• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.404-411
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• 2017

이 논문에서는 2차원 화합물 반도체인 Indium Selenide monolayer의 효과적인 도펀트 원소를 탐색해보았다. 총 4가지 종류의 원소를 도핑시켜 계산을 했다. In 자리에 Mg과 Sn을 도핑시켜 각각 p-type과 n-type으로 만들고 Se 자리에 As과 Br을 도핑시켜 각각 p-type과 n-type으로 만들었다. 변화한 성질을 알아보기 위해 전자 구조를 분석하고 band structure와 DOS를 살펴보았다. P-type 같은 경우, Mg doped InSe는 shallow defect level이 생겨 좋은 반도체로 쓰일 수 있지만 As을 도핑한 InSe는 deep defect states가 생겼다. VBM에서 약 0.67 eV만큼 떨어져있는데 이 수치는 실험값과 비슷한 값이다. N-type 경우에는 Sn doped InSe는 deep defect states가 생겼고, CBM 아래로 약 0.08eV만큼 defect가 생긴 것이 실험값과 비슷하다. Br doped InSe는 Sn doped InSe보다 안정적인 n형 반도체가 될 수 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.107-107
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• 2014

p형 자원 친화형 산화물 기반 능동형 층 성장에 대한 연구는 아직 개발 초기 단계이다. $Cu_2O$는 이러한 자원 친화형 저가 p형 산화물 중 하나로서 다양한 광학 응용분야에 있어 적용되고 있으며 특히 저가형 증착법인 전기증착법을 통해 형성시킨다면 가격 절감을 극대화 시킬 수 있다. 하지만 낮은 전도성으로 인해 전자소자에는 적용시키기 어렵다는 단점이 있기 때문에 본 연구팀은 5족 물질인 Antimony 를 $Cu_2O$의 p형 도펀트로 적용시켜 전기적 구조적 특성을 개선시키고자 하였다. 결과적으로 [111] 방향으로 높은 우선배향성을 갖고 전도성이 향상된 Sb-Cu2O 박막을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권9호
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• pp.527-531
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• 2006

In order to study the influence of post-annealing treatment on the frequency characteristics of the Li doped ZnO(Li:ZnO) FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) device, we investigated the material and electrical properties of Li:ZnO films in the annealing temperature range from 300 to $500^{\circ}C$. In our samples, as annealing temperature was increased, Li:ZnO films showed the improvement of high c-axis orientation and resistance value with relieved stress and low surface roughness. In addition to, the return loss in the frequency property of fabricated FBAR was improved by annealing treatment from 24.9 to 29.8dB. From experimental results, the optimum post-annealing temperature for FBAR is $500^{\circ}C$ and it can obtain excellent Li:ZnO FBAR performance with stronger c-axis orientation, smoother surface, relieved stress, and lower loss factor.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제3권3호
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• pp.178-186
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• 1990

다결정 실리콘 상의 텅스텐 시리사이드 막의 Si/W 조성비, 저항 및 응력을 측정함으로써 어닐링과 산화에 따른 막 특성의 변화를 조사하였다. 막형성 직후의 텅스텐 시리사이드 막의 Si/W 조성비는 2.6이었으나 어닐링 후에는 2.4-2.6으로 산화후에는 2.0-2.3으로 감소하였다. 비저항은 막형성 직후에는 41.2.OMEGA./$\square$ 로, 산화후에는 4.3.OMEGA./$\square$으로 감소하였다. 또한 텅스텐 실리사이드 막의 응력은 SiH$_{4}$유량의 증가에 따라 감소하였으며 어닐링후에는 증가하였다. 그밖에 과잉의 Si, 도펀트 P 그리고 막내에 유입된 F와 H등은 열처리시 실리사이드/다결정 Si 및 실리사이드/SiO$_{2}$의 계면으로 이동하여 응력의 증가를 초래하는 것으로 보인다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.151-151
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• 2009

