• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.56 no.6
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• pp.451-456
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• 2023

Transparent conducting films having a three layered structure of ZnO/Cu/ZnO (ZCZ) were deposited onto the glass substrates by using RF and DC magnetron sputtering at room temperature. The emissivity and opto-electrical properties of the films were investigated with a varying thickness(5, 10, 15 nm) of the Cu interlayer. With increasing the Cu thickness to 15 nm, the films showed a enhanced electrical properties. Although ZnO 30/Cu 15/ZnO 30 nm film shows a lower resistivity of 5.2×10^-5 Ωcm, it's visible transmittance is deteriorated by increased optical absorbtion of the films. In addition, X-ray diffraction patterns indicated that the insertion of Cu interlayer improve the grain size of ZnO films, which is favor for the electrical and optical properties of transparent conducting films. From the observed low emissivity of the films, it is concluded that the ZCZ thin films with optimal thickness of Cu interlayer can be applied effectively for the car's window coating materials.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.12 no.1
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• pp.20-23
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• 2002

The local coercivity distribution of CoCrPt alloy films prepared by dc magnetron sputtering has been investigated by means of a magneto-optical microscope magnetometer (MOMM) capable of simultaneously measuring the local properties on 400 nm spatial resolutions. Serial samples of CoCrPt alloy films were prepared with the Pt composition of a range from 6 to 28 at. %. We find that the local coercivity distribution crosses over from Gaussian to non-Gaussian distribution in CoCrPt alloy films with increasing Pt composition, with increasing trends in the width of the distribution as well as the average local coercivity. Transmission electron microscopy (TEM) studies reveal that our findings are closely correlated with the dependences of the grain size distribution and its average size on Pt concentration.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.8
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• pp.952-957
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• 1994

Fe/Co and FeN/CoN multilayer films were prepared by using RF and DC magnetron sputter^ ing technique with Ar or a mixture of Ar and $N_{2}$ gas. Annealing treatment was carried out in a vacuum at temperatures between $100^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ for lhour. Saturation magnetization (MS) and coercivity (Hc) of Fe/Co mutilayer films were investigated as a function of Fe layer thickness and annealing temperature. Permeability ($\mu$) was also examined. Saturation magnetization of 1.8T and coercivity of 1.80e were obtained for the as-deposited Fe/Co($70 \AA /15 \AA$) multilayer film. The Coercivity(Hc) did not change from 1.8 Oe till the annealing temperature $250^{\circ}C$ and then increased rapidly at higher annealing temperatures above $300^{\circ}C$. Coercivity(Hc) measured for the as-deposited FeN/CoN multilayer film was 5 Oe. It decreased gradually with annealing up to $250^{\circ}C$, and then increased rapidly at higher tempera tures.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.7 no.2
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• pp.37-42
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• 2000

The comparative study of texture of Al/Ti thin films deposited on low-dielectric polymer and $SiO_2$substrates has been investigated. Fifty-nm-thick Ti films and 500-nm-thick Al-1%Si-0.5%Cu (wt%) films were deposited sequentially onto low-k polymers and $SiO_2$by using a DC magnetron sputtering system. The texture of Al thin film was determined using X-ray diffraction (XRD) theta-2theta ($\theta$-2$\theta$) and rocking curve and the microstructure of Al/Ti films on low-k polymer and $SiO_2$substrates was characterized by cross-sectional transmission electron microscopy (TEM). Both the $\theta$-2$\theta$ method and rocking curve measurement suggest that Al/Ti thin films deposited on $SiO_2$have stronger texture than those deposited on low-k polymer. The texture of Al thin films strongly depended on that of Ti films. Cross-sectional TEM revealed that grains of Ti films on $SiO_2$substrates had grown perpendicular to the substrate, while the grains of Ti alms on SiLK substrates were formed randomly. The lower degree of (111) texture of Al thin films on low-k polymer was due to Ti underlayer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.319.1-319.1
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• 2016

