• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.33-33
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• 2000

일반적으로 GaN-based light emitting diodes(LEDs)는 Top layer위에 금속박막으로 contact을 형성하고 있으며 광소자 구성에 있어 빛은 이러한 금속 contact을 통과할 수 없다. 그러나 만약 이러한 contact이 투명전도막으로 구성될 수 있다면 보다 효율적인 광소자의 구성이 기대되어진다. 특히 GaN photodetector, GaN-based LEDs, GaN vertical cavity surface emitting lasers(VCSELs)등의 소자형성에 있어 투명전도막 contact은 매우 중요하며 그 응용에 앞서 기본적인 구조적, 전기적, 광학적 특성에 대한 연구가 반드시 선행되어져야 한다. 따라서 본 실험에서는 이러한 투명전도막으로써 Indium Tin Oxide(ITO)를 사용하였으며 박막형태의 contact으로 제조하여 n-GaN, p-GaN와 corning glass위에 e-beam evaporation법로써 제조하였다. 또한 각 n-, p-type과 corning glass위에 증착된 ITO박막의 구조적 특성을 분석하기 위하여 x-ray diffractometry(XRD)와 Auger electron spectroscopy(AES)등을 사용하였으며 전기적 특성을 측정하기 위하여 four point probe를 사용하였고 그들의 I-V 곡선을 측정하였다. 또한 UV spectrometry를 사용하여 그들의 광학적 특성을 측정하고자 하였다. ITO 박막의 제조에 있어 기판은 초음파 유기세정 후 HCl과 H2O2(1:1)의 혼합용액을 사용하여 GaO2를 제거하고자 하였으며 이후 초순수로 세척하여 사용하였다. 초기 진공도는 3$\times$10-5 Torr이하였으며 기판온도 50$0^{\circ}C$에서 0.6 /s의 증착속도로 약 2000 증착하였다. 이렇게 제조된 ITO 박막은 5$\times$10-5 Torr이하의 진공분위기에서 $600^{\circ}C$로 열처리를 실시하였으며 열처리 시간의 변화에 따른 그들의 전기적, 구조적, 광학적 특성을 측정하였다. 열처리 과정을 통한 ITO박막은 투과도는 420nm의 영역에서 80%이상을 나타내었으며 이때의 면저항은 약 50ohm/ 이었다. 또한 I-V 곡선 측정에 의한 contact특성의 측정결과 열처리 전의 ITO contact은 n-GaN와 n-GaN에 대해 각각 ohmic과 schottky contact의 일반적인 contact 특성을 나타내었다. 그러나 이러한 contact 특성은 열처리 시간의 변화에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.255-255
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• 2016

Resistive random access memory (ReRAM)는 낮은 동작 전압, 빠른 동작 속도, 고집적화 등의 장점으로 인해 차세대 비휘발성 메모리 소자로써 많은 관심을 받고 있다. 최근에 ReRAM 절연막으로 NiOx, TiOx, AlOx TaOx, HfOx와 같은 binary metal oxide 물질들을 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, HfOx는 안정적인 동작 특성을 나타낸다는 점에서 ReRAM 절연막 물질로 적합하다고 보고되고 있다. ReRAM 절연막을 형성할 때, 물리 기상 증착 방법 (PVD)이나 화학 기상 증착법 (CVD)과 같은 방법이 많이 이용된다. 이러한 증착 방법들은 고품질의 박막을 형성시킬 수 있는 장점이 있다. 하지만, 높은 온도에서의 공정과 고가의 진공 장비가 이용되기 때문에 경제적인 문제가 있으며, 기판 또는 금속에 플라즈마 손상으로 인한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제점들을 개선하기 위해 용액 공정이 많은 관심을 받고 있다. 용액 공정은 공정과정이 간단할 뿐만 아니라 소자의 대면적화가 가능하고 공정온도가 낮으며 고가의 진공장비가 필요하지 않은 장점을 가진다. 따라서 본 연구에서는, 용액공정을 이용하여 HfOx 기반의 ReRAM 제작하였고 $25^{\circ}C$와 $85^{\circ}C$에서 ReRAM의 동작특성에 미치는 compliance current의 영향을 평가하였다. 실험 방법으로는, hafnium chloride (0.1 M)를 2-methoxyethanol에 충분히 용해시켜서 precursor를 제작하였다. 이후, p-type Si 기판 위에 습식산화를 통하여 300 nm 두께의 SiO2 절연층을 성장시킨 후, 하부전극을 형성하기 위해 electron beam evaporation을 이용하여 10/100 nm 두께의 Ti/Pt 전극을 증착하였다. 순차적으로, 제작된 산화물 precursor를 이용하여 Pt 위에 spin coating 방법으로 1000 rpm 10 초, 6000 rpm 30초의 조건으로 두께 35 nm의 HfOx 막을 증착하였다. 최종적으로, solvent 및 불순물을 제거하기 위해 $180^{\circ}C$의 온도에서 10 분 동안 열처리를 진행하였으며, 상부 전극을 형성하기 위해 electron beam evaporation을 이용하여 Ti와 Al을 각각 50 nm, 100 nm의 두께로 증착하였다. ReRAM 동작에서 compliance current가 미치는 영향을 평가하기 위하여 compliance current를 10mA에서 1mA까지 변화시키면서 측정한 결과, $25^{\circ}C$에서는 compliance current의 크기와 상관없이 일정한 메모리 윈도우와 우수한 endurance 특성을 얻는 것을 확인하였다. 한편, $85^{\circ}C$의 고온에서 측정한 경우에는 1mA의 compliance current를 적용하였을 때, $25^{\circ}C$에서 측정된 메모리 윈도우 크기를 비슷하게 유지하면서 더 우수한 endurance 특성을 얻는 것을 확인하였다. 결과적으로, 용액공정 방법으로 제작된 ReRAM을 측정하는데 있어서 compliance current를 줄이면 보다 우수한 endurance 특성을 얻을 수 있으며, ReRAM 소자의 전력소비감소에 효과적이라고 기대된다.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.30 no.2
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• pp.135-154
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• 1992

