• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.58.1-58.1
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• 2009

나노 임프린트 리소그래피 기술은 기존의 노광 장비를 이용하는 기존의 리소그래피 공정에 비해 저렴한 공정으로 대면적 패터닝이 가능한 차세대 리소그래피 기술이다. 나노 임프린트 리소그래피는 기존의 나노 리소그래피 기술과는 다르게 기능성 무기물 물질을 직접 패터닝 할 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 나노 패턴을 를 기존의 증착, 리소그래피, 식각 등의 공정을 거치지 않고, sol-gel법과 나노 임프린트 리소그래피를 이용하여 직접 전사하는 기술에 대해 연구 하였다. 본 연구에서는 Tetrabutylorthotitanate를 precusor로 하는 ethanol 기반의 $TiO_2$ sol을 제작하여 이용하였다. PDMS mold를 임프린팅용 몰드로 사용하였으며, 이러한 PDMS mold는 노광 기술과 반응성 이온 식각을 이용하여 제작된 master mold로 부터 복제되었다. 제작된 sol을 Si wafer에 spin coating하여 넓게 도포한 후, wafer위에 PDMS mold를 밀착 시킨다. 이후, 5 bar의 압력과 $200^{\circ}C$의 온도에서 나노 임프린트 리소그래피 공정을 진행하여 $TiO_2$ gel 패턴을 형성한다. gel 상태의 $TiO_2$ 패턴을 anealing 공정을 통해 다결정질 TiO2 나노 패턴으로 제작하였다. 제작된 패턴을 scanning electron microscope(SEM)를 이용하여 확인하고, XRD 및 EDX를 이용하여 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.328.2-328.2
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• 2016

유기물을 사용한 차세대 전자 소자는 간단한 공정과 3차원의 고집적, 그리고 플렉서블한 특성을 가지고 있다. 이러한 유기물을 사용한 차세대 전자 소자를 설계하기 위해서는 유기물 내에서의 전하 전송을 이해하는 것이 중요한데, 특히 유기물의 전자이동도에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 시뮬레이션을 위하여 소자의 길이를 30-300 사이트로 설계하였고, 사이트간 거리를 $3{\AA}$으로 설정하였다. 유기물 내의 트랩을 가우시안 분포로 분포시켰고, 트랩이 퍼져있는 정도와 총량을 조절하였다. 그리고 몬테카를로 시뮬레이션 방법으로 계산하여 유기물 내에서 트랩이 전자이동도에 미치는 영향을 분석하였다. Miller and Abrahams 식을 이용하여 천이확률을 계산하였는데, 트랩분포가 일정할 경우 전계가 증가함에 따라 전자의 이동도가 증가하였다. 이때 전계의 증가에 따라 유기물 내 트랩 간 천이 확률이 증가하였는데, 이 때문에 전자의 이동도가 증가함을 알 수 있었다. 그러나 전계가 일정 값 이상으로 중가 할 때는 전자의 이동 속도 또한 거의 변하지 않아 전자의 이동도는 오히려 줄어들었다. 트랩의 분산도를 증가시켰을 경우 낮은 전계 영역에서는 전자 이동도가 작고, 트랩의 분산도가 30 mev로 작을 경우에는 일정온도이상에서는 전자 이동도가 일정하게 유지되었다. 그리고 분산도와 무관하게 전계가 증가하였을 때 전자 이동도의 변화는 거의 없었다. 이와 같은 시뮬레이션을 통하여 유기물 내에서 트랩과 온도가 전자 이동도에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 전하전송을 이해하면 유기물질을 이용한 소자 설계 시 소자 특성 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.292-292
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• 2009

