• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.95-96
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• 2014

본 논문에서는 수열합성법으로 성장된 ZnO 기반의 나노구조를 응용함으로써, 압전기반의 새로운 나노제너레이터 구조 및 성능향상에 관한 연구를 제시하고자한다. ZnO 나노구조는 원자층증착법을 적용하여 균일한 ZnO 나노박막 seed층을 성장하고, 이러한 seed층 위에 수열합성법을 통해 $90^{\circ}C$ 저온에서 ZnO 나노구조를 성장함으로써 이루어진다. 성능향상을 위해 다양한 종류 및 구조의 기판 적용을 통해 압전소자를 제작하였으며, 주기적인 스트레인의 적용을 통해 출력특성을 측정하였다. 또한 유연성 나노제너레이터의 제작을 위해 Graphene기반의 전극구조를 적용하였으며, 이를 통해 유연성 나노제너레이터 소자로부터 나노압전특성을 제어할 수 있었다. 특히 나노압전소자의 성능향상을 위해 기판의 표면미세구조를 조절하여 표면적을 넓혀줌으로써 압전소자의 출력전압특성을 향상하였으며, 이러한 메커니즘을 구조적, 성분 분석 및 광학적 특성분석을 통해 규명하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.10 no.12
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• pp.2251-2257
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• 2006

We fabricated ZnO thin film successfully by using RF magnetron sputtering and investigated its potential for being utilized as the key material of piezoelectric device with the characterization of ZnO thin film such as such as crystallinity, surface morphology, c-axis orientation, film density. In thin study, $Ar/O_2$ gas ratio is fixed 70/30, RF power 125W, working pressure 8mTorr, distance between substrate and target 70mm, but the substrate temperature is varied from room temperature to $400^{\circ}C$. The relative intensity ($I_{(002)}/I_{(100)}$) or (002) peak in ZnO thin film deposited at $300^{\circ}$ was exhibited as 94%, then its FWHM was $0.571^{\circ}C$. Also, from the surface morphology evaluated by SEM and AFM, the film deposited at $300^{\circ}C$ showed uniform particle shape and excellent surface roughness of 4.08 m. The tendency of ZnO thin film density was exhibited to be denser with increasing substrate temperature but slightly decreased at near $400^{\circ}C$.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2001.05a
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• pp.220-223
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• 2001

Pb가 10% 과잉되고 Zr : Ti = 52 : 48 조성을 갖는 PZT sol이 Pt(3500Å)/Ti(400Å)/SiO₂(3000Å)Si(525㎛)기판 위에 스핀 코팅법으로 반복 코팅된 후, 450℃에서 10분, 650℃에서 2분간 반복 열처리되었다. 이와 같이 다양한 두께로 적층된 박막은 각 시편에 대해 최종적으로 650℃ 30분 동안 어닐링 처리되었다. 제조된 PZT 박막의 두께는 4100Å에서 1.75㎛사이의 4종이었다. 이어서 스퍼터링법으로 Pt전극이 PZT 막 위에 증착되었다. 제조된 PZT 박막의 결정 구조 조사를 위해 XRD, 그리고 미세 구조 및 전기적 특성을 알아보기 위해 FESEM과 P-E 이력 곡선이 각각 관찰되었다. 4100Å에서 1.75㎛까지 두께 증가에 따른 장비상의 포화 이력 한계로 잔류 분극(Pr)값이 25μC/㎠에서 다소 감소되었다. 측정된 X선 회절 결과에서 최초 4회 코팅시 perovskite 결정 구조로 성장한 결정립은 (111)배향이 우세하었으나, 두께가 증가됨에 따라 (111)/(110)값이 감소되었으며, 이를 통해 두께 증가에 따른 (111)배향성이 다소 감소됨을 알 수 있었다. 이상의 결과로부터 제조된 PZT 박막은 큰 힘과 높은 내전압 특성을 갖는 마이크로 압전 액츄에이터에 적용될 수 있을 것으로 생각되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.196-196
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• 2009

$Pb_1(Zr_x,\;Ti_{1-x})O_3$ (PZT)는 강유전체 기억소자(FRAM)와 초고감도 압전센서 등 다방면의 활용성으로 인해 신뢰성 높은 박막을 제조하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 RF-magnetron Sputtering System을 이용하여 mono-layer PZT박막과 Bi-layer PZT박막을 제조하여 각 sample의 전기적 특성을 비교 하였으며, 그 결과 Bi-layer PZT박막이 더 우수한 전기적 특성을 확인하였다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.6 no.2
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• pp.134-140
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• 1995

SAW properties of SiNx/ZnO bilayer thin film structure were analyzed. ZnO thin films were deposited by rf magnetron sputter using O2 gas as an oxidizer. Structure of ZnO thin films was affected by Ar/O2 ratio. At the gas ratio of Ar/O2=67/33, the standard deviation of X-ray rocking curve of (002) preferred ZnO thin film was 2.17 degree. This value is sufficient to use ZnO thin films as an acoustic element. SAW velocity of glass/SiNx(7000Å)/Al/ZnO(5μm) structure was max. 2.2% faster than that of ZnO/glass.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1997.06a
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• pp.47-52
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• 1997