This study was performed to analyze bond strength, the alterations of the interfaces between metal films which are populary used and considered to contribute to the chemical reaction with porcelain, according to constant ion- beam- mixing, and the relation between interfacial chemical reactions and bond strength in metal/porcelain specimens. For this study, three seperate metals : selected-gold, indium and tin were chosen ; each to be bonded to a seperate body porcelain. Bonding occurs when the metal is deposited to the body porcelain using a vacuum evaporator. The vacuum evaporator used $10^{-5}\sim10^{-6}$ Torr vacuum states for the evaporation of various metals (Au, Sn, In). Ion-beam-mixing of the porcelain/metal interfaces caused reactions when the Ar+ was implanted into thin films using a 80 KeV accelerator. These ion-beam-mixed specimens were then compared with an unmixed control group. An analysis of bond strength and ionic changes between the the metal and porcelain was performed by electron spectroscopy of chemical analysis (ESCA) and scratch test. The finding led to the following conclusions : 1. Light microscopic views of the scratch test : The ion-beam-mixed Au/porcelain specimen showed narrower scratched streams than the unmixed specimen. However, the Sn/porcelain, In/porcelain specimens showed no differences in the two conditions. 2. Acoustic emissions in scratch tests : The ion-mixed Au/porcelain, In/porcelain specimens showed signals closer to the metal/porcelain interfaces than unmixed specimens. Conversely, the ion-mixed Sn/porcelain specimen showed more critical signals in superficial portions than unmixed specimens. 3. After ion- beam-mixing, the Au/porcelain specimen showed apparently increased bond strength, and the In/porcelain specimen showed very slightly increased bond strength. However, the Sn/porcelain specimen showed no differences between ion mixed specimen and the unmixed one. 4. ESCA analysis : The ion-beam-mixed Au/porcelain specimen showed a higher peak separated value (4.3eV) than that of the unmixed specimen(3.65eV), the ion-beam-mixed In/porcelain specimen showed a higher peak separated value (9.43eV) than that of the unmixed specimen(7.6eV) and the ion-beam-mixed Sn/porcelain specimen showed a higher peak separated value (8.79eV) than that of the unmixed specimen(8.5eV). 5. Interfacial changes were observed in the ion-mixed Au/porcelain, In/porcelain and Sn/porcelain specimens. Especially, significant interfacial changes were measured in the ion- mixed Sn/porcelain specimen. Tin dioxide(SnO2) and a combination of pure tin and tin dioxide (Sn+SnO2) were produced. 6. In the Au/porcelain specimen, the interfacial chemical reaction showed increased bond strength between gold and porcelain substrate. But, in the In/porcelain, Sn/porcelain specimens, interfacial chemical reactions did not affected the bond strength between metal and porcelain substrate. Especially, bonding strength on the ion mixed Sn/porcelain specimen showed the least amount of difference.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1998.06a
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• pp.117-120
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• 1998