Recently, the Al-doped ZnO (ZnO:Al) films are intensively used in thin film a-Si solar cell applications due to their high transmittance and good conductivity. The textured ZnO:Al films are used to enhance the light trapping in thin film solar cells. The wet etch process is used to texture ZnO:Al films by dipping in diluted acidic solutions like HCl or HF. During that process the glass substrate could be damaged by the acidic solution and it may be difficult to apply it for the inline mass production process since it has to be done outside the chamber. In this paper we report a new technique to control the surface morphology of RF-sputtered ZnO:Al films. The ZnO:Al films are textured with vaporized HF formed by the mixture of HF and H2SiO3 solution. Even though the surface of textured ZnO:Al films by vapor etching process showed smaller and sharper surface structures compared to that of the films textured by wet etching, the haze value was dramatically improved. We achieved the high haze value of 78% at the wavelength of 540 nm by increasing etching time and HF concentration. The haze value of about 58% was achieved at the wavelength of 800 nm when vapor texturing was used. The ZnO:Al film texture by HCl had haze ratio of about 9.5 % at 800 nm and less than 40 % at 540 nm. In addition to low haze ratio, the texturing by HCl was very difficult to control etching and to keep reproducibility due to its very fast etching speed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.182.2-182.2
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• 2015

최근 학계나 산업계에서 투명 전자 소자에 대하여 활발한 연구가 진행되면서, 투명 전 도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 TCO 물질인 Indium Tin Oxide (ITO)는 가시 광 영역에서의 높은 투과 및 높은 도전성을 가져 전압을 인가하면 발열이 가능하므로 이를 투명 면상 발열체에 적용시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, ITO는 발열 테스트 결과 온도가 상승함에 따라 발열이 일부분에 집중되는 현상이 있으며, 전도성을 높이기 위하여 추가공정이 필요하다. 또한, 글라스의 곡면 부분에서 ITO를 사용하면 유연성이 부족하므로 크랙이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 최근 Silver nanowire (AgNW), Single-walled Carbon nanotube (SWCNT), ITO를 기반으로 한 AgNW에 ITO를 증착 하거나 SWCNT를 코팅하여 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 하이브리드 전극이 투명 면상 발열체 재료로서 사용되고 있다. 하지만 대체된 재료들도 다양한 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 고온에서 발열을 유지하지 못하고 끊어지거나 가시광영역의 투과율이 낮은 점 등이 있다. 이런 다양한 문제점들을 보완 할 수 있는 새로운 투명 면상 발열체에 적용한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 GZO/Ag/GZO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일 성, 발열 유지 안정도를 확인하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 Non-alkali glass (삼성코닝 E2000) 기판 상에 DC마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 GZO, Ag, GZO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 50 W, RF (GZO) power 200 W로 하였으며 GZO박막두께는 45 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 5~20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 GZO 세라믹 타깃 (2.27 wt. % Ga2O3) 과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, Ar을 40 sccm 주입 후 Working pressure는 고 순도 Ar을 사용하여 1.0 Pa로 고정하며 10분간 Pre-sputtering을하고 증착을 진행하였다. 앞선 실험을 통해 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, Shimadzu)를 사용해 측정 되었으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 FESEM으로 관찰하였다. 또한 표면온도 측정기infrared camera (IR camera)를 이용하여 4~12 V/cm의 전압을 인가 시 시간에 따른 투명 면상 발열체의 표면 온도변화를 관찰하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.12 s.271
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• pp.900-906
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• 2004

Solid oxide fuel cells have a limitation in their low-temperature application due to the low ionic conductivity of electrolyte materials and difficulties in thin film formation on porous gas diffusion layer. These problems can be solved by improvement of ionic conductivity through controlled nanostructure of electrolyte and adopting nanoporous electrodes as substrates which have homogeneous submicron pore size and highly flattened surface. In this study, ultra-thin oxide films having submicron thickness without gas leakage are deposited on nanoporous substrates. By oxidation of metal thin films deposited onto nanoporous anodic alumina substrates with pore size of $20nm{\sim}200nm$ using dc-magnetron sputtering at room temperature, ultra-thin and dense ionic conducting oxide films with submicron thickness are realized. The specific material properties of the thin films including gas permeation, grain/gran boundaries formation, change of crystalline structure/microstructure by phase transition are investigated for optimization of ultra thin film deposition process.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.41.2-41.2
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• 2011

