• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.84-84
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• 2000

수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)과 미세결정질 실리콘 ($\mu$c-Si:H)은 저온.건식 공정인 PECVD로 값싼 유리 기판을 사용하여 넓은 면적에 증착이 가능하다는 큰 장점으로 인해 광전소자(photovoltaic device)와 박막 트랜지스터(TFTs)등에 폭넓게 응용되어 왔으며 최근에는 nm 크기의 실리콘 결정(nc-Si)에서 가시광선 영역의 발광 현상이 발견됨에 따라 광소자로서의 특성을 제어하기 위해서는 성장 조건과 공정 변수에 따른 구조 변화에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 UHV-ECR-PECVD 법을 이용하여 H2로 희석된 SiH4로부터 a-Si:H과 $\mu$c-Si:H를 증착하였다. 그림 1은 SiH4 20sccm/H2 50sccm/25$0^{\circ}C$에서 기판의 DC bias를 변화시키면서 박막을 증착시킬 때 나타나는 박막의 구조 변화를 raman spectrum의 To phonon peak의 위치와 반가폭의 변화로 나타낸 것이다. 비정질 실리콘 박막은 DC bias를 증가시킴에 따라 무질서도가 증가하다가 어떤 critical DC bias에서 최대치를 이룬후 다시 질서도가 증가한다. 이온의 충격력에 의해 박막내에 응력이 축적되면 박막의 에너지 상태가 높아지고 이 축적된 응력이 ordering에 대한 에너지 장벽을 넘을 수 있을 만큼 커지게 되면 응력이 풀리면서 ordering이 가능해지는 것으로 생각된다. 그림 2는 수소 결합 형태의 변화이다. 박막의 무질서도가 증가할 경우 알려진 바와 같이 2000cm-1근처의 peak은 감소하고 2100cm-1 부근이 peak이 증가하는 현상을 보였다. 본 논문에서는 여러 공정 변수, 특히 DC bias에 따르는 박막의 구조 변화와 다른 성장 조건(온도, 유량비)이 critical DC bias나 결정화, 결정성 등에 미치는 영향에 대한 분석결과를 보고하고자 한다.등을 이용하여 광학적 밴드갭, 광흡수 계수, Tauc Plot, 그리고 파장대별 빛의 투과도의 변화를 분석하였으며 각 변수가 변화함에 따라 광학적 밴드갭의 변화를 정량적으로 조사함으로써 분자결합상태와 밴드갭과 광 흡수 계수간의상관관계를 규명하였고, 각 변수에 따른 표면의 조도를 확인하였다. 비정질 Si1-xCx 박막을 증착하여 특성을 분석한 결과 성장된 박막의 성장률은 Carbonfid의 증가에 따라 다른 성장특성을 보였고, Silcne(SiH4) 가스량의 감소와 함께 박막의 성장률이 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 줄어들어 성장률이 Silane가스량에 의해 지배됨을 볼 수 있다. UV-VIS spectrophotometer에 의한 비정질 SiC 박막의 투과도와 파장과의 관계에 있어 유리를 기판으로 사용했으므로 유리의투과도를 감안했으며, 유리에 대한 상대적인 비율 관계로 투과도를 나타냈었다. 또한 비저질 SiC 박막의 흡수계수는 Ellipsometry에 의해 측정된 Δ과 Ψ값을 이용하여 시뮬레이션한 결과로 비정질 SiC 박막의 두께를 이용하여 구하였다. 또한 Tauc Plot을 통해 박막의 optical band gap을 2.6~3.7eV로 조절할 수 있었다. 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.부터 전분-지질복합제의 형성 촉진이 시사되었다.이것으로 인하여 호화억제에 의한 노화 방지효과가 기대되었지만 실제로 빵의 노화는 현저히 진행되었다. 이것은 quinua 대체량 증가에 따른 반죽의 안정성이 저하되어 버린 것으로 생각되어진다. 더욱이 lipase를 첨가하면 반죽이 분화하는 경향이 보여졌지만 첨가량 75ppm에 있어서 상당히 비용적의 증대가 보였다. 이것은 lipase의 가수분해에 의해

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.287-287
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• 2012