In this study, $Al_2O_3/MgO$ bilayer was prepared with Electron-beam evaporation and the properties of the film was investigated in order to improve the property of MgO film, which is used for the protection layer in PDP(P1asma Display Panel). The thickness of $Al_2O_3/MgO$ bilayer was optimized by the Matrix Theory for the fabrication of antireflection structure for 5350A wavelength. The secondary electron emission yields of as-deposited film and annealed film were measured and compared, the bilayer was considered for the applicability as PDP. XRD showed the strong (200) primary peak of MgO. The intensity of (200) peak in the film annealed at 300C was decreased. As the result of SEM analysis for MgO films and Alz03 films, it is considered that the morphology of the films were improved of roughness and it were condensed by annealing.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.4
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• pp.395-403
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• 2006

It is known that $MgAl_2O_4$ has higher resistance to moisture than MgO, in humid ambient MgO is chemically unstable. It reacts very easily with moisture in the air. In this study, the characteristic of $MgAl_2O_4$ and $MgAl_2O_4/MgO$ layers as dielectric protection layers for AC- PDP (Plasma Display Panel) have been investigated and analysed in comparison for conventional MgO layers. MgO and $MgAl_2O_4$ films both with a thickness of $1000\AA$ and $MgAl_2O_4/MgO$ film with a thickness of $200/800\AA$ were grown on the Cu substrates using the electron beam evaporation. $1000\AA$ thick aluminium layers were deposited on the protective layers in order to avoid the charging effect of $Ga^+$ ion beam while the focused ion beam(FIB) is being used. We obtained sputtering yieds for the MgO, $MgAl_2O_4$ and $MgAl_2O_4/MgO$ films using the FIB system. $MgAl_2O_4/MgO$ protective layers have been found th show $24{\sim}30%$ lower sputtering yield values from 0.244 up to 0.357 than MgO layers with the values from 0.364 up to 0.449 for irradiated $Ga^+$ ion beam with energies ranged from 10 kV to 14 kV. And $MgAl_2O_4$ layers have been found to show lowest sputtering yield values from 0.88 up to 0.109. Secondary electron emission coefficient(g) using the ${\gamma}$- FIB. $MgAl_2O_4/MgO$ and MgO have been found to have similar g values from 0.09 up to 0.12 for indicated $Ne^+$ ion with energies ranged from 50 V to 200 V. Observed images for the surfaces of MgO and $MgAl_2O_4/MgO$ protective layers, after discharge degradation process for 72 hours by SEM and AFM. It is found that $MgAl_2O_4/MgO$ protective layer has superior hardness and degradation resistance properties to MgO protective layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.130-131
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• 2011

박막의 제조는 많은 연구의 가장 기초가 되는 시편을 만드는 과정으로 현대의 과학기술에서 매우 중요한 공정 중의 하나이다. 그러나 이러한 박막의 제조는 제조하는 사람의 숙련도나 장치에 의존하며 경우에 따라서는 원하는 특성의 박막을 제조하는 것이 매우 어려운 작업이 되기도 한다. 따라서 경험이 없는 연구자의 경우는 때때로 까다로움과 번거로움을 느끼게 되며, 안정된 공정을 찾기까지 많은 시간을 소비 하게 된다. 특히 부적절한 증발방법의 선정에 따른 실험 결과는 경제적인 손실을 초래할 뿐만 아니라 실험하는 사람을 좌절시키는 가장 큰 요인이 되어왔다. 진공증착에 의한 박막의 제조는 증발법과 스퍼터링, 이온플레이팅 등의 방법이 있으며 이중 증발을 이용한 박막의 제조에는 저항가열 증발, 전자빔 가열 증발, 유도가열 증발 등의 방법으로 구분하고 있다. 저항가열 증발원은 가격이 저렴하다는 장점은 있으나 증발원이 손쉽게 파손되거나 증발량이 일정하지 않아 박막의 정밀 제어가 어려울 뿐만 아니라 때에 따라서는 1 ${\mu}m$ 이상의 후막 형성에도 어려움이 있는 등 많은 제약이 있다. 따라서 적절한 증발원의 선정이 실험의 효율성을 좌우하는 경우가 많다. 적절한 증발원의 선정과 효율적인 실험을 위해 증발원 제조회사에서는 증발원의 선정과 증발 조건과 관련된 자료를 카탈로그 형태로 발행하고 있다. 그러나 그러한 자료만으로는 객관적인 정보를 얻기에 충분하지 못한 경우가 많으며, 어떤 경우에는 저자 등의 경험과 일치하지 않는 정보도 포함하고 있었다. 전자빔 증발원은 냉각이 되는 Crucible에 물질을 담고 고전압의 전자빔으로 물질을 가열시켜 증발시키는 증발원으로 1960년대 이후 박막 제조 실험에 이용되기 시작하였다. 전자빔은 고순도의 피막 제조가 가능하고 증발물질의 교체가 쉬우며 고속 증발이 가능함은 물론 다층막의 제조가 용이하고 증발물질의 제조비용이 저렴하다는 장점이 있다. 이러한 장점 때문에 1970년대 이후에는 전자빔을 이용한 박막제조가 폭 넓게 이루어졌고 이때를 즈음하여 전자빔을 이용한 물질의 증발 특성이 논문으로 발표되기도 하였다. 본 연구에서는 증발에 관한 저자들의 경험을 바탕으로 저항가열과 전자빔을 이용하여 증발실험을 진행한 물질계를 중심으로 각 물질의 증발특성과 가장 효율적인 Liner 등에 대해 기술하였다. 특히, 각종 물질의 증발 특성을 체계화함은 물론 효율적인 증발 방법을 객관적인 Data와 함께 제공하여 효과적인 박막 제조 실험에 도움이 되고자 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.202-203
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• 2006