ZnO 박막은 큰 밴드 갭 및 가시광 영역에서 높은 광투과성을 가지며, 제조조건에 따라 비저항의 범위가 폭넓게 변화하므로 태양전지, 평판 디스플레이의 투명 전극뿐만 아니라 음향공전기, 바리스터 등에 이용되고 있다. ZnO 박막의 전도성을 향상시키기 위해서 일반적으로 Al, Ga, Ti, In, B, H(n-type), 등과 N, As(p-type)의 도펀트를 사용한다. 본 연구에서는 전기화학적인 방법을 사용하여 ITO/glass위에 ZnO film에 농도에 따른 Ga을 doping 하여 전기전도성 향상과 밴드갭을 넓힘으로서 전자의 recombination을 방지하여 유기태양전지의 효율을 높이는데 목적을 두었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권5호
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• pp.311-315
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• 2009

2-dimensional (2D) dopant profiling in semiconductor device was carried out by electron holography and scanning capacitance microscopy methods with the same multi-layered p-n junction sample. The dopant profiles obtained from two methods are in good agreement with each other. It demonstrates that reliability of dopant profile measurement can be increased through precise comparison of 2D profiles obtained from various techniques.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.143-144
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 40% 이상의 광변환 효율로 많은 주목을 받고 있다[1]. 삼중 접합 태양전지의 하부 셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용된다. Ge위에 성장될 III-V족 단결정막으로서 Ge과 격자상수가 일치하는 GaInP나 GaAs가 적합하고, 성장 중 V족 원소의 열확산으로 인해 Ge과 pn접합을 형성하게 된다. 이때 GaInP의 P의 경우 GaAs의 As보다 확산계수가 낮아 태양전지 변환효율향상에 유리한 얇은 접합 형성이 가능하고, 표면 에칭효과가 적기 때문에 GaInP를 단결정막으로 선택하여 p-type Ge기판 위 성장으로 단일접합 Ge구조 제작이 가능하다. 하지만 이종접합 구조 성장으로 인해 발생한 계면사이의 전위나 미세결함들이 결정막내부에 존재하게 되며 이러한 결함들은 광학소자 응용 시 비발광 센터로 작용할 뿐 아니라 소자의 누설전류를 증가시키는 원인으로 작용하여 태양전지 변환효율을 감소시키게 된다. 이에 결함감소를 통해 소자의 전기적 특성을 향상시키고자 수소 열처리나 플라즈마 공정을 통해 수소 원자를 박막내부로 확산시키고, 계면이나 박막 내 결함들과 결합시킴으로서 결함들의 비활성화를 유도하는 연구가 많이 진행되어 왔다 [2][3]. 하지만, 격자불일치를 갖는 GaInP/Ge 구조에 대한 수소 열처리 및 불순물 준위의 거동에 대한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Ga0.45In0.55P/Ge구조에 수소 열처리 공정을 적용을 통하여 단결정막 내부 및 계면에서의 결함밀도를 제어하고 이를 통해 태양 전지의 변환효율을 향상시키고자 한다. <111> 방향으로 $6^{\circ}C$기울어진 p-type Ge(100) 기판 위에 유기금속화학증착법 (MOCVD)을 통해 Si이 도핑된 200 nm의 n-type GaInP층을 성장하여 Ge과 단일접합 n-p 구조를 제작하였다. 제작된 GaInP/Ge구조를 furnace에서 250도에서 90~150분간 시간변화를 주어 수소열처리 공정을 진행하였다. 저온 photoluminescence를 통해 GaInP층의 광학적 특성 변화를 관찰한 결과, 1.872 eV에서 free-exciton peak과 1.761 eV에서 Si 도펀트 saturation에 의해 발생된 D-A (Donor to Acceptor)천이로 판단되는 peak을 검출할 수 있었다. 수소 열처리 시간이 증가함에 따라 free-exciton peak 세기 증가와 반가폭 감소를 확인하였고, D-A peak이 사라지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 수소 열처리에 따른 단결정막 내부의 수소원자들이 얕은 불순물(shallow impurity) 들로 작용하는 도펀트들이나, 깊은 준위결함(deep level defect)으로 작용하는 계면근처의 전위, 미세결함들과의 결합으로 결함 비활성화를 야기해 발광세기와 결정질 향상효과를 보인 것으로 판단된다. 본 발표에서는 상술한 결과를 바탕으로 한 수소 열처리를 통한 박막 및 계면에서의 결함준위의 거동에 대한 광분석 결과가 논의될 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.189-194
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• 1998

