• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.104-111
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• 2001

$SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 비정질 탄화실리콘(a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 기상 doping 농도를 0에서 $2.5\times10^{-2}$ 범위에서 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, SIMS, 광흡수도와 전기전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $B_2H_6$/($CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 붕소의 도핑효율와 미세결정성은 감소하였다. 증착 중 $B_2H_6$ 기체가 첨가됨에 따라 비정질 탄화실리콘 박막의 Si-C-H 결합기의 강도는 감소하였으며, 이의 영향으로 박막내의 수소함량은 $B_2H_6/(SiH_4+CH_4$) 기체 유량비가 증가함에 따라 16.5%에서 7.5%로 단조감소하였다. $B_2H_6(CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 a-SiC:H 박막의 광학적 밴드갭과 전기활성화 에너지는 감소하였고, 전기전도도는 증가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제7권10호
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• pp.856-862
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• 1997

박막형 CdTe/CdS 태양전지의 배면전극(back contacts)물질로서 Cu도핑된 ZnTe 박막(ZnTe:Cu)을 전착법(electroplating)으로 제조하는 연구를 수행하였다. Sulfate계의 전해질 수용액에서 CdTe 기판과 투명전극으로 코팅된 유리(In$_{2}$O$_{3}$: Sn, ITO)기판 위에 ZnTe 박막을 코팅하는 방법으로써 potentiostat와 기판(cathode), Pt counter electrode, Ag/AgCI 표준전극으로 구성된 장치를 사용하여 pH=2.5-4, T=70-8$0^{\circ}C$, 0.02M $Zn^{2+}$ 1x$10^{-4}$M TeO$_{2}$, 0.2M $K_{2}$SO$_{4}$조건에서 -0.800 Vs~-0.975 V 범위의 전압(V$_{a}$ )에 걸쳐 실험하였다. ITO박막을 기판으로 사용하여 cyclic voltammogram을 작성한 결과 약 -0.50 V 에서 Te환원 peak이 나타났다. Auger electron spectroscopy (AES)로 조성분석한 결과 표면에서 Zn signal이 강하게 나왔고 시편의 두께에 따라 Zn의 signal감소하는 반면 Cd signal은 증가하는 것이 확인되었다. SEM 사진으로부터 ZnTe의 표면이 작은 입자 (0.2$\mu\textrm{m}$ 이하)로 구성되어 있으며 낮은 V$_{a}$ 에서는 입자가 작아지면서 조직이 치밀해짐이 관찰되었다. Optical transmission방법에 의하여 ITO기판위에 입혀진 박막의 밴드갭은 2.5 eV으로 측정되었다. 수용액중의 Cu$_{2+}$와 triethanolamine(TEA)은 산성용액에서 착물형성이 이루어지지 않았으며 1,10-phenanthroline과는 pH=2에서도 착물이 형성되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.42.1-42.1
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• 2011

