• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.235-236
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• 2014

인듐 주석 산화물 박막을 In/Sn (2, 5 wt.%) 합금 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다. 기판온도는 상온에서 증착하였으며, 증착 중 DC 파워는 70W부터 120W 까지 10W 단위로 증가시켜 증착하였다. 증착 된 박막을 대기중에서 후 열처리를 각 6, 12 시간 진행하여 전기적 특성을 평가하였으며 평가 장비는 Hall-effect measurements system을 사용하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막의 비저항은 합금의 Sn 조성별로 다르게 나타났다. Sn 5wt.% 타겟을 이용한 경우에는 DC 파워 90W를 기준으로 더 낮은 파워에서는 열처리에 따라 비저항이 증가하였고, 더 높은 파워에서는 열처리를 한 경우 비저항이 더 낮게 나타났다. 이러한 결과가 나온 이유는, DC 파워가 높은 경우 스퍼터링 공정 중 발생하는 고 에너지 입자 충돌에 의해 산소가 re-sputtering되어 산소가 부족한 박막이 형성되기 때문인 것으로 판단된다. Sn 2 wt.% 타겟의 경우에는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 이러한 원인은 Sn 함량이 적기 때문에 산소 공급으로 인해 결정성이 향상되더라도 활성화 Sn의 양이 적기 때문에 나타나는 현상으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.1
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• pp.59-66
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• 2005

[ $TiO_2$ ] was deposited by DC magnetron sputtering on glass surface under various sputtering parameters such as discharge power($0.6{\sim}5.2\;kW$, substrate temperature($R.T{\sim}350^{\circ}C$), Ar and $O_2$ flow ratio with $0{\sim}50\;sccm$($Ar+O_2$ 90 sccm) and about 1 mtorr of pressure. TiO-N thin film was prepared under same sputtering conditions for $TiO_2$ thin film except flow ratio($Ar+O_2+N_2$ 90 sccm). The sheet resistance of thin films deposited under these parameters was measured to analyze electronic characteristic and thin film's thickness(${\alpha}$-step), surface roughness(AFM) and formation construction(FE-SEM, XRD) were also measured to draw optimal sputtering parameters. In order to evaluate photo-activity of thin film($TiO_2$, TiO-N) made in optimal parameters for removal of pollutants, toluene among VOCs and Suncion Yellow among reactive dyes were chosen to probe organic compounds for photo-degradation. It was shown that the photo-catalytic thin films had a significant photo-activation for the chosen contaminants and especially TiO-N thin film showed maximum efficiency of 33% for toluene(5 ppm) removal in visible-light range.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.53-53
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• 2008

기존의 Al 합금 소재의 단점을 보완한 Al-Mg 합금 소재를 이용해 다이캐스팅으로 만들어진 핸드폰 케이스에 적용하고자 titanium 타겟을 사용한 반응성 스퍼터링 공정을 연구하였다. 코팅특성은 스펙트로포토 미터를 이용하여 색상분석을 하였고, 미세표면이미지는 FE-SEM을 이용하였다. DC 마그네트론 스퍼터링에 의한 착색코팅은 산소유량이 많은 경우 밝기 L*값이 더 커졌다. 색상의 편차와 재현성을 나타내주는 ${\Delta}E^*ab$ 값을 비교해보면, 모든 경우 ${\Delta}E^*ab^*$<1로 매우 우수한 색상균일성을 보여준다. FE-SEM에 의한 표면이미지는 전반적으로 산소유량이 많은 0.8SCCM에서 코팅한 경우보다 산소유량이 적은 0.375SCCM에서 코팅한 경우가 결정립계의 구별이 확실하고 결정립 모양이 선명하고 결정립크기도 증가함을 확인할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.346-347
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• 2012

