• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.391-391
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• 2010

초전도 가속공동기의 소재는 순수 Nb로 제작하는 것이 일반적이다. 그러나 극저온 (2-4.5K)에서 열전도도가 낮아서 순간적인 Normal zone이 발생되면 이를 원활이 냉각되지 못하여 Quench로 발생 가능성이 높다. 초전도 가속공동기는 약 3 mm 두께의 Nb 판을 이용하는데, 500 MHz 공동기의 전자기장의 침투깊이가 불과 수 nm에 불과해서 나머지 부분은 사실상 불필요한 부분이다. 따라서 이 경우 매우 비싼 초전도 공동기 소재의 낭비가 매우 심하다. 또 Nb 판으로 공동기를 제작할 경우 매우 비싸고 시간이 많이 소요되는 전자빔용접을 해야 하고 또 제작 후 표면처리가 매우 번거롭고 장시간을 요한다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 구리판으로 성형가공법을 이용하여 공동기를 제작하고, 내부의 RF 표면에 수 ${\mu}m$ 두께의 Nb 코팅을 한 공동기를 개발하여 CERN의 LEP에 설치하여 실용화하였다. 이렇게 하여 소재비용을 포함한 초전도 공동기 제작, 표면처리 비용 절감은 만족할 만한 결과를 얻었다. 구리의 높은 열전도에 의한 고 가속전기장의 기대와 달리 가속전기장이 최고 약 7 MV/m 정도로 제한되었다. 그후 꾸준히 연구개발을 진행하여 현재 약 22 MV/m 까지 기록하고 있으나, 순수 Nb 공동기의 약 50 MV/m에 비하면 현저히 낮은 수준이다. 본 연구는 Nb 코팅법을 이용하여 Nb 코팅 초전도 공동기의 한계를 넓히기 위한 것이다. 본 발표는 "Sputtering 법에 의한 초전도 Nb coating 소재의 RF 한계 극복 연구"의 기초연구 결과를 보고하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.300-300
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• 2010

후면 패시베이션, back contact의 가변, 후면 접촉면적의 가변 등으로 Laser Fired Contact 태양전지의 효율을 증가 시킬 수 있다. 이 중 spacing의 가변으로 후면 접촉 면적을 가변 할 수 있으며, 이로 인하여 LFC 태양 전지의 효율을 높일 수 있을 것으로 전망된다. 본 연구에서는 후면 접촉 면적을 가변하였으며 이에 따른 효과를 확인하였다. series resistance가 작고, open circuit voltage 가 높은 최적의 조건을 찾는 것에 그 목적을 두었다. 실험 순서는 texturing 후, 후면에 SiNx를 10nm 증착하였으며, drive-in 방법으로 $POCl_3$을 도핑하였다. ARC후, spacing 조건 가변으로 접촉 면적을 가변시키면서 소자의 특성 변화를 비교하였다. 접촉 면적 및 spacing 조건은 5개의 set에 대하여 reference, 50%의 접촉 면적을 가지는 $150{\mu}m$ line, 10%의 접촉 면적을 가지는 $700{\mu}m$ line, 1%의 접촉 면적을 가지는 $700{\mu}m$ dot, 그리고 0.2%의 접촉 면적을 가지는 $1500{\mu}m$ dot으로 하였다. 각각의 경우에 대한 short circuit current density, fill factor, seris resistance, sheet resistance, open circuit voltage를 측정하였으며, 특히 series resistance는 각각의 경우에 대하여 $6.1m{\Omega}$, $5.1m{\Omega}$, $7.8m{\Omega}$, $10.1m{\Omega}$, 그리고 $15.7m{\Omega}$으로 측정되었다. wafer의 외각 테두리를 접촉 면적이 증가함에 따라서 sheet resistance가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.193-193
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• 2010

HIPIMS(High sputtering impulse magnetron sputtering)은 수십 ${\mu}s$의 짧은 pulse 동안 수kw의 매우 높은 파워를 인가할 수 있어 밀도 $10^{13}/cm^3$ 이상의 고밀도 플라즈마 방전이 가능하여 스퍼터된 타겟 이온들의 이온화율이 매우 높은 특징을 가진다. HIPIMS를 통해 증착한 박막의 경우 매우 치밀한 조직을 가지고 있어 기존 DC, Pulsed DC, RF 증착을 통한 박막에 비해 우수한 물성을 보여준다. 본 실험에서는 대면적의 고품위 Al:ZnO 박막을 증착하기위하여 HIPIMS 증착법을 사용하였다. 1000mm폭 타겟상에서 균일한 증착을 위하여 Balanced B-field, Unbalanced field를 각각 인가하여 실험하였다. 시뮬레이션을 통하여 타겟 중심부와 가장자리의 자기장을 결정하였으며, target edge에서의 증착율과 cathode erosion 방지를 위하여 원형 트랙형으로 보조 자석을 설치하였다. $Al_2O_3$(2wt%)가 첨가된 planar target을 사용하였고, power는 700 W~2 kW, 그리고 pulse 폭은 $50-150 {\mu}s$정도로 변화시켜 가면서 상온에서 증착하였다. 플라즈마 가스로는 Ar만을 사용하여 두께는 60-100 nm정도로 증착하였다. Plasma emission monitoring을 통해 측정한 결과 Balanced B-field 에 비해 Unbalanced B-field 조건 에서 스퍼터된 이온들의 균일도가 우수하였으며 증착된 박막의 균일도 또한 증가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.154-154
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• 2010

