• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.178-178
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• 2008

초소형 박막의 열전 발전모듈은 작은 부피와 한번 설치시 교체없이 지속적인 전원공급으로 소형의 센서 노드에 전원으로 각광 받고 있다. 이에 본 논문에서는 In Plane방식의 PIN Junction의 박막형 열전소자를 제작하여 보았다. 열전 박막인 P-type의 $BiSbTe_3$와 N-type의 $Bi_2Te_3$은 (001)GaAs 기판에 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapour Deposition)방식으로 성장하였으며 전극으로는 E-Beam Evaporator를 이용하여 금(Au), 알루미늄(Al)을 사용하였다. 열전박막의 두께는 MOCVD의 성장시간과 온도 MO-x 가스의 압력으로 조절하여 주었다. 제작결과 1Pairs 당 약 $63{\mu}V$/K을 나타내었다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.25 no.3
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• pp.388-394
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• 2008

본 논문에서는 용액 공정을 이용한 고분자 절연층을 갖는 top-gate 구조의 펜타센 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)의 특성을 연구하였다. Top-gate 구조의 펜타센 TFT 제작에 앞서 유기 반도체인 펜타센의 결정성 성장을 돕기 위해서 가교된 PVP (cross-linked poly(4-vinylphenol))를 유리 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후, 노광 공정을 통해 니켈/은 구조를 갖는 채널 길이 $10{\mu}m$의 소오스, 드레인 전극을 형성하였다. 그리고 열 증착을 이용하여 60 nm 두께의 펜타센 층을 성막하였고, 고분자 절연체로서 PVA(polyvinyl alchol) 또는 가교된 PVA를 용액공정인 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후 열 증착으로 알루미늄 게이트 전극을 성막하였다. 이로써 제작된 소자들의 전기적 특성을 확인한 결과 가교된 PVA를 사용한 펜타센 TFT 보다 PVA를 게이트 절연체로 사용한 소자가 전기적 특성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이는 PVA의 가교 공정에 의한 펜타센 박막의 성능 퇴화에 기인한 것으로 사료된다. 실험 결과 $0.9{\mu}m$ 두께의 PVA 게이트 절연막을 사용한 top-gate 구조의 펜타센 TFT의 전계 효과 이동도와 문턱전압, 그리고 전류 점멸비는 각각, 약 $3.9{\times}10^{-3}\;cm^2/Vs$, -11.5 V, $3{\times}10^5$으로써 본 연구에서 제안된 소자가 용액 공정형 top-gate 유기 TFT 소자로서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.339.2-339.2
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• 2016

본 연구에서는 Ti/Al/Ti 금속 배선의 Electro-Migration(EM) 현상을 분석했다. Van der Pauw, Greek Cross bridge, Straight line linear line bridge를 결합한 패턴을 제작하여, 온도 변화에 따른 EM의 발생 시간(Failure Time)을 측정했다. 측정 조건은 W/L=3.5/300 um 소자에 전류 밀도(current density)를 $J=10^4A/cm^2$로 고정하고, 온도를 300 K, 350 K, 400 K로 가변 시켰다. 측정된 Cumulative Failure의 50 % 되는 지점(Median Time To Failure; MTTF)은 각각 22.3시간, 18.46시간, 15.4시간으로 온도가 300 K에서 400 K로 증가함에 따라 MTTF가 6.9시간 감소했다. 이 결과를 통해 Black방정식에서 온도 변수가 $t_{50}$에 영향을 주는 것을 확인했다. 온도가 증가함에 따라 더 많은 전자들이 원자에 충돌하면서 운동량을 전달하고, 더 많은 원자들이 이주되면서 EM 발생 시간이 감소했다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.22 no.1
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• pp.7-14
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• 2015

Recently, advances in nano-material researches have opened the door for various transparent conductive materials, which include carbon nanotube, graphene, Ag and Cu nanowire, and printable metal grids. Among them, Ag nanowires are particularly interesting to synthesize because bulk Ag exhibits the highest electrical conductivity among all metals. Here we reviewed recently-published research works introducing various devices from organic light emitting diode to tactile sensing devices, all of which are employing AgNW for a conducting material. They proposed methods to enhance the stretchability and reversibility of the transparent electrodes, and apply them to make various flexible and stretchable electronics. It is expected that Ag nanowires are applicable to a wide range of high-performance, low-cost, stretchable electronic devices.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.106-107
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• 2011