박막형 디스플레이구서에 있어서 투명전극은 필수적이다. 투명전극은 정보를 표시하기 위해 빛을 외부로 방출시키거나 태양광 등을 소자 내부로 입사시켜야 한다. 또한 전극을 형성하는 박막은 높은 광투과율과 ${\sim}10-4{\Omega}cm$ 정도의 낮은 전기비저항을 가져야 한다. 가장 널리 사용되는 투명전극으로 ITO (Indium Tin Oxide)는 인듐의 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가 및 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우 $400^{\circ}C$정도의 높은 온도와 수소플라즈마 분위기에서 장시간 노출시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제로 지적된다. 이러한 문제 해결의 대안으로 ZnO 산화물 반도체가 있는데 ITO 박막에 비해 비저항이 높기 때문에 도핑을 이용한 비저항을 ${\sim}10-4{\Omega}cm$ 정도로 낮추어야 한다. 투명전도막으로는 ITO, FTO 등과 더블어 체적 저항율은 다소 높으나 환원성 분위기에 대한 내성, 가시광 영역에서의 높은 광투과율과 저렴한 가격 등의 장점 등으로 AZO 박막이 주목 받고 있다. ZnO는 ITO 나 FTO에 비해서 700 kJ/mol의 큰 분해에너지를 가지므로 코팅 때 발생하는 전도도 및 투과율이 나빠지는 현상이 발생하지 않는 특징이 있으며, 위의 두 재료에 비해 밴드갭도 가장 낮아서 자외선 투과율이 낮다. 그러나 내습성이 약하기 때문에 이를 보완하기 위하여 내습성향상과 전도성 향상을 위해서 3족 원소인 B, In, Al, Ga 등을 도핑한 ZnO 투명전도막의 연구가 진행되고 있다. 이러한 원소들 중에서 Al로 도핑했을 때 가장 낮은 비저항을 얻을 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 SiOC 박막위에 AZO 박막을 제조하기 위하여 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 박막을 성장시켰으며, 박막의 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. AZO 박막은 rf power가 5~200 W인 RF 마그네트론 스퍼터 방법에 의해서 제작되었다. SiOC 박막은 산소와 DMDMOS 전구체의 유량비를 다르게 하여 플라즈마 발생 화학적 기상 증착방법으로 증착되었다. 증착된 SiOC박막은 UV visible spectroscopy에 의해서 분석하였다. 투명전극의 비저항은 rf 전력이 작을 수록 낮았으며, SiOC 절연막 위에 AZO를 증착시킨 후 반사률은 반대로 바뀌는 것을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제21권5호
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• pp.200-205
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• 2010

본 논문에서는 포토닉 밴드갭 광섬유(Photonic Bandgap Fiber: PBGF) 사이에 중공광섬유(Hollow Optical Fiber: HOF)를 융착 접속시켜 만든 광섬유 간섭계와 넓은 모드 면적을 가지는 광자결정 광섬유(Large Mode Area-Photonic Crystal Fiber: LMA-PCF)사이에 HOF를 융착접속시켜 만든 광섬유 간섭계의 온도 및 스트레인에 대한 광학적 특성을 분석하였다. PBGF 또는 LMA-PCF와 HOF의 융착접속시 광섬유내 공기구멍을 최대한 유지하도록 융착조건을 최적화하여 접속 손실을 줄였다. PBGF와 HOF로 구성된 광섬유 간섭계의 온도 및 스트레인에 대한 민감도는 각각 15.4 pm/$^{\circ}C$와 0.24 pm/${\mu}\varepsilon$으로 측정되었으며, LMA-PCF와 HOF로 구성된 광섬유 간섭계의 온도 및 스트레인에 대한 민감도는 각각 17.4 pm/$^{\circ}C$와 0.2 pm/${\mu}\varepsilon$으로 측정되었다.

• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.105-109
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• 2007

본 논문에서는 AZO 박막 두께 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성의 영향에 대하여 연구하기 위하여 폴리카보네이트(PC : polycarbonate) 기판 위에 DC 스퍼터링법으로 증착시간을 변화시켜 박막의 두께를 조절하였다. 박막의 두께는 100 nm에서 500 nm까지 100 nm단위로 실험하였으며, 제작된 AZO 박막의 비저항 특성은 four point probe system를 이용하여 측정하였고, 박막의 입자크기, 표면상태를 Environment Secondary Electron Microscopy (ESEM)으로 관찰하였다. 또한 AZO 박막의 결정상태를 조사하기 위하여 High Resolution X-Ray Diffractometer (HR-XRD)를 이용하였고 광학적 투과도는 UV-visible spectrophotometer를 이용하여 분석하였다. 실험 결과 모든 박막에서 90% 이상의 광투과도를 보였으며 400 nm과 500 nm 두께의 AZO 박막에서는 $4.5{\times}10^{-3}\;{\Omega}-cm$의 비저항과 3.61 eV의 광밴드갭 에너지를 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.1647-1652
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• 2010

