor, which indicated that the work function of Ta-Ti metal alloy was ${\sim}4.1eV$ compatible with NMOS devices. The measured sheet resistance of alloy was lower than that of poly silicon.
Hafnium oxide ($HfO_2$) attracted by one of the potential candidates for the replacement of si-based oxides. For applications of the high-k gate dielectric material, high thermodynamic stability and low interface-trap density are required. Furthermore, the amorphous film structure would be more effective to reduce the leakage current. To search the gate oxide materials, metal-insulator-metal (MIM) capacitors was fabricated by pulsed laser deposition (PLD) on indium tin oxide (ITO) coated glass with different oxygen pressures (30 and 50 mTorr) at room temperature, and they were deposited by Au/Ti metal as the top electrode patterned by conventional photolithography with an area of $3.14\times10^{-4}\;cm^2$. The results of XRD patterns indicate that all films have amorphous phase. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) images show that the thickness of the $HfO_2$ films is typical 50 nm, and the grain size of the $HfO_2$ films increases as the oxygen pressure increases. The capacitance and leakage current of films were measured by a Agilent 4284A LCR meter and Keithley 4200 semiconductor parameter analyzer, respectively. Capacitance-voltage characteristics show that the capacitance at 1 MHz are 150 and 58 nF, and leakage current density of films indicate $7.8\times10^{-4}$ and $1.6\times10^{-3}\;A/cm^2$ grown at 30 and 50 mTorr, respectively. The optical properties of the $HfO_2$ films were demonstrated by UV-VIS spectrophotometer (Scinco, S-3100) having the wavelength from 190 to 900 nm. Because films show high transmittance (around 85 %), they are suitable as transparent devices.
고효율, 저가격의 태양전지를 위해 습식공정 중 하나인 Ni-P 무전해 도금을 이용한 실리콘 태양전지 웨이퍼를 열처리에 따른 4점굽힘시험을 통해 정량적인 계면 접착에너지를 평가하였다. 실험 결과 실리콘 태양전지 웨이퍼와 Ni-P 박막 사이의 계면접착에너지는 $14.83{\pm}0.76J/m^2$이며, 후속 열처리에 따른 실리콘 태양전지 웨이퍼와 Ni-P 무전해 도금은 $300^{\circ}C$ 처리 시 $12.33{\pm}1.16J/m^2$, $600^{\circ}C$ 처리 시 $10.83{\pm}0.42J/m^2$로써 전반적으로 높은 계면접착에너지를 가지나 열처리 온도가 증가할수록 계면접착에너지가 서서히 감소하였다. 4점굽힘시험 후 박리된 파면의 미세구조를 관찰 및 분석하여 내부의 파괴경로를 확인하였으며, X-선 광전자 분광법을 통하여 표면화학 결합상태를 분석한 결과 열처리 시 Ni-O와 Si-O 형태의 결합이 존재하여 약한 계면을 형성하기 때문인 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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