OLED(Organic Light Emitting Device)는 LCD(Liquid Crystal Display)의 뒤를 잇는 차세대 디스플레이의 선두주자로서 자체발광형이기 때문에 백라이트 등의 보조광원이 불필요하며, 구동전압이 낮고 넓은 시야각과 빠른 응답속도 등의 특징을 가지고 있다. 또한 플렉서블 기판을 사용할 수 있어 차세대 디스플레이인 플렉서블 디스플레이에 적합하다. 플렉서블한 디스플레이를 만들기 위해서 플라스틱 기판에 OLED 물질을 사용하여 기존에 무겁고, 깨지기 쉬우며, 변형이 불가능한 유리로 만든 소자 보다 더 가볍고 깨지지 않고 변형이 가능한 플렉서블 디스플레이를 제작 할 수 있다. 그러나 플라스틱 기판은 매우 큰 투습율을 가지고 있어 OLED소자에 적용시키면 공기 중의 수분이나 산소와 접촉이 많아져 쉽게 산화되어 소자의 효율 및 수명이 짧아진다. 또한 OLED에 사용되는 유기물도 산소나 수분에 의해 특성이 급격히 저하되기 때문에 산소 및 수분의 차단은 필수적이다. 이러한 단점을 최소화하기 위해서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)로 만든 SiON(Silicon Oxynitride) 박막을 차단막(Passivation layer)으로 사용하였다. PECVD를 이용하여 SiON 박막을 증착시킬 때 RF Power, 공정압력, Distance의 변화에 따른 박막의 결정화도, 수분투습도, 광투과도 등의 특성을 FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy), Ellipsometer, UV-visible Spectrophotometer, MOCON를 이용하여 SiON 박막의 특성을 고찰하였다.

• 한국진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.403-410
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• 2001

본 연구에서는 차세대 Cu 박막 증착 방법으로 유망한 CVD(chemical vapor deposition)방법으로 실질적 배선 증착 공정과 동일하게 시행하여 여러 조건에서 Cu를 증착하여 가장 EM에 관하여 높은 내구성을 가지는 조건을 알아보고 또한 박막의 미세구조가 EM에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았으며 MOCVD 방식으로 증착한 Cu박막의 표면과 barrier layer인 TiN과의 응력(stress)을 조사하여 차세대 EM모델인 grain boundary grooving 모델에 실질적으로 적용하였다. 또한, 이러한 실험을 행 한 후에 정확한 EM 현상을 관찰하고 분석하여 반도체 소자의 신뢰성과 성능개선, 결함 예측, 그리고 소자의 배선설계에 중요한 정보를 제공할 것이다. 또한, 보다 우수한 EM 특성을 가질 수 있게 하기 위해 barrier layer위에 Cu와의 접착력(adhesion)을 향상시킬 수 있는 promoter로 Al을 이용하여 얇게 증착한 후 EM축적 파괴 실험을 하여 EM에 대한 높은 저항성을 실질적으로 가질 수 있는지에 대한 실험도 병행하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.300.1-300.1
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• 2014

유기물 박막에 나노입자가 분포되어 있는 나노복합체를 이용한 전자 소자는 낮은 소비 전력, 낮은 공정 가격, 그리고 높은 기계적 휘어짐이 가능하기에 차세대 전자 소자로 많은 연구가 진행되고 있다. 친환경 소자를 지향하는 현대 기술에서 환경 친화적 코어-쉘 구조의 나노입자를 이용한 나노복합체는 차세대 전자 소자 중 비휘발성 메모리 소자 연구에서 뛰어난 소자 성능을 보여주고 있어 큰 관심을 받고 있으나 코어-쉘 나노입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자의 쉘의 유무에 따른 전도도 특성 및 전하수송 메커니즘 연구는 아직 미미한 실정이다. 본 연구에서는, indium-tin-oxide가 코팅된 polyethylene terephthalate 기판 위에 CuInS2 (CIS)-ZnS 친환경 코어-쉘 나노입자가 poly (methylmethacrylate) (PMMA) 안에 분산된 박막을 이용한 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 ZnS 쉘이 전기적 전도도에 미치는 영향을 관찰 하였다. CIS-ZnS 코어-쉘 나노입자에서 ZnS 쉘이 없어도 메모리 소자의 전류-전압 특성에서는 높은 전도도 (ON)와 낮은 전도도 (OFF) 상태가 존재하는 전류 쌍안정성 동작을 보이지만, ZnS 쉘의 유무에 따라 ON/OFF 비율 차이를 보여 전도도 특성이 다름을 관측 하였다. 반복된 전계적 스트레스에 의한 전도도 상태 유지 능력 측정을 수행하여 ZnS 쉘의 유무에 따른 소자의 전도도 안정성 능력을 관측하였다. 측정된 전기적 특성을 기반으로 PMMA 박막 안에 분산된 CIS-ZnS 코어-쉘 나노입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자에서 ZnS 쉘의 따른 전도도 특성 및 전하수송 메커니즘 특성을 설명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.290-290
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• 2010