CdTe 및 Cu(In,Ga)$Se_2$ 박막 태양전지의 창층으로 널리 이용되는 CdS에서 Cd의 일부를 Zn으로 치환하면 두 물질 사이의 전자 친화력의 정합이 향상되고 에너지 밴드 갭이 증가하여 개방전압 및 광전류를 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 태양전지와 같은 광전소자에 적용되는 CdZnS와 CdTe로 구성되는 이종접합 소자를 제작하고 접합에서의 전류 전도기구를 조사하기 위해 온도에 따른 전류-전압 특성을 분석하였다. CdS/CdTe 접합의 전류 흐름은 계면 재결합과 터널링의 조합에 의해 조절되지만 CdZnS/CdTe 접합의 경우 상온 이상의 온도에서는 공핍층에서의 생성/재결합, 상온 이하의 온도에서는 누설 전류나 터널링에 의해 전류 흐름이 제한됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.475-475
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• 2013

Cuprous oxide ($Cu_2O$)는 밴드갭이 2.17 eV p-type 산화물 반도체로써 태양에너지 변환기, photocatalysis (광촉매작용), 센서, 스위칭 메모리 등 응용이 다양한 재료이다. 산화물 반도체의 기본 특성은 나노/마이크로 범위 안에서 재료의 표면형태, 크기, 구조와 형상 공간방향등에 크게 영향을 받는다. 그렇기 때문에 원하는 $Cu_2O$ 특성을 얻기 위해서 성장 거동을 아는 것은 매우 중요하다. RF 마그네트론 스퍼터법으로 rod 성장 사례는 잘 알려지지 않았다. 그래서 RF 마그네트론 스퍼터법 $Cu_2O$ rod 형성 실험을 통하여 $Cu_2O$ 형성과 성장 거동을 알아보았다. RF 마그네트론 스퍼터법으로 $Cu_2O$ rod를 glass 기판 위에 Cu metal target을 이용하여 형성시켰다. $Cu_2O$ rod 합성을 위해 기판온도 및 산소분압 O2/(Ar+O2)=3%, 5%, 7% 증착시간 등을 변화시켜 실험하였다. 성장된 rod의 분석은 XRD, SEM으로 확인하였다. 성장 거동은 증착온도와 증착시간에 차이를 보였다. 증착온도 $550^{\circ}C$에서 rod가 생성되는 것을 관찰하였다. 증착시간이 길어질수록 rod 길이가 길어지고 일정 시간이 지나면 rod의 길이 성장보다는 두께(폭)가 성장하는 것을 확인하였다. 증착온도 $550^{\circ}C$ 그리고 산소분압 3%, 5%, 7% 조건에서 rod 합성 실험을 하였을 때 3%, 5% 조건에서 rod의 성장을 확인하였다. 이때 3%, 5% 산소분압에 따라 rod의 모양이 변화하였다. 하지만 7% 조건에서는 rod가 성장하지 않았다. 이유는 3%, 5%에서는 Cu metal peak을 확인하였지만, 7% 조건에서는 Cu metal peak이 없었다. 이로부터 Cu metal이 $Cu_2O$ rod 생성에 영향을 미치는 중요한 요소임을 예상할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.153-153
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• 2006

ZnO 박막은 II-VI족 화합물 반도체로서 상온에서 3.37eV 의 넓은 밴드갭을 가지고 있을 뿐만 아니라 GaN(28meV) 보다 상온에서 큰 엑시톤 결합 에너지(60meV)와 열 안정성을 가지고 있다. 특히 ZnO를 base로 한 2차원의 화합물 (MgZnO, CdZnO 그리고 MgO) 반도체 물질은 UV LED, 생 화학 센서와 투명전극 등으로 응용이 가능하다. ZnO/MgZnO 양자우울 구조의 양자제한 효과로 인한 엑시톤 결합에너지와 전기적 광학적 특성 향상으로 광전자 소 자 제작이 가능하다. 그렇지만, Zn-Mg 상평형도에서 ZnO 내에 Mg 고용도가 상온에서 열역학적으로 4at% 이하 이고, 또한 ZnO와 MgO는 각각 우르짜이트 구조와 면심입방 구조를 가지기 때문에 Mg 함량용 높이는데 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 열처리를 함으로써 MgZnO 박막 내에 Mg 함량의 증가와 결정성 향상으로 고품질의 광전자 소자 제작을 가능하게 했다. 본 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 장비로 MgZnO 박막 성장 후 Si 기판위에 성장된 박막의 결정성 향상과 MgZnO 내의 Mg 함량 변화를 관찰하기 위해 성장된 박막에 대한 열처리 효과를 연구 하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.61.2-61.2
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• 2011

넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도를 가진 산화물 반도체는 기존의 Si 기반 TFT 소자를 대체할 차세대 디스플레이의 핵심 소재기술로 관심이 높아지고 있다. 그러나 대표적인 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O (IGZO)에 포함된 인듐의 수요 증가에 따른 가격 급등 문제로 이를 대체할 수 있는 새로운 산화물 반도체 재료에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 이에 비교적 저가의 물질로 구성된 Zn-Sn-O계 산화물 소재에 대한 연구가 진행된 바 있으나, 높은 수준의 캐리어 농도를 가지고 있어 TFT 채널용 반도체소재로 적용되기 위해서는 이를 $10^{17}\;cm^{-3}$ 이하로 조절할 수 있는 기술개발이 요구된다. 본 연구는 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착된 Ga-Zn-Sn-O (GZTO) 박막의 갈륨 첨가에 따른 특성변화를 조사하였다. GZO ($Ga_2O_3$ 5wt%)와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 고정한 상태에서 $Ga_2O_3$ 타켓의 인가 파워를 0~100W로 조절하여 박막 내 Ga 함량을 증가시켰다. 제조된 모든 GZTO 박막은 Ga함량에 관계없이 비정질 구조를 가지며 가시광 영역에서 약 78%의 우수한 투과율을 나타낸다. Ga 함량에 따라 박막의 구조적, 광학적 특성은 크게 변하지 않지만 전기적 특성은 뚜렷한 변화를 나타냈다. $Ga_2O_3$ 파워가 증가할수록 박막 내 캐리어 농도와 이동도의 감소로 비저항이 크게 증가하는데 특히 캐리어 농도는 $Ga_2O_3$ 파워가 0에서 100W로 증가할 때 $2{\times}10^{18}$에서 $8{\times}10^{14}\;cm^{-3}$으로 감소하였다. 이는 Ga-O의 화학적 결합 에너지가 다른 원소들(Zn 또는 In)에 비해 커서 박막 내 산소공공의 감소가 야기되었기 때문이다. 이러한 전기물성의 변화를 이해하기 위해 XPS 분석을 수행하였다. 제조된 GZTO 박막은 $Ga_2O_3$ 파워가 증가함에 따라 O 1s peak에서 산소공공과 관련된 530.8 eV peak의 intensity가 감소한다. 따라서 Ga을 첨가에 따른 캐리어 농도의 감소는 산소공공의 발생억제로 기인한 것으로 판단되며, 본 연구결과는 ZTO계 비정질 산화물 반도체의 활용가능성을 제시하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권4호
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• pp.71-77
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• 2011

표면실장형 수동소자인 0402, 0603, 1005 칩에 대한 인쇄 주요인자 결정 및 공정 최적화를 실험계획법을 통해 실시하였다. 실험에 사용된 솔더는 Sn-3.0Ag-0.5Cu와 Sn-0.7Cu이며, 공정변수로는 스텐실 두께, 스퀴지 각도, 인쇄 속도, 기판분리 속도, 스텐실과 기판간의 갭이며, 인쇄압력은 2 $kgf/cm^2$로 고정하였다. 분산분석을 통해 인쇄효율에 영향을 미치는 주요인자가 스텐실 두께와 스퀴지 각도임을 확인할 수 있었다. 주요인자인 스텐실 두께와 스퀴지 각도를 변화시켜 인쇄효율의 최적화 영역을 확인하였고, 0402, 0603, 1005 칩 모두 스퀴지 각도가 $45^{\circ}$ 이하일 경우 인쇄효율이 높았다. 스텐실 두께를 변화할 경우 칩 크기에 따라 인쇄효율이 다른 양상을 보였는데, 0402, 0603 칩에서는 스텐실 두께가 얇을수록 높은 인쇄효율을 보였으며, 1005 칩에서는 스텐실 두께가 두꺼울수록 높은 인쇄효율을 나타내었다.