표면 passivation 효과향상 기술은 고효율의 결정질 실리콘 태양 전지를 제작하는데 필수적 요소이다. passivation을 통해서 전자와 전공의 재결합 속도를 낮출 수 있어 $V_{oc}$가 상승하고, 전류 값 증가를 통하여 효율 향상의 결과를 얻을 수 있기 때문이다. passivation을 위해서 다양한 각도로 접근하였다. 첫째는 $SiN_x$를 이용한 passivation효과 실험 둘째는 plasma 분위기에서 $N_2O$를 이용한 passivation효과 실험 그리고 마지막으로 RTO를 이용한 passivation 효과를 실험하였다. 첫 번째 실험은 PECVD를 이용하여 $SiN_x$를 증착한 후 굴절률 1.9 2.66으로 가변 한 결과 $SiN_x$ n=2.66에서 $D_{it}=8.82{\times}10^9$ [$cm^{-2}eV^{-1}$]로 우수한 passivation 효과를 얻을 수 있었다. 두 번째 실험에서는 PECVD를 이용해서 $N_2O$ treatment 후 SiON 증착한 샘플을 이용하여 시간 가변에 따른 passivation 효과를 확인하였다. 그 결과 $N_2O$ 50sccm, 100mTorr, 20W, $400^{\circ}C$ 8min 조건에서 가장 우수한 passivation 효과를 관찰할 수 있었다. 마지막 실험은 RTP를 이용하여 $SiO_2$ 박막에 대한 온도, 시간에 따른 passivation효과를 확인하였다. 그 결과 $O_2$ 3L/min $800^{\circ}C$ 2~3nm 3min 공정에서 lifetime이 220us(n형)의 결과를 얻을 수 있었다. 상기 세 실험결과를 태양전지제작에 응용한다면 고효율의 태양전지 제작이 가능할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.100-100
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• 2010

Hydrophilic $TiO_2$ films were deposited on slide glasses using titanium tetraisopropoxide (TTIP) as a precursor by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The temperature of substrate was $400^{\circ}C$ and the temperatures of precursor were kept at $75^{\circ}C$ (sample A) and $60^{\circ}C$ (sample B) during the $TiO_2$ film growth. The deposited $TiO_2$ films were characterized by contact angle measurement and uv/vis spectroscopy. The result show that sample B has very low contact angle of almost zero due to superhydrophilic $TiO_2$ surface and transmittance is $76.85%{\pm}1.47%$ at the range of 400 - 700 nm. So, this condition is very optimal for hydrophilic $TiO_2$ film deposition. However, when the temperature of precursor is lower is lower than $50^{\circ}C$ or higher than $75^{\circ}C$, $TiO_2$ could not be deposited on the substrate and cloudy $TiO_2$ film was formed due to low precursor temperature and the increase of surface roughness, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.226-226
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• 2013

GaN는 III-V족 물질로 밴드갭이 3.4 eV으로 가시광선 영역에서 투명하며 우수한 전기적 특성으로 인해 여러 반도체 분야에서 응용되고 있는 물질이다. GaN 박막의 성장 방법으로는 molecular beam epitaxial 방법과 metal organic chemical vapor deposition 방법이 있지만 고비용인 단점이 있다. 이에 비해 sputtering 방법으로 성장시킨 GaN 박막은 비용이 적게 들고 저온에서 성장이 가능하다는 장점이 있다. 이 연구에서는 radio frequency sputter를 사용하여 GaN 박막을 성장하여 구조적, 광학적 특성을 분석하였다. GaN 박막은 각각 단일층의 그래핀과 c-축 사파이어 기판에 증착 하였으며, 이때 기판온도는 $25^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$로 변화를 주었고, N2 분압은 2 sccm, 5 sccm, 10 sccm으로 변화를 주었다. 그래핀과 사파이어 기판에 성장된 각각의 GaN 박막의 결정성을 투과전자현미경 이미지로 측정하여 비교하였다. $4{\times}10^{-3}$ Torr 진공도와 50 W의 방전 전력과 Ar 10 sccm 분위기에서 20 min 동안 증착된 GaN 박막 두께는 70 nm정도를 가지는 것으로 확인하였다. X-ray Diffraction 측정으로 사파이어 기판 및 (002) 방향으로 성장된 GaN의 피크를 확인하였다. 추가적으로 Photoluminescence 스펙트럼은 N2 분압의 변화와 yellow luminescence 영향을 받는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여, 증착된 기판온도와 N2 분압의 변화에 따른 그래핀 및 사파이어 기판에 증착된 GaN 박막의 특성을 비교하였으며, sputtering 방법으로 고품질의 GaN 박막을 성장시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.214.1-214.1
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• 2013