무기물을 포함한 유기물 나노 복합체는 저전력으로 동작하는 차세대 전자 소자와 광전 소자의 응용에 대단히 유용한 소재이다. 간단하고 저렴한 제조 공정과 물질 특성의 장점을 이용한 유기물/무기물 나노 복합재료를 사용한 비휘발성 메모리 소자의 제작과 전기적 특성은 연구되었으나 실험치와 이론치의 비교에 대한 연구는 소자의 효율과 신뢰성을 증진하기 위하여 대단히 필요하다. 다양한 종류의 비휘발성 메모리 중에서 무기물을 포함한 유기물 나노복합체를 사용하여 만들어진 유기 쌍안정성 소자는 간단하게 고집적화가 가능하며 광소자와 결합할 수 있기 때문에 차세대 비휘발성 메모리 소자로서 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 ZnO 나노입자를 포함한 PMMA 박막 구조를 기억층으로 사용하여 메모리 특성을 향상시킨 유기 쌍안정성 소자를 제작하고 그에 대한 전기적 특성을 측정과 전하 전송 메커니즘을 규명하여 이론적으로 고찰하였다. 유기 쌍안정성 소자 제작을 위해 Indium-tin-oxide가 증착된 유리 기판위에 ZnO 나노입자와 PMMA를 용매에 혼합하여 스핀코팅 방법으로 ZnO 나노 입자가 분산되어 있는 PMMA 나노 복합체를 형성하였다. 나노 복합체 박막위에 Al 전극을 열증착으로 형성하여 유기 쌍안정성 소자를 제작하여 전류-전압 측정을 하였다. 제작한 유기 쌍안정성 소자의 전하 전송 메커니즘 규명을 위해 space charge limited current 메커니즘을 이용하여 소자에 대한 시뮬레이션을 수행하였고 이를 제작한 소자에서 측정한 전류-전압 특성과 비교하였다. 이 결과는 유기 쌍안정성 소자를 제작할 때 소자의 성능 최적화에 이론적인 기초지식을 제공할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.316-316
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• 2011

유기발광소자는 빠른 응답속도, 고휘도 및 면발광의 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이와 조명시장에서 주목을 받고 있다. 그 중 백색유기발광소자는 차세대 조명과 디스플레이의 백라이트로서 많은 연구가 진행되고 있으며, 다른 디스플레이에 비해서 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 백색유기발광소자의 경우 복잡한 구조에 의한 공정비용의 증가, 낮은 효율 및 색안정성과 같은 문제점이 있다. 본 연구에서는 청색 인광 물질을 사용하여 고효율의 청색 유기발광소자를 제작하였으며, 졸-겔 방법으로 제작된 Mn 도핑된 $Zn_2SiO_4$ 녹색 무기물 형광체와 Mn 도핑된 $CaAl_{12}O_{19}$ 적색 무기물 형광체를 제작된 청색 유기발광소자에 도포하여 백색 발광소자를 제작하였다. Mn 도핑된 $Zn_2SiO_4$와 Mn 도핑된 $CaAl_{12}O_{19}$ 무기물 형광체층은 청색 유기발광소자에서 발생하는 빛을 흡수하여 적색과 녹색의 빛으로 변환하기 때문에 백색 구현에 필요한 청색, 녹색, 적색의 빛을 모두 얻을 수 있다. 녹색과 적색의 무기물 형광체의 두께와 결정크기에 따른 광학적 특성 변화를 조사하여 최적의 백색 발광소자를 제작하였다. 주사전자현미경을 통해 무기물 형광체의 결정크기를 조사하였으며, 전압-휘도 특성으로 광학적 특성을 조사한 결과 제작한 백색 발광소자의 색좌표가 순백색에 가까운 값을 나타내었다. 색변환층으로 사용한 무기물 형광체의 구조적 및 광학적 성질에 대한 결과를 바탕으로 백색 유기발광소자의 발광메커니즘을 설명하였다.