SIMS를 사용하여 Co/metal 이중층 구조의 실리사이드화 열처리시 발생하는 기판내 도펀트의 재분포 거동에 대하여 조사하였다. Co실리사이드화 반응의 중간층으로는 Ti, Nb, 또는 Hf를 사용하였고, 여러 도펀트들 중 실리사이드 내에서의 확산속도가 특히 빠른 B에 대하여 조사하였다. Co/Ti과 co/Nb의 경우 열처리후 B피크의 높이는 1 order 정도 낮아지지만 표면으로부터의 주피크의 상대적인 위치는 열처리전과 동일하였다. B의 분포양상은 Ti 및 Nb의 그것과 일치하는데, 이것은 B와 Ti 및 Nb간의 친화력이 크기 때문이다. Co/Hf의 경우에도 B의 피크는 Hf과 거의 같았으나, Ti나 Nb에 비해서 약간 차이가 나는 것으로 보다 B-Hf간의 친화력은 다소 떨어지는 것으로 보인다. 전체적으로 열처리후 Co/metal 이중층 실리사이드에서의 B의 재분포는 Si계면에서 고갈되는 반면, Co-metal/Co 실리사이드 계면에서 pile-up되는 양상을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.422-422
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• 2012

투명전극 산화막은 태양전지, 평판 디스플레이 등의 투명전극과 같은 광전자 소자에 사용되고 있다. 투명 전도성 산화막으로서 ITO (Indium tin oxide)는 높은 투과도, 낮은 비저항, 높은 일함수 등의 장점을 가지고 있어서 그동안 널리 사용되어 왔다. 그러나 In의 희소성으로 인한 고가격 문제 때문에 이를 대체하기 위해 불순물을 도핑한 ZnO (Zinc oxide)에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. ZnO의 전기전도도를 높이기 위해 일반적으로 Al, Ga, B와 같은 3족 원소가 ZnO의 n형 도펀트로 널리 사용된다. 그 중에서 Al은 반응성이 커서 박막 증착 중에 산화되기 쉬운 반면 낮은 생산단가, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 보이기 때문에 투명 전극으로서 Al-doped ZnO (AZO)가 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 rf 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 glass 기판 위에 Al-doped ZnO (AZO) 투명 전도막을 증착하였고, 수명 및 신뢰성에 영향에 미치는 주요 인자로서 온도, 온도 사이클 및 습도에 따른 AZO 박막의 열화 특성에 대한 연구를 진행하였다. 또한, 온도 사이클, 고온 및 고온고습 환경에 장시간 노출된 AZO 박막들의 성능 저하 원인들을 미세구조 관찰, 전기적 및 광학적 특성 변화들을 연계하여 규명하고자 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.250.2-250.2
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• 2015

결정질 태양전지의 변환효율은 이미 이론적 한계에 가까워져, 최근 산업에서는 이 대신 제조공정 단가를 낮추려는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 태양전지 도핑공정에 대기압 DBD 플라즈마를 응용하여 저렴하게 태양전지를 제작할 수 있는 방법을 모색한다. 대기압 DBD 플라즈마를 발생시키기 위해 DC-AC 인버터 구조의 전원을 사용하여 수십 kHz의 주파수, 수 kV의 전압을 인가하여 $5cm{\times}1cm$ 직사각형 모양의 아노다이징된 알루미늄 전극을 사용하였다. 전극과 Ground 사이에 Argon 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시켰으며, 출력전류는 수십 mA의 전류가 측정되었다. $3cm{\times}3cm$의 P-type wafer에 스핀코팅 방식으로 H3PO4를 도포한 후, Wafer 표면에 플라즈마를 조사하여 대기압 DBD 플라즈마를 이용한 태양전지 도핑 가능성을 확인하였다. 플라즈마 출력 전류와 플라즈마 조사시간을 변수로 도핑된 Wafer의 특성을 확인하였다. 도핑 프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry)를 통해 측정하였으며, 전기적인 특성은 4 point probe로 면저항을 측정하였다. 대기압 DBD 플라즈마를 이용해 도핑된 wafer에 전극을 형성하여, 같은 도펀트를 사용하여 Furnace로 열 확산법을 이용해 도핑 공정을 진행한 wafer와 변환효율(Conversion efficiency)을 측정하여, 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 가능성을 확인하였다.