PVDF 고분자 압전 초츰파 변환기를 이용하여 초음파 비선형 파라케타 B/A 측정 시스템을 제작하였다. 이 측정 시스템은 종래의 비선형 파라메타 B/A측정 시스템에 있어 문제점이었던 장치의 복잡성을 대폭 간랸화할 수있으며 고차 고조파까지도 측정할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장치를 이용하여 여러 가지 물질에 대한 B/A를 측정한 결과 다른 문헌치와 잘 일치하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.04a
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• pp.158-163
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• 2002

최근 전자통신기기의 급속화된 발전과 함께 전자부품에 대한 초소형화, 고성능화가 요구되고 있다. 특히 노트북 컴퓨터나, PDA, LCD 모니터와 같이 박막 액정 표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)가 대표적인 예라 볼 수 있다. 이러한 박막 액정 표시장치는 그 내부에 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluroscent Lamp)가 있어서 백라이트의 역할을 하는데 냉음극 형광램프의 특성상 초기 고압의 구동전압을 인가시킬 수 있는 인버터가 필수적이라 하겠다. 본 논문에서는 18인치(4_CCFL), 20인치(6_CCFL) TFT-LCD 모니터용, 멀티램프 구동 인버터를 설계 제작하여 90%에 가까운 효율을 얻었다. 코일손실 및 전자유도의 장애가 없고 불연성의 장점을 가지고, 소형화가 가능한 적층형 압전 변압기를 제작하고 이 제작된 적층형 압전 변압기의 전기적 특성분석을 통한 방전램프 구동용 인버터의 승압용 변압기로써 적용이 가능함을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.12
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• pp.1263-1269
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• 1999

An FBAR(Solidly Mounted Resonator) was fabricated using reflector layers which prohibit the penetration of bulk acoustic wave into substrate. The SMR consisted of top and bottom electrodes(Al films), a piezoelectric layer (ZnO film), reflector layers(W/$Si_2$ films) and Si substrate. The electrodes were deposited by dc sputtering. The piezoelectric layer and the reflector layers were deposited by rf magnetron sputtering. The control of crystallinity, microstructures and electric properties of each layer was essential for attaining the optimum FBAR characteristics. Under the best deposition conditions for FBAR devices, the ZnO films had highly c-axis preferred orientation(${\sigma}=2.17^{\circ}$), resistivity of $10^4\;{\omega}cm$, and surface roughness of 10.6 ${\AA}$. On the other hand, the surface roughness of W and $Si_2$ films was 16 ${\AA}$ and 33 ${\AA}$, respectively, and the resistivity of Al film was $5.1{\times}10^{-6}\;{\Omega}cm$. The SMR devices were fabricated by the conventional semiconductor processes. In the resonance conditions of the SMR, the series resonance frequency (fs) and the parallel resonance frequency(fp) were 1.244 GHz and 1.251 GHz, respectively and the quality factor(Q) was 1200.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.4
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• pp.18-23
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• 2004

In this paper, material non-linear behavior of PZT wafer(3203HD, CTS) under high electric field and stress is experimentally investigated and the non-linearity of the PZT wafer is numerically simulated. Empirical functions that can represent the non-linear behavior of the PZT wafer have been extracted based on the measured piezo-strain under stress. The functions are implemented in an incremental finite element formulation for material non-linear analysis. New definition of the piezoelectric constant and the incremental strain are incorporated into the finite element formulation for a better reproduction of the non-linear behavior. With the new definition of the in incremental piero-strain the measured non-linear behavior of the PZT wafer has been accurately reproduced even for high electric field. For validation of the measured non-linear characteristics and the proposed approach, a PZT bimorph beam actuator has been numerically and experimentally tested. The predicted actuation displacement, based on the material nonlinear finite element analysis, showed a good agreement with the measured one.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.7 no.2
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• pp.255-262
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• 2003

In this paper, an investigation on the ZnO film deposition using radio-frequency magnetic sputtering techniques on aluminum bottom electrode for film bulk acoustic wave resonator (FBAR) filter applications and the temperature effects on the ZnO film growth is presented. The investigation on how much impact the actual process temperature may have on the crystal growth is more meaningful if it is considered that the piezoelectricity property of ZnO films plays a dominant role in determining the resonance characteristics of FBAR devices and the piezoelectricity is determined by the degree of the c-axis preferred orientation of the deposited ZnO films. In this experiment, it was found that the growth of ZnO crystals has a strong dependence on the deposition temperature ranged from room temperature to $350^{\circ}C$ regardless of the RF powers applied and there exist 3 temperature regions divided by 2 critical temperatures according to the degree of the c-axis preferred orientation. Overall, below $200^{\circ}C$, ZnO deposition results in columnar grains with a highly preferred c-axis orientation. With this ZnO film, a multilayered FBAR structure could be realized successfully.