• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.186-186
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• 2012

최근 Flexible organic electronics 분야에 대한 관심과 더불어 소자의 산소 및 수분의 침투를 방지하기 위한 투습방지막 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 Closed Drift Linear Source(CDLPS) 플라즈마 공정을 이용하여 저온 고속의 $SiO_xC_yH_z$ barrier flims 형성 연구를 진행하였다. HMDSO(hexamethyldisiloxane), TMS(trimethylsilane)와 산소를 기반으로 HMDSO/HMDSO+산소의 비율에 따라 $Si(-O_x)$ 변화에 따른 특성 평가를 진행하였다. X-ray photoelectrom spectroscopy(XPS) 및 Ft-IR spectrometer 측정 시 3.7% 비율에서 실리콘 원소가 산소 라디칼과 효율적인 반응을 함으로써 단일한 $SiO_2$ 박막이 형성됨을 확인 하였다. 그와 반면에 비율의 증가로 인해 다량의 HMDSO 물질이 주입 되었을 시 산소 라디칼과 충분히 반응 되지 못하여 $SiO_2$에 비해 $Si(CH)_x$ 가 많이 함량 된 Polymer like한 $SiO_x$가 많이 형성되었다. 박막의 증착율의 경우에는 3.7%에서 18%로 증가함에 따라 35 nm/min에서 180 nm/min의 증착율을 가지는 것을 확인 하였다. 3.7% 비율의 단일 $SiO_2$ 공정 조건으로 유기태양전지에 형성 하였을 시 소자의 에너지 변환 효율(PCE)이 변화 없는 것을 확인하였다. 이는 기존 공정에 비해 CDLPS 플라즈마 공정의 경우 유기소자에 플라즈마로 인한 열에너지나 이온 충격 에너지로 인한 영향 없는 것을 확인 할 수 있다. 이런 장점을 통해 CDSPS를 이용한 공정 기술은 다양한 유기 소자의 barrier 형성 연구에 큰 도움이 될 것이다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.25 no.5
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• pp.366-371
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• 2012

In this paper, fabricated by MEMS uncooled micro-bolometer detector for the study in the infrared sensitivity enhancement. Absorption layer SiOx-Metal series MDTF (metal-dielectric thin film) by high absorption rate and has a high thermal coefficient of resistance, low noise characteristics were implemented. Then MDTF were made in a vacuum deposition method. And MDTF for the analysis of the physical properties of silicon wafers were fabricated, TCR (temperature coefficient of resistance) value was made in order to measure the glass wafer and FT-IR (Fourier Transform Infrared spectroscopy) values were made in order to measure the germanium window. The analyzed results of MDTF -3 [%/K] has more characteristics of the TCR. And 8~12 um wavelength region close to 70% in the absorption characteristic.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.284-284
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• 2011

Recently, the increasing degree of device integration in the fabrication of Si semiconductor devices, etching processes of nano-scale materials and high aspect-ratio (HAR) structures become more important. Due to this reason, etch selectivity control during etching of HAR contact holes and trenches is very important. In this study, The etch selectivity and etch rate of TEOS oxide layer using ACL (amorphous carbon layer) mask are investigated various process parameters in CH2F2/C4F8/O2/Ar plasma during etching TEOS oxide layer using ArF/BARC/SiOx/ACL multilevel resist (MLR) structures. The deformation and etch characteristics of TEOS oxide layer using ACL hard mask was investigated in a dual-frequency superimposed capacitively coupled plasma (DFS-CCP) etcher by different fHF/ fLF combinations by varying the CH2F2/ C4F8 gas flow ratio plasmas. The etch characteristics were measured by on scanning electron microscopy (SEM) And X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). A process window for very high selective etching of TEOS oxide using ACL mask could be determined by controlling the process parameters and in turn degree of polymerization. Mechanisms for high etch selectivity will discussed in detail.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.165-166
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• 2012

표면의 젖음성은 어플리케이션의 매우 중요한 점으로, 이것은 표면에너지와 표면의 조도에 의해 결정된다. 표면의 젖음성을 낮추기 위하여 저온 PECVD 공정을 통해 초소수성 박막을 만들었다. $SiO_xC_yH_z$ 필름을 만들기 위하여 RF power을 사용하였고, HMDS (hexamethyl-disilazane) precursor과 함께 수소 기체를 통해 증착하였다. 이 실험에서는 수소와 RF power를 변수로 진행하였고, 이것은 소수성 박막의 표면에너지를 변화시켰다. 필름을 합성한 후 contact angle measurement 및 AFM을 사용해 표면에너지와 표면조도를 관찰하였다. 또한 필름의 화학적 결합을 알기 위해 FT-IR을 이용하였다. 여기에서 표면의 에너지는 표면의 조도와 화학적 결합상태에 의해서 영향을 받았음을 알 수 있었다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.30 no.3
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• pp.199-204
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• 2009