Display 산업의 확대로 인해 광학적 특성 및 전기적 특성이 우수한 TCO (Transparent conductive oxide) 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존에는 ITO가 대부분의 분야에서 이용되었지만 In의 경제적인 단점으로 인해 새로운 대체물로써 ZnO가 떠오르고 있다. ZnO는 전형적인 n-type 반도체이며, wide band gap 물질로써 Al, Ga, B과 같은 3 족 원소를 doping 함으로써 광학적 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 최근에는 ZnO의 이온반경과 비슷한 Ga을 도핑한 Ga-doped ZnO 박막에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 ZnO에 Ga을 도핑함으로써 격자결함을 최소화 시키고 carrier concentration 및 hall mobility를 향상시켜 전기전도도의 향상을 이루기 때문이다. 본 연구에서는 $Ga_2O_3$이 3wt% doping 된 ZnO rotating cylindrical target 을 DC magnetron sputtering 을 이용하여 2 kW의 파워와 70 kHz의 주파수를 고정하고, 증착 온도를 변화시켜 유리 기판 위에 Ga-doped ZnO 박막을 증착 하였다. 증착 시 온도가 Ga-doped ZnO 박막에 미치는 영향을 관찰하기 위해 박막 표면의 조성을 분석하였고, 결정성 및 전기적 특성의 변화를 통해 박막의 특성을 비교 평가하였다. Ga-doped ZnO 박막의 표면과 두께는 SEM (Scanning electron microscope) 분석을 통해 관찰하였고, XRD (X-ray diffractometer) 를 이용하여 결정학적 특성을 확인하였다. 또한 Van der Pauw 방법을 이용한 hall 측정을 통해 resistivity, carrier concentration, hall mobility를 분석하였고, UV-Vis를 이용하여 박막의 투과율을 분석하였으며, 이를 토대로 투명 전도막으로써 Ga-doped ZnO 박막의 응용 가능성을 평가하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.21 no.2
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• pp.95-99
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• 2011

The microstructure and Cu diffusion barrier property of Ta-Si-N films for various Si and N compositions were studied. Ta-Si-N films of a wide range of compositions (Si: 0~30 at.%, N: 0~55 at.%) were deposited by DC magnetron reactive sputtering of Ta and Si targets. Deposition rates of Ta and Si films as a function of DC target current density for various $N_2/(Ar+N_2)$ flow rate ratios were investigated. The composition of Ta-Si-N films was examined by wavelength dispersive spectroscopy (WDS). The variation of the microstructure of Ta-Si-N films with Si and N composition was examined by X-ray diffraction (XRD). The degree of crystallinity of Ta-Si-N films decreased with increasing Si and N composition. The Cu diffusion barrier property of Ta-Si-N films with more than sixty compositions was investigated. The Cu(100 nm)/Ta-Si-N(30 nm)/Si structure was used to investigate the Cu diffusion barrier property of Ta-Si-N films. The microstructure of all Cu/Ta-Si-N/Si structures after heat treatment for 1 hour at various temperatures was examined by XRD. A contour map that shows the diffusion barrier failure temperature for Cu as a function of Si and N composition was completed. At Si compositions ranging from 0 to 15 at.%, the Cu diffusion barrier property was best when the composition ratio of Ta + Si and N was almost identical.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.573-574
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• 2013

본 연구에서는 Roll-to-Roll 스퍼터를 이용한 ITO 성막 공정에서 Ar 이온 빔 처리가 플렉시블 ITO 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성에 미치는 효과를 연구하였다. Roll-to-Roll 스퍼터를 이용하여 ITO 박막을 성막할 때 Linear ion source를 이용하여 Ar 이온을 ITO 박막에 직접 조사할 때 일어나는 ITO 박막의 변화를 분석하였다. Ar 이온 빔에 인가되는 DC 파워 변화에 따른 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성 변화를 Hall measurement 및 UV/Visible spectrometry 분석법을 통해 확인하였다. 이온 빔 처리 공정 시 인가되는 파워가 DC 100 W일 때 $5.81{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$으로 이온 빔 처리를 하지 않은 $1.14{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$에 보다 낮은 비저항을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이온 빔 처리 전/후 ITO 박막의 결정성은 포항 가속기 X-ray scattering법을 이용하여 분석하였으며, 결과를 통해 Ar 이온 빔 처리가 ITO 박막의 표면에서의 국부적인 결정성을 향상을 일으킴을 알 수 있었다. 이러한 결정성 향상이 Roll-to-Roll 스퍼터된 ITO 박막의 전기적 특성을 향상과 매우 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 이온 빔 처리 전/후 ITO/CPI의 기판 휨에 따른 기계적 안정성을 알아보기 위해 bending frequency 60 Hz, bending radius 15mm로 bending test를 진행을 통하여 이온 빔 처리 전후 ITO 박막의 특성을 비교 확인하였다. 본 실험 결과를 통해 Ar 이온빔 조사에 의해 상온에서 결정형 ITO 박막을 CPI 기판위에 형성 할 수 있었다. 또한 최적화된 ITO 박막을 이용하여 유기 태양전지를 제작하였으며 이를 통해 Ar 이온빔 처리된 결정형 ITO의 유연 태양전지 응용 가능성을 타진하였다.