최근 화석연료 대체 에너지원으로서 자동차용으로 연구 개발 및 응용되고 있는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Proton exchange membrane fuel cells)에서 분리판(Bipolar Plate)은 스택 전체 무게의 80%, 스택 가격의 60% 정도로 가장 높은 비중을 차지한다. 분리판은 연료와 산화제를 공급해주는 통로 및 전지 운전 중에 생성된 물을 제거하는 통로 역할과 anode, cathode로서 전극 역할을 통해 스택 전력을 형성하는 핵심 기능과 전지와 전지 사이의 지지대 역할을 한다. 따라서 분리판은 전기전도성, 내부식성 및 기계적 특성이 우수해야함은 물론이고, 얇고 가벼우며 가공성이 뛰어나야 한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부 식성이 우수한 TiN, TiCN 박막을 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재 단가가 1/4인 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는100 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소($N_2$)와 메탄($CH_4$) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 전기적, 기계적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다. 증착된 TiN 박막의 경우 질소 함량의 증가에 따라 박막 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 타겟 부근의 질소 라디칼 비율이 증가함에 따라 질화반응이 촉진된 것으로 생각된다. 또한, 증착된 TiN과 TiCN 박막은 반응성 질소 유량과 탄소 유량에 따라 각각 다른 미세구조를 가지는 것을 확인하였다. TiN과 TiCN은 NaCl형의 면심입방격자(FCC)로 같은 구조이며, 격자상수가 비슷하여 전율고용되어 TiCN을 형성하고, 탄소와 질소의 비에 따라 전기적 기계적 특성이 달라짐을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.213-213
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• 1999

현재 LCD용 기판재료는 ITO/glass를 전극으로 사용하고 있다. 그러나 유리기판은 무겁고 깨지기 쉽기 때문에 사용상 곤란한 점이 많다. 최근 flexible하고 가공성 및 생산성이 우수한 플라스틱한 ITO를 성막하여 EL용, Touch panel, plastic LCD용 사용하려는 시도로, roll-to-roll 연속 스퍼터링에 의한 ITO성막공정에 대한 연구가 최근 활발하게 이루어지고 있다. 폴리머는 유리에 비해 Tg 온도가 낮고, 기판으로부터의 수분 및 여러 종류의 가스방출이 심하기 때문에 유리와는 달리 ITO막의 제조에 있어 큰 차이점이 있다. 따라서, 폴리머에 반응성 스퍼터링을 하기 위해서는 표면처리가 중요한 변수가 되며, roll to roll sputter로 ITO 필름을 얻기 위해서는 폭과 길이 방향으로 균일한 막을 얻는 것이 중요하다. 두께 75$\mu\textrm{m}$, 폭 190mm, 길이 400m로 권취된 광학용 Polyethylene terephthalate(PET:Tg:8$0^{\circ}C$)위에 In-10%Sn의 합금타겟과 Unipolar pulsed DC power supply를 사용하여 반응성 마그네트론 스퍼터링 방법으로 0.2m/min의 속도로 연속 스퍼터링 하였다. PET를 Ar/O2 혼합가스로 플라즈마 전처리를 한 후, AFM, XPS를 이용하여 효과를 분석을 하였고, 성막전에 가스방출을 막기 위해 TiO를 코팅하였다. Pilot 연속 생산공정에서 재현성을 위해 PEM(Plasma Emission Monitor)의 optical emission spectroscopy를 이용, 금속과 산화물의 천이구역에서 sprtter된 I/Sn 이온과 산소 이온의 반응에 의한 최적의 플라즈마의 강도값을 입력하여 플라즈마의 radiation을 검출하고, 스퍼터링 공정중 실질적인 in-situ 정보로 이용하였다. PEM을 통하여 In/Sn의 플라즈마 강도변화를 조사하였다. 초기 In/Sn의 플라즈마 강도(intensity)는 강도를 100하여, 산소를 주입한 결과, plasma intensity가 35 줄어들었고, 이때 우수한 ITO 박막을 얻을 수 있었다. Pulsed DC power를 사용하여 아크 현상을 방지하였다. PET 상에 coating 된 ITO 박막의 표면저항과 광투과도는 4-point prove와 spectrophotometer를 이용하여 분석하였고, AES로 박막의 두께에 따른 성분비를 확인하였다. ITO 박막의 광투과도는 산소의 유량과 sputter 된 In/Sn ion의 plasma emission peak에 따라 72%-92%까지 변화하였으며, 저항은 37$\Omega$/$\square$ 이상을 나타내었다. 박막의 Sn/In atomic ratio는 0.12, O/In의 비율은 In2O3의 화학양론적 비율인 1.5보다 작은 1.3을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.310-310
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• 2012