Organic Light Emitting Diode(OLED), Optical Photovotaic Device(OPV)와 같은 유기소자에서 전극으로 적용되어지고 있는 Indium Tin Oxide (ITO) 박막의 유연성을 향상시키기 위하여 중간층으로 투명도(~80%)와 전도도(~1000 S/cm)가 우수한 PEDOT:PSS(PH1000)을 적용하였다. PEDOT:PSS(PH1000)의 적용으로 인하여 ITO 박막의 유연성이 현저히 개선됨과 동시에 PEDOT:PSS(PH1000)의 우수한 전도도로 인하여 보다 얇은 ITO의 두께에서도 우수한 면 저항(25 ${\Omega}/{\square}$ ~ 220 ${\Omega}/{\square}$) 및 비저항(3.75E-4 ${\Omega}{\cdot}cm$ ~ 4.40E-4 ${\Omega}{\cdot}cm$)의 값을 측정하였다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.20 no.2
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• pp.73-76
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• 2021

This thesis described the optical and electrical properties of the alternating current powder electroluminescent device based on Ag nanowire as a transparent electrode. The Ag nanowire electrode showed the morphology of 20 nm in diameter and 15 ㎛ in length. The transparent electroluminescent devices that were fabricated using the nanomilled ZnS : Cu, Mn phosphor by bar-coating process showed the transmittance of 67%. In order to improve the luminous efficiency, it is necessary to apply the transparent dielectric layer and increase the amount of the nanophosphor while maintaining the transmittance.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.48 no.3
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• pp.292-299
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• 2010

Graphene is a two-dimensional nanosheet consisting of honeycomb lattices of $sp^2$ carbon atoms. It is one of promising active materials for the anode of lithium-ion battery and the electrode of supercapacitor, due to its large specific surface area(theoretically $2600m^2\;g^{-1}$), high electric conductivity(typically $8{\times}10^5S\;cm^{-1}$), and mechanical strength. In this review, the synthetic methods of graphene nanosheet and graphene-based nanocomposite are introduced. Also, the electrochemical properties obtainable when the graphene-based materials are adopted to the electrodes of lithium-ion battery and supercapacitor are discussed along with their nanostructures.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.205-205
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• 2010

투명 전극(transparent conducting oxide, TCO)은 높은 전기전도도 및 낮은 비저항 ($10^{-4}{\sim}10^{-3}\;{\Omega}cm$)과 가시광영역에서의 우수한 광투과도(> 80%) 특성을 가지며, 주로 디스플레이, 태양전지, 가스 센서 소자 등에 쓰인다. 투명전극으로 쓰이는 대표적인 물질로서는 ITO, ZnO, $SnO_2$ 등이 있으며, ITO는 전기적 특성이 우수하여 널리 사용되고 있으나 가격이 비싸고 화학적으로 불안정하고, ZnO는 ITO에 비해 가격이 저렴하지만 고온에서 불안정한 특성을 가지고 있다. 반면, $SnO_2$는 ITO와 ZnO에 비해 전기적 특성은 떨어지지만, 우수한 열적, 화학적 안정성 및 높은 내마모성을 가지고 제조단가가 저렴하여 TCO 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. TCO 박막을 증착시키는 방법으로 CVD, ion plating, sputtering, spray pyrolysis 등이 있으며, 이 중 sputtering 방법은 균일한 입자로 균질의 박막을 입힐 수 있고 우수한 재현성과 낮은 온도에서도 증착이 가능하여 박막 제조 방법으로 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 $SnO_2$ 박막을 실리콘 (100) 및 글라스 (Eagle 2000) 기판 위에 RF magnetron sputtering 방법을 사용하여 제작하였다. 박막 증착을 위해 99.99%의 2 인치 un-doped $SnO_2$ 타겟을 사용하였고, 기판은 20 rpm 으로 회전시켜 균일한 박막이 형성될 수 있도록 하였으며, 초기 진공도는 $1{\times}10^{-6}\;Torr$가 되도록 하였다. 증착 변수로 기판-타겟간 거리, RF 파워, $O_2/(Ar+O_2)$ 비, 공정압력, 기판 온도 등을 각각 변화 시키며 $SnO_2$ 박막을 증착하였다. 증착된 박막의 구조적 및 광학적 특성을 분석하기위해 FE-SEM, AFM, XRD, UV/VIS spectrophotometer, Photoluminescence 등을 사용하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.6.1-6.1
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• 2010