Tetra-ethoxysilane (TEOS)은 일반적으로 저온 게이트 산화막의 원료 널리 이용되고 있으나 as-deposited 상태에서는 필수적으로 생성된 높은 계면밀도와 고정전하를 제거하기 위하여 수소계면처리, forming gas annealing 등 후처리 공정을 필수적으로 거처야만 한다. 즉 후처리 공정 없이도 일정수준의 계면밀도와 고정전하를 갖을 수 있는 출발물질이 제안되면 산업적 의미를 갖을 것이다. 본 연구에서는 TEOS를 대체할 수 있는 후보재료로써 Tetra-iso-propoxysilane (T-iso-POS)을 제안하였다. T-iso-POS는 iso 구조의 3차원적 특수 구조를 가지므로 더 쉽게 분해 될 수 있어 탄소의 결합을 억제 할 수 있다고 사료된다. 용량 결합형 PECVD (13.56 MHz) 장비를 이용하여 RCA 세정을 실시 한 p-Si (100) 기판위에 TEOS 혹은 T-iso-POS (2 sccm)와 O2를 도입(50 sccm), 플라즈마 전원(20~100 W), 압력(0.1~0.5 torr), 온도 ($170{\sim}400^{\circ}C$), 전극 간 거리 (1~4.5cm)의 조건 하에서 증착하였다. 얻어진 각각의 SiO2 막에 대해, 성장 속도, 2% BHF 용액보다 에칭 속도, IV 특성과 C-V 특성, FT-IR에 의해 화학구조 평가를 실시했다. T-iso-POS원료로 사용하여 TEOS보다 낮은 약 $200^{\circ}C$에서 증착 된 산화막에서 후 처리 없이도 10 MV/cm 이상의 절연 파괴 특성을 나타내는 우수한 게이트 절연막 제작에 성공했다. 그 성장 속도도 약 20 nm/min로 높았다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.10a
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• pp.576-580
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• 2005

New real-time confocal microscopy using spectral encoding technique and slit confocal aperture is proposed and designed. Spectral encoding technique, which encodes one-dimensional spatial information of a specimen in wavelength, and slit aperture make it possible to obtain two-dimensional lateral image of the specimen simultaneously at standard video rates without expensive scanning units such as polygon mirrors and galvano mirrors. The working principle and the configuration of the system are explained. The variation in axial responses for the simplified model of the system with normalized slit width is numerically analyzed based on the wave optics theory. Slit width that directly affects the depth discrimination of the system is determined by a compromise between axial resolution and signal intensity from the simulation result. On the assumption of the lateral sampling resolution of 50 nm, design variables and governing equations of the system are derived. The system is designed to have the mapping error less than the half pixel size, to be diffraction-limited and to have the maximum illumination efficiency. The designed system has the FOV of $12.8um{\times}9.6um$, the theoretical axial FWHM of 1.1 um and the lateral magnification of-367.8.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2005.11a
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• pp.205-208
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• 2005

Fabrication of large scaled mirror for the telescope application is the most challenging technology in recent year. Sophisticate technologies and know-how in fabrication and measurement are required to overcome the technological obstacles. KRISS(Korea Research Institute for Standards and Science) is now developing a large scaled mirror fabrication facility and KARI(Korea Aerospace Research Institute) is supporting the development. High precision interferometric test is required during the grinding and polishing of mirror to identify the surface profile precisely. The required fabrication accuracy of the mirror surface profile is $\lambda$/50 ms($\sim$10 nm for visible wave length). Thus the measurement accuracy should be far less than 10 m. To get this requirement, it is necessary to provide vibration free environment for the interferometer system and mirror under test. Thus the vibration responses on the mirror supporting table due to external vibration should be minimized by using a special isolation system. And the responses on the top of the tower, which hold the interferometer during test, should be minimized simultaneously. In this paper, we propose the concept design of vibration suppression system for the KRISS mirror fabrication facility.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.12a
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• pp.357-360
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• 2011

A new copper adenine MOF (Bio-MOF) was synthesized by hydrothermal procedure and explored for its low temperature $CO_2$ adsorption. In this adenine a DNA nucleotide was used as a ligand for Cu in DMF solution at $130^{\circ}C$. The synthesized Bio MOF was characterized by XRD, SEM, EDS, TG and BE Tresults. The material possesses high surface area (716.08 $m^2g^{-1}$) with mono dispersed particles of about 2.126 nm. The maximum $CO_2$ adsorption capacity is 5wt% at $50^{\circ}C$, which is regenerable at $100^{\circ}C$ which is very low when compared to other metal organic frame work studied. This study proves that the synthesized material is also be a choice materials for low temperature $CO_2$adsorption.