최근 전자산업의 발달에 따른 전자제품의 소형화 및 고기능화 요구에 대응하기 위하여 저항(resistor), 커패시터(capacitor), IC (integrated circuit) 등의 수동소자를 개별 칩(discrete chip) 형태로 형성하여 기판의 표면에 실장하는 기술이 일반화되고 있다. 그러나, 수동 소자의 내장 기술은 기판의 패턴 밀도의 급격한 향상과 더불어 수동소자의 내장 공간도 협소해지는 문제점이 있다. 상기의 문제점을 해결하기 위해 개별 칩 형태의 내장형 저항체를 박막 형태의 내장 저항체를 구현하는 기술의 개발이 최근 주목을 받고 있다. 박막 저항체는 기존의 권선저항 및 후막저항과 비교하여 정밀한 온도저항계수를 가지며 이동통신에 적용시 고주파 영역(GHz)에서의 안정성과 주파수 특성이 좋다는 장점들을 가지고 있다. 박막 저항 물질로는 높은 경도와 우수한 열적 안정성을 가지고 있는 TaN (tantalum nitride)이 주로 사용되고 있다. 일반적으로, TaN 박막은 스퍼터링을 사용하며 제조되며 TaN 박막의 성질은 탄탈륨과 질소의 화학정량비, 박막의 결함 정도, 또는 공정압력 및 증착 온도, 플라즈마 파워 등과 같은 공정조건 등의 변화에 민감하게 변화하므로, TaN 박막의 다양한 연구가 더 필요한 실정이다. 본 연구에서는 반응성 마크네트론 스퍼터링을 사용하여 TaN 박막을 Si 기판 위에 증착하였고 TaN 박막의 원하는 특성을 제어할 수 있도록 질소 분압과 total gas volume을 조절하여 공정을 최적화하는 연구를 진행하였다. 또한 tensile pull-off 방법을 이용하여 TaN 박막의 부착강도를 평가하였고, 온도 사이클 및 고온고습 환경에 노출된 TaN 박막들의 열화 특성들에 대하여 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.178-179
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• 2011

2차 연료 전지용 금속 분리판 중 스테인리스 스틸은 많은 연구가 진행 되어 왔지만, 알루미늄은 거의 연구가 진행되지 않고 있다. 따라서 이번 연구는 반응성 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 스테인리스 와 알루미늄 기판에 TiN 박막을 증착한 후, 기판의 종류에 따른 TiN 박막의 물성을 비교 검토하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.8 no.6
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• pp.699-707
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• 1995

The material that is both conductive in electricity and transparent to the visible ray is called transparent conducting thin film. It has many fields of application such as Solar Cell, Liquid Crystal display, Vidicon on T.V, transparent electrical heater, selective optical filter, and a optical electric device , etc. In the recent papers on several TCO( transparent conducting oxide ) material, the study is mainly focusing on ITO(indium tin oxide) because ITO shows good results on both optical and electrical properties. Nowaday, in the development of LCD(Liquid Crystal display), the low temperature process to reduce the production cost and to deposit ITO on polymer substrate (or low melting substrate) has been demanded. In this study, we prepared indium tin oxide(ITO) by a cylindrical DC magnetron sputtering with Indium-tin (9:1) alloy target instead of indium-tin oxide target. The resistivity of the film deposited in oxygen partial pressure of 5% and substrate temperature of 140.deg. C. is 1.6*10$\^$-4/.ohm..cm with 85% optical transmission in viaible ray.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.48 no.5
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• pp.342-347
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• 2011

Nanocrystalline TiN films were deposited on Si(100) substrate using asymmetric pulsed DC reactive magnetron sputtering. We investigated the growing behavior and the structural properties of TiN films with change of duty cycle and pulsed frequency. Grain size of TiN films were decreased from 87.2 nm to 9.8 nm with decrease of duty cycle. The $2{\theta}$ values for (111) and (200) crystallographic planes of the TiN films were also decreased with decrease of duty cycle. This shift in $2{\theta}$ could be attributed to compressive stress in the TiN coatings. Thus, the change of plasma parameter has a strong influence not only on the microstructure but also on the residual stresses of TiN films.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.45-46
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• 2008

Hard coatings of TiN which exhibit a large variation in their electrical resistivities, have been prepared in magnetron sputtering system using bipolar pulsed DC generator. TiN coatings have also been prepared using a DC generator in the same sputtering system under identical deposition conditions. Microstructural, Mechanical, Crystallographic properties of TiN films using continuous and bipolar pulsed DC generators were examined. Field emission scanning microscope and Nanoindenter have been used to characterize the coatings.