원자층 증착 기술 (Atomic Layer Deposition)은 기판 표면에서 한 원자층의 화학적 흡착 및 탈착을 이용한 nano-scale 박막 증착 기술이기 때문에, 표면 반응제어가 우수하며 박막의 물리적 성질의 재현성이 우수하고, 대면적에서도 균일한 두께의 박막 형성이 가능하며 우수한 계단 도포성을 확보 할 수 있다. 최근 ALD에 의한 박막증착 방법 중 플라즈마를 이용한 ALD 증착 방법에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 플라즈마는 반응성이 좋은 이온과 라디컬을 생성하여 소스간 반응성을 좋게 하여, 소스 선택의 폭을 넓어지게 하고, 박막의 성질을 좋게 하며, 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 그러나 플라즈마를 사용함으로써 플라즈마 내에 이온들이 가속되서 박막 증착 중에 기판 및 박막에 손상을 입혀 박막 특성을 열화 시킬 가능성이 있다. 따라서 플라즈마 발생 영역을 기판으로부터 멀리 떨어뜨린 원거리 플라즈마 원자층 공정이 개발 되었다. 이 기술은 플라즈마에서 생성된 ion이 기판이나 박막에 닫기 전에 전자와 재결합 되거나 공정 chamber에서 소멸하여 그 영향을 최소하고 반응성이 좋은 라디칼과의 반응만을 유도하여 향상된 막질을 얻을 수 있도록 하였다. 따라서 이 원거리 플라즈마 원자층 증착기술은 나노 테크놀러지 소자 개발하기 위한 나노 박막 기술에 있어서 그 활용이 점점 확대될 것이다. 그 적용으로써 리모트 플라즈마 원자층 증착 방법을 이용한 고유전 물질 개발이 있다. 반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 집적회로의 크기를 혁신적으로 축소하여 스위칭 속도(switching speed)를 증가시키고, 전력손실 (power dissipation)을 줄이려는 시도가 이루어지고 있다. 그 중 하나로 고유전율 절연막은 트렌지스터 소자의 스케일링 과정에 수반하여 커지는 게이트 누설 전류를 억제하기 위한 목적으로 도입되었다. 유전율이 크면 동일한 capacitance를 내는데 필요한 물리적인 두께를 늘릴 수 있어 전자의 tunneling을 억제할 수 있고 전력손실을 줄일 수 있기 때문이다. 이와 같은 고유전율 물질이 게이트 산화막으로 사용되기 위해서 높은 유전상수 열역학적 안정성, 낮은 계면 전하밀도, 낮은 EOT, 전극 물질과의 양립성 등의 특성이 요구되는데, 이에 따라 많은 유전물질에 대한 연구가 진행되었다. 기존 gata oxide를 대체하기 위한 가장 유력한 후보 재료로 주목 받고 있는 high-k 물질들로는 Al2O3, HfO2, ZrO2, La2O3 등이 있다. 본 발표에서는 ALD의 종류에 따른 기술을 소개하고 그 응용으로 고유전율 물질 개발 연구 (고유전율 산화물 박막의 증착, 고유전율 산화물의 열적 안정성 평가, Flatband 매카니즘 규명, 전기적 물리적 특성 분석)에 대해서 발표 하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.439-439
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• 2012

ZnO 나노로드는 큰 밴드갭 에너지(~3.37 eV)와 60 meV의 높은 엑시톤 결합 에너지(exciton binding energy)를 갖고 있으며, 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 1차원 나노구조의 금속산화물로서 태양전지 및 광전소자 널리 응용되고 있다. 이러한 ZnO 나노로드를 성장하는 방법 중에 전기화학증착법(electrochemical deposition method)은 전도성 물질위에 증착된 시드층(seed layer)을 성장용액에 담그어 전압을 인가하여 만들기 때문에 기존의 수열합성법(hydrothermal method), 졸-겔 법(sol-gel method)보다 비교적 간단한 공정과정으로 저온에서 빠르게 물질을 성장시킬 수 있는 장점이 있다. 한편, 디스플레이 산업에서 ITO (indium tin oxide)는 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide)로써 가시광 파장영역에서 높은 투과율과 전도성을 가지며, 액정디스플레이, LED (Light emitting diode), 태양전지 등의 다양한 소자에 투명전극 재료로 쓰이고 있다. 또한 최근 ITO를 유연한 PET (polyethylene terephthalate) 기판 위에 증착은 얇고, 가볍고, 휘어지기 쉬워 휴대하기 편하기 때문에 차세대 광전자소자 응용에 가능성이 크다. 본 연구에서는 ZnO 나노로드를 ITO/PET 기판위에 전기화학증착법으로 성장하여, 구조적 및 광학적 특성을 분석하였다. 시드층을 형성하기 위해 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 ~20 nm 두께의 ZnO 박막을 증착시킨 후, zinc nitrate와 hexamethylenetetramine이 포함된 수용액에 시료를 담그어 전압을 인가하였다. 용액의 농도와 인가전압을 조절하여 여러 가지 성장조건에 대한 ZnO 나노로드의 구조적, 광학적 특성을 비교하였다. 성장된 시료의 형태와 결정성을 조사하기 위해, field-emission scanning electron microscope (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD)을 사용하였으며, UV-vis-NIS spectrophotometer, photoluminescence (PL) 측정장비를 사용하여 광학적 특성을 분석하였다.