최근 투명 산화물 반도체(TOS: Transparent Oxide Semiconductor)중에 비정질 산화물 반도체(amorphous oxide semiconductor)를 이용한 트랜지스터 연구가 활발히 진행되고 있다. 비정질 산화물 반도체는 박막 트렌지스터 소자의 Active Layer으로 사용할 수 있다. 본 연구는 RF magnetron sputtering법으로 유리기판 위에 IGZO박막을 증착하였다. 박막 증착 조건은 초기 압력 $3.0{\times}10^{-6}$ Torr, 증착 압력 20 mTorr, 반응가스 Ar 50 sccm, RF power 30w, 증착 온도는 실온으로 고정하였으며, 공정변수로 증착 시간을 변화시키며 IGZO박막을 증착하였다. IGZO 타겟은 $In_2O_3$, $Ga_2O_3$, ZnO 분말을 각각 1:1:1 mol% 조성비로 혼합하여 소결한 타겟을 사용하였다. XRD 분석결과에 따라서 Bragg's 법칙을 만족하는 피크가 나타나지 않는 비정질 구조임을 확인할 수 있었다. 가시광 영역에서(450~700 nm) 모든 박막은 90% 이상 투과도를 나타내었다. 증착시간이 증가할수록 밴드갭이 감소하는 것을 확인하였다. 증착시간이 5분인 경우 캐리어 농도는 $2.2{\times}10^{19}$ $cm^{-3}$, 이동도는 7.5 $cm^2/V-s$, 비저항은 $3.8{\times}10^{-2}{\Omega}$-cm의 반도체 특성을 나타냈고, 박막 트렌지스터 소자의 Active Layer으로 사용할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.335-335
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• 2012

III-V 족 반도체 물질 중, GaN는 넓은 밴드갭을 가지고 있어 발광 다이오드나 레이저 다이오드, 트랜지스터, 스핀트로닉스 등의 응용에 유용한 물질이다 [1]. 실시간 성장 제어 및 최적화된 특정 소자 응용을 위해서는 GaN의 다양한 온도에 대한 유전율 함수 정보가 필수적이다. 편광분석법을 이용한 상온에서의 hexagonal GaN 유전율 함수는 이미 여러 연구에서 보고되었고, 80~650 K 사이의 온도 범위에 대한 언구도 수행되었다 [2,3]. 그러나, 온도변화에 대한 GaN 유전율 함수와 $E_0$ 전이점에 대한 해석은 부정확하다. 따라서 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 분자살박막증착장치를 이용하여 c-축 방향 (0001)으로 성장 시킨 hexagonal GaN를 0.74~6.42 eV 에너지 구간에서 보다 확장된 온도 영역(26~693 K)의 유전율 함수를 편광분석법을 이용하여 측정하였다. 측정된 GaN의 유전율 함수를 회기분석법을 통한 2차 미분 표준해석법을 이용해 분석 하였고, 그 결과 $E_0$와 excitonic $E_0$ 전이점을 명확히 얻을 수 있었다. 온도가 감소함에 따라 격자상수 및 전자-포논 상호작용이 감소하여 전자 전이점이 청색천이 하고, 그 구조가 명확해 지는 결과를 얻었다. 본 연구의 결과는 GaN 유전율 함수의 온도 의존성에 대한 데이터베이스를 제공함은 물론, 실시간 모니터링과 GaN를 기반으로 하는 광소자 제작 등에 유용할 것이다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.19-19
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• 2003

에디슨 전구가 발명된 지 1 세기가 지난 지금, 반도체 기술에 의해 또 다른 빛의 혁명이 시작되고있다. 고출력 백색 LED를 이용한 반도체 조명이 그 주역이다. 종래의 단순 표시기에서 사용되었던 저휘도 LED가 이제는 빛의 3원색인 적색, 녹색 및 청색뿐만 아니라, 모든 가시광선의 영역과 나아가서는 자외선 영 역까지 고출력 LED 구현이 가능하게 되었고, 또한 빛의 3원색을 결합시킨 백색 LED의 광효율이 획기적으로 증가함에 따라 차세대 조명기기에의 응용이 눈앞에 다가오고 있는 실정이다. 이와 같은 기술의 변화의 파라다임은 과거 진공관 시대가 트랜지스터 시대로 변모되었고, 현재 CRT 모니터 시대에서 LCD 모니터 시대로 급변하는 것과 같이, 미래에는 백열전구 시대에서 LED 반도체 조명 시대로 바뀌게 될 것을 기대 할 수가 있을 것이다. LED 반도체 조명은 무엇보다도 기존의 조명기기보다 전력 소모가 매우 적고 10년 이상의 수명을 갖고 있어서 유지보수 측면에서의 효용성, 내구성과 견고성과 더불어 다양한 직접화 및 디자인 등의 많은 장점을 갖고 있어서 빛이 필요한 모든 다양한 분야에서 사용이 가능하기 때문에 그 중요성이 새삼 강조되고 있다. 따라서 현 정부에서는 차세대 성장 동력 산업 38개 사업 중 LED 사업을 그 중 하나의 산업으로 지정만 바가 있다. 본 논문에서는 LED의 개발 역사와 선진국들의 고휘도 및 고출력 LED 신기술 동향을 고찰하며, 시장의 다양한 응용의 예와 LED 반도체 조명을 구현하기 위해 극복해야 할 기술들을 전체적으로 분석하여 제시하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.387-387
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• 2010