• 공업화학전망
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• 제20권2호
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• pp.13-24
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• 2017

태양전지는 온실 가스 감축에 효과가 큰 기후 변화 대응 기술이다. 현재 상업화에 성공한 실리콘 태양전지의 뒤를 이어 박막 태양전지, 페로브스카이트 태양전지 등 차세대 태양전지가 가격과 효율 등을 극복하기 위하여 매우 많이 연구되고 있다. CZT(S,Se) 박막 태양전지는 차세대 태양전지의 유력 후보군인 CIGS, CdTe, 페로브스카이트 태양전지 등에 비해 범용 무독성 원소를 광흡수층으로 사용한다는 장점을 가지고 있지만 아직까지는 이들보다 효율이 낮아 상용화하기에는 많은 문제를 가지고 있다. CZT(S,Se) 박막태양전지의 기본적인 물성, 공정 등을 알아보고 고효율을 달성하는 방법에 대하여 알아보고자 한다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.306-315
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• 2004

MSM의 결점인 접근 지역의 제한을 극복하기 위해 차세대관리 공정장치 유지보수용 천장이동 서보 매니퓰레이터(Bridge Transported Servo Manipulator, BTSM) 시제품을 개발하였다. 시제품은 부분적으로 와이어 구동방식을 채택한 단일 팔 형태의 힘반영 마스터-슬레이브 서보 매니퓰레이터로 중량 및 규모에 비해 취급하중이 기존 마스터-슬레이브 서보 매니퓰레이터 보다 크다. 와이어 구동 메카니즘은 한 축이 움직일 때 다른 축도 영향을 받을 수 있다. 본 논문에서는 이의 현상을 극복하기 위해 와이어 길이 변화에 대한 관계식을 유도하였으며, 실험을 통해서 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.258-258
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• 2016

최근 디스플레이 산업의 발전에 따라 고성능 디스플레이가 요구되며, 디스플레이의 백플레인 (backplane) TFT (thin film transistor) 구동속도를 증가시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 트랜지스터의 구동속도를 증가시키기 위해 높은 이동도는 중요한 요소 중 하나이다. 그러나, 기존 백플레인 TFT에 주로 사용된 amorphous silicon (a-Si)은 대면적화가 용이하며 가격이 저렴하지만, 이동도가 낮다는 (< $1cm2/V{\cdot}s$) 단점이 있다. 따라서 전기적 특성이 우수한 산화물 반도체가 기존의 a-Si의 대체 물질로써 각광받고 있다. 산화물 반도체는 비정질 상태임에도 불구하고 a-Si에 비해 이동도 (> $10cm2/V{\cdot}s$)가 높고, 가시광 영역에서 투명하며 저온에서 공정이 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 차세대 디스플레이 백플레인에서는 더 높은 이동도 (> $30cm2/V{\cdot}s$)를 가지는 TFT가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 차세대 디스플레이에서 요구되는 높은 이동도를 갖는 TFT를 제작하기 위하여, amorphous In-Ga-Zn-O (a-IGZO) 채널하부에 화학적으로 안정하고 전도성이 뛰어난 SnO2 채널을 얇게 형성하여 TFT를 제작하였다. 표준 RCA 세정을 통하여 p-type Si 기판을 세정한 후, 열산화 공정을 거쳐서 두께 100 nm의 SiO2 게이트 절연막을 형성하였다. 본 연구에서 제안된 적층된 채널을 형성하기 위하여 5 nm 두계의 SnO2 층을 RF 스퍼터를 이용하여 증착하였으며, 순차적으로 a-IGZO 층을 65 nm의 두께로 증착하였다. 그 후, 소스/드레인 영역은 e-beam evaporator를 이용하여 Ti와 Al을 각각 5 nm와 120 nm의 두께로 증착하였다. 후속 열처리는 퍼니스로 N2 분위기에서 $600^{\circ}C$의 온도로 30 분 동안 실시하였다. 제작된 소자에 대하여 TFT의 전달 및 출력 특성을 비교한 결과, SnO2 층을 형성한 TFT에서 더 뛰어난 전달 및 출력 특성을 나타내었으며 이동도는 $8.7cm2/V{\cdot}s$에서 $70cm2/V{\cdot}s$로 크게 향상되는 것을 확인하였다. 결과적으로, 채널층 하부에 SnO2 층을 형성하는 방법은 추후 높은 이동도를 요구하는 디스플레이 백플레인 TFT 제작에 적용이 가능할 것으로 기대된다.