In the AC PDP, the MgO film is used as electrode protective film. This film must provide excellent ion bombardment protection, high secondary electron emission, and should be high transparent to visible radiation. In this study, we investigated the relations between the crystal orientation and e-beam evaporation process parameters. The crystal orientation of the MgO layer depends on the conditions of deposition. The parameters are the thickness of the MgO film $1000{\AA}-6500{\AA}$, the deposition rate $200{\AA}/min{\sim}440{\AA}/min$, the temperature $150^{\circ}C{\sim}250^{\circ}C$, and the distance between crucible and substrate 11cm ${\sim}$ 14cm. The temperature of substrate and evaporation rate of source material, or deposition rate of the film, are definitely related to the crystal orientation of the MgO thin film. The crystal orientation can be changed by the distance between the target(MgO tablet) and the substrate. However, the crystal orientation is not much affected by the thickness of MgO thin film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.163-163
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• 2000

In this research, we used the ion irradiation technique which has an advantae in improving intentionally the properties of surface and interface in a non-equilibrium, instead of the conventional annealing method which has been known to improve the material properties in the equilibrium stat. Cu/Co multilayered films were prepared on SiN4/SiO2/Si substrates by the electron-beam evaporation for the Co layers and the thermal evaporation for the Cu layers in a high vacuum. The ion irradiation with a 80keV Ar+ was carried out at various ion doses in a high vacuum. Hysteresis loops of the films were investigated by magneto-optical polar Kerr spectroscopy at various experimental conditions. The change of atomic structure of the films before and after the ion irradiation was studied by glancing angle x-ray diffraction, and the intermixing between Co and Cu sublayers was confirmed by Rutherford backscattering spectroscopy. The surface roughness and magneto-resistance were measured by atomic force microscopy and with a four-point probe system, respectively. During the magneto-resistance measurement, we changed temperature and the direction of magnetization. From the results of experiments, we found that the change at the interfaces of the Cu/Co multilayered film induced by ion irradiation cause the change of magnetic properties. According to the change in hysteresis loop, the surface inplane component of magnetic easy axis was isotropic before the ion irradiation, but became anisotropic upon irradiation. It was confirmed that this change influences the axial behavior of magneto-resistance. Especially, the magneto-resistance varied in accordance with an external magnetic field and the direction of current, which means that magneto-resistance also shows the uniaxial behavior.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.213-213
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• 2009

Titanium dioxide ($TiO_2$) thin films were prepared on glass substrates by ion-assisted electron-beam evaporation with 200nm thickness and subsequently crystallized by rapid thermal annealing at the rage of $200{\sim}700^{\circ}C$ in flowing $N_2$ gas. The crystal structure of the films were examined by X-ray diffractometer. As-deposited $TiO_2$ films were amorphous. After annealing, anatase and rutile phase of $TiO_2$ films were observed together.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.3 no.1
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• pp.83-87
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• 1994

The polycrystalline $CuInS_{2}$ thin films were prepared by annealing in vacuum and extra S supply of S/In/Cu stacked layers, which were deposited by sequential electron beam evaporation(EBE). n-type $CuInS_{2}$ was fabricated in vacuum with chalcopyrite structure and its minimum resistivity was $142{\Omega}Cm$. Also, p-type $CuInS_{2}$ was made in extra S supply with chalcopyrite structure and its minimum resistivity was $137{\Omega}Cm$.