최근 ZnO 박막은 투명 박막, 태양전지, LED 등으로의 응용을 위한 새로운 기능성 박막으로 활발히 연구되어 지고 있다. ZnO 기반의 투명 박막 트랜지스터는 상온에서 증착 가능하여 유리기판을 이용한 광학소자와 플라스틱 기판을 이용한 플럭서블 소자 같은 차세대 전자소자를 구현 할 수 있다. 본 연구에서는 RF Magnetron Sputtering System을 이용하여 coming 1737 유리기판 위에 ZnO 박막을 공정압력에 따라 증착하고, 투명 반도체에 적합한 활용을 위한 구조적, 광학적 분석을 실시하였다. 박막 증착 조건은 초기 압력 $1.0{\times}10^{-6}$Torr, RF 파워는 100W, Ar 유량은 100sccm, 그리고 증착온도는 상온이었다. 증착 압력은 $7.0{\times}10^{-3}$, $2.0{\times}10^{-2}$, $7.0{\times}10^{-2}$Torr로 변화시켰다. 표면 분석 (SEM, AFM) 결과 증착압력이 고진공으로 변화함에 따라 결정립들이 감소하였고 RMS roughness값이 낮아졌다. 그리고 XRD 분석을 통해 피크강도는 증가하고 FWHM은 감소함을 보이고 있는데 이는 결정성이 좋아짐을 나타낸다. 그리고 광학 투과도를 통해 가시광 영역에서의 높은 투과도(85% 이상)을 확인하였고, 고진공으로 변화함에 따라 밴드갭이 넓어지는 것을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권11호
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• pp.1164-1169
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• 2012

This paper presents a study of an integrated infrared (IR) photo sensor for display application. We fabricated hydrogenated amorphous silicon thin film transistor (a-Si:H TFT) and hydrogenated amorphous silicon germanium thin film transistor (a-SiGe:H TFT) which were bottom gate structure. We investigated the dependence of a-SiGe:H TFT characteristics on incident wavelengths. We proposed photo sensor which responded to wavelengths of IR region. Proposed pixel circuit of photo sensor was consists of switch TFT and photo TFT, and one capacitor. We developed integrated photo sensor circuit and investigated the performance of the proposed sensor circuit according to the input wavelengths. The developed photo sensor circuit with a-SiGe:H TFT was suitable for IR.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.718-723
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• 2006

초고속 정보통신망의 구축에 있어 광모듈은 중요한 부분을 차지하고 있다. 그 중에서 광원인 레이저 다이오드는 온도에 변화에 대해 성능이 크게 좌우되므로, 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문은 평면 매립형 레이저 다이오드를 비율 방정식에 의하여 전기적 등가회로로 변환하였다. 그리고, 누설 경로에 해당하는 활성층 바깥 영역을 다이오드와 두 개의 트랜지스터로 등가화한 후, 시뮬레이션을 통해 누설전류를 해석하였다. 시뮬레이션을 통해 누설전류를 줄이기 위한 전류차단층의 도핑농도를 조사하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.488-488
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• 2011

산화 아연(ZnO)나노와이어를 이용한 태양전지, 광소자 등 발전소자 개발이 진행되고 있고 차세대 트랜지스터, 다이오드, 센서에도 많이 이용될수 있다. 따라서 다양한 제품 응용에 필요한 나노 구조체 형상 제어를 위해 다각적인 노력이 제기되고 있다. 본 연구에서는 유리(EAGLE 2000)기판 위에 AZO 박막을 증착 한 후 포토리소그래피 공정을 이용하여 직경이 2 um 미만인 원형 패턴을 형성한 후 수열 합성법을 이용하여 지름 200 nm, 길이 3 um인 수직형 나노와이어를 성장하였다. 기존의 ZnO 나노와이어 합성 방법은 섭씨 500도 이상의 비교적 높은 온도조건을 요하기 때문에 포토리소그래피 공정을 이용하여 진행할 수 없었다. 그러나 비교적 낮은 온도인 100도 이하에서 수용액 상태에서 합성이 가능하게 됨에 따라 보편화 되어있는 포토리소그래피 공정과 손쉽고 저렴한 수열 합성법을 이용하여 필요한 부분만 미세하고 선택적으로 nano wire를 성장시킬 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.305-305
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• 2014

