• Journal of the Korean Vacuum Society
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• 제15권6호
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• pp.619-623
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• 2006

The most important factor which determines resonance characteristics of FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) is the piezoelectricity of piezoelectric film. The piezoelectric properties of ZnO thin films which is strong as FBAR piezoelectric film is determined by the degree of c-axis preferred orientation with (002) plan. Therefore, many researchers have been interested in the study on the preferred orientation of the piezoelectric thin film. This paper has studied the preferred orientation of ZnO piezoelectric thin films using the helped seed layer of ZnO. The result shows that the c-axis ZnO thin films with columnar grains that the value of standard $deviation(\sigma)$ of XRD rocking curve is of $\sigma=1.15^{\circ}$ have the excellent piezoelectric property.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• 제40권2호
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• pp.115-123
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• 2024

Stress is an invisible physical quantity, necessitating the use of earth pressure cells for its measurement within theground. Traditional strain-gauge type earth pressure cells, due to their rigidity, can distribute stress within the ground and subsequently affect the accuracy of earth pressure measurements. In contrast, force sensing resistors are thin and flexible, enabling the minimization of stress disturbance when measuring stress within the ground. This study developed a system that utilizes force sensing resistors to measure ground stress. It involved constructing a soil chamber for calibrating the force sensing resistors, assessing the variability of measurements from resistors embedded in sand ground, and verifying the attachment of pucks to the sensing area of the resistors.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.89-89
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• 2000

AlN 박막은 Al과 N원자의 부분적 이온결합 특성을 가진 공유결합을 한 육방정계의 wurtzite 경정구조의 화합물 반도체로서, III-V족 반도체 중 가장 큰 에너지 갭(6.2 eV), 결정 구조적 이방성, 화학 양론적 결합구조, 높은 탄성종과 전달속도(약 10$\times$106 m/s)와 높은 열전도도, 고온 안정성, 가시광성.적외선 영역에서의 좋은 투과성과 높은 굴절률, 상온 대기압에서의 유일하게 안정적인 특성을 가지고 있어, 절연재료, 내열재료, 저주파 영역 센서의 압전 트랜스듀서, 광전소자, 탄성파 소자 및 내환경 소자, MIS소자 등으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 BAW 공진기의 활용을 목적으로 반응성 마그네트론 스퍼터링 방법으로 AIN 압전박막을 제작하여, 증착 조건-질소 농도, 고주파 출력, 전체 스퍼터링 압력, 기판 온도-에 대한 박막의 특성을 조사하였다. AlN 박막의 c축 우선 방위 결정성 및 낮은 투과성, 적당한 굴절률의 특성이 BAW 공진기의 활용을 위한 요건이므로, 각각의 증착 조건하에 제작된 박막은 XRD의 $\theta$/2$\theta$ 스캔 회절상에 의한 결정성의 분석과 우선 성장 결정면의 rocking curve 및 XRD로 측정한 FWHM과 표준 편차로 결정성의 배열성과 소자 응용가능성을 조사하였다. 박막의 표면.단면 미세 구조 및 평활도는 SEM으로 관찰하였으며, Al-N 결합 상태는 XPS와 FT-IR로 분석 조사하였다. 제작된 AlN 박막의 결정성 분석 결과, c축 우선 방위 성장을 위한 스퍼터링 압력에 대한 임계 질소 농도와 임계 스퍼터링 압력이 관찰되었다. 전체 스퍼터링 압력이 6~8 mTorr의 범위에서 나타난 최소 임계질소 농도는 10%, 최대 임계 질소 농도는 60%이며, 4 m Torr 이하 10 m Torr 이상의 전체 스퍼터링 압력에서 박막의 우선 방위성장이 제재된다. 이는 AlN 박막이 형성에 관여하는 질소 이온 양의 충분한 형성에 필요로 하는 질소 가스의 유입량에 따른 것으로 판단된다. AlN 박막의 c축 결정면인 (002) 결정면의 성장을 유도하며 다른 방향으로의 성장을 제어하여 소자 활용에 유용한 박막을 제작하기 위한 고주파 출력은 300W 정도가 적당하며, 기판을 가열하지 않았을 때 낮은 투과도를 나타낸다. 본 연구에 의한 BAW 공진기 활용을 위한 AlN 압전박막의 제작을 위한 최적 증착 조건은 기판의 가열 없이 6~8 mTorr의 전체 스퍼터링 압력에 20~25%의 질소종도, 300W의 고주파 출력이다. 최적 조건에서의 AlN 박막은 약 0.19$^{\circ}$의 FWHM과 약 0.08$^{\circ}$의 표준편차를 가지며, 균일하고 조밀한 표면 미세구조와 주상정 구조의 측면구조, 파장에 대한 약 2.0의 굴절률, 낮은 투과도와 화학 양론적 구조를 가지는 우수한 박막이 형성되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 1999년도 제16회 학술발표회 논문개요집
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• pp.100-100
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• 1999

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• 제17권3호
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• pp.220-225
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• 2008

In this research, the P(VDF-TrFE) copolymer thin films were prepared by the physical vapor deposition and studied to their piezoelectric properties. In the case of a specimen produced by varying the deposition temperature from $260^{\circ}C$ to $300^{\circ}C$, its piezoelectric coefficient($d_{33}$) increased from 32.3pC/N to 36.28pC/N, and piezoelectric voltage coefficient($g_{33}$) from $793{\times}10^{-3}V{\cdot}m/N$ to $910.5{\times}10^{-3}V{\cdot}m/N$. On the basis of these experimental results, we concluded that the P(VDF-TrFE) copolymer thin film prepared at $300^{\circ}C$ showed the optimum piezoelectric properties. At the deposition temperature of $320^{\circ}C$, its piezoelectric coefficient(d33) decreased 25.3 pC/N and piezoelectric voltage coefficient($g_{33}$) $680{\times}10^{-3}V{\cdot}m/N$.

• Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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• 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.807-809
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• 2009

Thin film deposition methods have been widely used and intensively investigated because high quality crystalline films enable to fabricate by sputtering. Especially rf magnetron sputtering deposition has advantages of being employ a relatively high deposition rate and also to achieve high crystalline films in low pressure because plasma density around target by magnetic is high. To apply ZnO thin film for SAW filter, it has highly flat surface, excellent c-axis preferred orientation and high resistivity value. As-deposited ZnO films showed the strong c-axis growth and excellent crystallinity. C-axis preferred orientation, resistivity and surface roughness highly depended on oxygen/argon gas ratio.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.34-34
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• 2000

ZnO 박막은 대칭 육방정계(hexagonal) wurtzite-type crystal로써 결정구조에서의 이방성, 비화학양론 결합구조와 다양한 전기적, 광학적 그리고 타성파적 성질 때문에 현재 여러 응용분양에서 각광을 받고 있는 재료 중의 하나이다. 이러한 특성을 갖는 ZnO 박막은 결정학적으로 기판에 수직인 c-축 우선방위현상(preferred orientation)을 나타내며 압전 특성을 이용하여 응용을 할 경우 이 c-축 우선방위현상에 따라 압전 특성에 큰 차이가 있으며 ZnO 박막의 형성 조건에 의해 c-축 우성배향성은 큰 차이가 있다. 특히 스퍼터법을 이용하여 ZnO 박막을 형성하는 경우에는 투입전력, 기판온도, 분위기 가스압력, 타겟간 거리등의 증착조건에 의해 결정학적 및 전기적 특성이 크게 영향을 받게 된다. 따라서 결정학적으로 양호하며 고품위의 특성을 갖는 ZnO 박막을 제작하기 위해서는 최적의 증착조건을 확립하여 ZnO 박막을 제작할 필요가 있다. 본 연구에서 사용된 대향 타겟식 스퍼터장치는 두 개의 타겟이 서로 마주보게 배치되어 있고 양 타겟에 수직으로 분포하고 있는 자계가 ${\gamma}$-전자를 구속하게 되어 고밀도의 플라즈마를 형성할 수가 있다. 따라서 10-4Torr에서도 안정한 방전을 유지할 수가 있으며 기판의 위치가 플라즈마로부터 이격되어 (plasma-free)있는 위치에 있기 때문에 플라즈마내의 높은 에너지를 갖는 입자들의 기판충돌을 최대한 억제하여 고품위의ZnO 박막을 제작할 수가 있다. 이러한 특징을 갖는 대향타겟식스퍼터장치를 이용하여 본 연구에서는 비정질 slide glass를 기판으로 하여 ZnO 박막을 증착하였으며 XRD(X-ray Diffractometer)를 이용하여 증착된 ZnO 박막의 결정학적 특성을 측정하였다. ZnO 박막은 산소 가스압력과 기판온도, 인가 전류를 변화시켜가며 증착하였으며 이에 따른 박막의 결정성 변화를 알아보았다. 기판온도를 실온에서 점차 증가시켜나가면 $\Delta$$\theta$50은 급격히 감소하며 30$0^{\circ}C$에서는 결정성이 우수한 막을 얻을 수 있었다. 또한 산소 가스 압력이 0.5~1mTorr에서 $\Delta$$\theta$50은 양호한 값을 나타내었지만 그 이상에서는 c-축 배향성이 나빠짐을 확인하였다. 따라서 대향타겟식스퍼터 장치를 이용하여 ZnO 박막을 증착시 가스압력 0.5~1mTorr, 기판온도 20$0^{\circ}C$이상의 막 제작조건에서 결정성이 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 1998년도 제16회 학술발표회 논문개요집
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• pp.55-56
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• 1998

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• 제37권12호
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• pp.1198-1203
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• 2000

AlN와 Si을 이용하여 체적 탄성파 over-moded 공진기를 형성하였다. 높은 c-축 배향성을 갖는 AlN 압전박막은 sputtering에 의해 저온에서 증착하였다. AlN 박막의 c-축 배향성은 기판과 타겥의 거리가 가까울수록, 증착 압력이 낮을수록 (002) 면으로의 성장이 촉진되었다. Si 기판을 이용한 over-moded 공진기로부터 TFR의 임피던스를 산출한 결과 공진영역의 면적에 가장 의존하였다. Al/AlN/Al로 이루어진 TFR의 입력 임피던스는 공진 영역이 크기가 200㎛×200㎛인 경우 가장 50Ω에 근접하였다. Over-moded 공진 특성은 Si 기판의 낮은 Q로 인해 mode 수 294인 2.60976 GHz에서 0.109%의 유효 전기기계결합계수(K/sub eff/²)와 0.3의 K/sub eff/²·Q값을 보였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• 제40권6호
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• pp.547-552
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• 2003

ZnO thin films on glass substrate were deposited by RF magnetron reactive sputtering at 100 W, 1.33 Pa, Ar/O2=50 : 50, 200$^{\circ}C$, and a target/substrate distance of 4 cm. Crystallinities, surface morphologies, chemical compositions, and electrical properties of the films were investigated by XRD, SEM, AFM, RBS, and electrometer. All films showed a strong preferred c-axis orientation and the chemical stoichiometry. The propagation velocity of ZnO/IDT/glass of single electrode and double electrode types SAW filter was about 2,589 m/sec, 2,533 m/sec and insertion loss was a minimum value of about -11 dB and -21 dB, respectively.