양자점(Quantum dots)은 3차원적 운반자 구속과 낮은 전류와 높은 온도에서 작동하는 나노 크기의 전기적, 광학적 소자로 응용이 적합하기 때문에 그 특성을 이용한 단전자 트랜지스터, 적외선 검출기, 레이저, LED, 태양전지 등 반도체 소자로의 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 양자점의 낮은 임계전류밀도와 높은 차동 이득(differential gain), 그리고 고온에서 작동이 용이하여 양자점 레이저로 활용되고 있다. 이러한 분야에 양자점을 응용하기 위해서는 양자점의 운반자 동역학을 이해하고 양자점의 모양, 크기, 크기 분포와 같은 특성 조절이 필요하다. 또한 기존의 연구들은 III-V족 화합물 반도체 양자점에 대한 연구가 대부분이며, II-VI족으로 구성된 연구가 미흡한 상황이기 때문에 II-VI족 화합물 반도체 양자점에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. II-VI 족 화합물 반도체 양자점은 기존의 III-V 족 양자점보다 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지고 있으며, 이러한 특성을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 양자점 중에서도 CdTe 양자점은 높은 엑시톤 결합에너지와 녹색 스펙트럼 영역을 필요로 하는 광학적 장치들에 응용 가능성이 높기 때문에 더욱 주목받고 있다. 본 연구에서는 분자 선속 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자 층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)으로 CdTe/ZnTe 나노구조에서 ZnTe 완충층의 두께에 따른 운반자 동역학 및 광학적 특성을 연구 하였다. 저온 광루미네센스 측정(Photoluminescence; PL) 을 통하여 ZnTe 완충층 두께가 증가할수록 양자점의 광루미네센스 피크가 낮은 에너지로 이동함을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 ZnTe 완충층과 CdTe 양자점의 격자 불일치(lattice mismatch)로 인한 구조 변형력이 감소하고 이에 따라 CdTe 양자점으로 가해지는 변형(Strain)이 감소하여 CdTe 양자점의 크기가 증가했기 때문이다. 그리고 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 PL 세기가 증가함을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 양자 구속 효과로부터 electronic state와 conduction band edge 사이의 에너지 차이의 증가 때문이다. 또한 시분해 광루미네센스 측정 결과 ZnTe의 두께가 증가할수록 양자점의 소멸 시간이 더 길게 측정되었는데, 이는 더 큰 양자점 일수록 엑시톤 오실레이터 강도가 감소하기 때문에 더 긴 소멸 시간을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 본 연구는 ZnTe 두께 변화를 통해 양자점의 에너지 밴드를 제어할 수 있으며, 양자점의 효율 향상을 할 수 있는 좋은 방법임을 제시하고 있다.

• 한국진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.77-85
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• 2011

실리콘(Si)에 비해 상대적으로 밴드 갭이 작고, 열전도도가 낮으며, 기존의 Si 반도체 공정 기술과 호환이 가능한 실리콘-게르마늄(SiGe) 합금은 트랜지스터, 광수신 소자, 태양전지, 열전 소자 등 다양한 전자 소자에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 SiGe 합금이 전자소자에 응용되는 원리 및 응용과 관련된 기술적인 논제들을 고찰한다. Si에 비해 밴드 갭이 작은 게르마늄(Ge)이 그 구성 원소인 SiGe 합금의 밴드 갭은 Si과 Ge의 분률과 상관없이 항상 Si의 밴드 갭 보다 작다. 이러한 SiGe의 작은 밴드 갭은 전류 이득의 손실 없이 베이스 두께를 감소시키는 것을 가능하게 하여 바이폴라 트랜지스터의 동작속도를 향상시킨다. 또한, Si이 흡수하지 못하는 장파장 대의 빛을 SiGe이 흡수하여 광전류를 생성하게 함으로써 태양전지의 변환효율을 증가시킨다. 질량이 서로 다른 Si 및 Ge 원소의 불규칙적인 분포에 의해 발생하는 포논 산란 효과 때문에 SiGe 합금은 순수한 Si 및 Ge과 비교할 때 낮은 열전도도를 갖는다. 낮은 열전도도 특성의 SiGe 합금은 전자 소자 구조 내에서의 열 손실을 억제하는데 효과가 있으므로 Si 반도체 공정 기반의 열전 소자의 구성 물질로서 활용이 기대된다.