Iridium oxide films (IROFs) have been extensively studied as a material for electrical stimulation of neurons, as iridium oxide has higher charge storage capacity than other metal films. More recently, sputtered iridium oxide film (SIROF) has been studied, because it can be made more conveniently than activated iridium oxide film (AIROF). Typically, the SIROFs are grown at temperatures from 400 to 600 $^{\circ}C$. However, such high temperatures cannot be used when the iridium oxide (IrOx) film is to be deposited on a flexible polymer material, such as polyimide. In this paper, we show that we can still obtain excellent characteristics in SIROFs grown without heating (cold SIROF), by optimizing the growth conditions. We show that the oxygen flow rate is a critical parameter for controlling the surface properties of a cold SIROF. At an oxygen flow rate of 12 seem, the cold SIROF exhibited a charge storage capacity (CSC) of 60 mC/cm$^2$, which is comparable to or better than other published values for iridium oxide films including heated SIROFs. The film produced under these conditions also had the minimum impedance value of all cold SIROFs deposited for this study. A stability test and biocompatibility test also demonstrated the superiority of the optimized cold SIROF.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.38 no.6
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• pp.277-284
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• 2017

This paper presents an implantable pH measurement electrode for wireless gastroesophageal reflux measurement. Usually, gastroesophageal reflux is diagnosed by a catheter-type wire connection between the esophagus and the diagnostic device which brings many side effects such as restriction of daily living, pain, and discomfort in the nasal cavity and pharynx of patients. In order to solve these issues, researchers have been studied a wireless measurement method and a micro-sized pH electrode for human body insertion is necessary. Commercial glass packaged pH meter is formed by a sensing and a reference electrodes in a KCl solution. However, if the glass meter is inserted into the human body, there are risks of leakage of the solution, breakage of the glass package, injury of the body elements. Therefore, the solution should be solidified on the micro-sized noble metal wire which has a characteristic of biocompatible. After solidified wire fabrication, the designed meter was tested for feasibility of measurement and the result was well agreed with pH values of commercial pH meter. Potentials in pH 1 to 12 solution was measured to obtain the sensitivity of the sensor with linearity. And we have designed a simulation of gastroesophageal reflux with symptom frequency, interval, and duration time in pH 2 solution. The proposed sensor has capable to get the same potential for 24 measurements in 3 days, and it has sensed same pH values of 2 for one hour with every 10 minutes. Furthermore, the sensor was survived for 48 hours with reasonable potentials in the acid solution.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.49.1-49.1
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• 2009

산업화 이후, 석탄 석유를 중심으로 한 화석연료가 이산화탄소를대량으로 배출하며 지구 온난화를 야기함에 따라, 석유를 대체할 새로운 에너지원에 대한 관심이 높아지고 있다. 많은 대체에너지 가운데, 청정하고 무한 재생 가능한대체에너지를 이야기할 때, 가장 큰 기대를 받고 있는 것은 태양에너지이며, 이에 보조를 맞춰 태양광 발전에 대한 연구개발이 국내외적으로 활발히 진행되고 있는 실정이다. 태양 전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 바꿔주는 소자로, 셀의효율을 높이기 위해서는 최대한 많은 빛을 흡수시킬 수 있는 것이 중요하다. 빛의 반사를 줄이는 방법에는 Texturing 과 Antireflecting coating 이있다. Antireflecting coating은 반도체와 공기의 중간 굴절율을 갖는 박막을 증착하여 측면 반사를 감소시킴으로서 빛의 손실을 감소시키는 역활을 한다. 반사 방지막으로 쓰이는 SiNx는 SiOx의 대체 물질로 굴절률이 약 1.5로서 Si에 쉽게 형성시킬 수 있고, texturing된 Si 표면에 적합하며 반사율을 10 %에서 2 %로 줄일 수 있다. 나아가 고성능의 반사방지막은 박막의 균일도확보 및 passivation 공정이 필수적이라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 PECVD 방법으로 SiH4와 NH3 gas 의 비율을 변화시켜 증착한 SiNx 박막의 결정학적 특성을 X-ray Diffraction 분석과 TEM (TransmissionElectron Microsopy) 을 통해 관찰하였으며, XPS (X-rayphotoelectron spectroscopy) 를 통해 화학적결합을 확인하였고, 이를 FT-IR (Fourier Transform-Infrared spectroscopy)를 통해 관찰한 결과와 연관시켜분석하였다. 굴절율의 경우 Ellipsometry를 이용하여측정하였으며 위의 측정을 통하여 SiNx박막의 반사 방지막으로써의 가능성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.6
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• pp.315-319
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• 2005

To obtain low switching field ($H_{SW}$) we introduced amorphous ferromagnetic $Co_{70.5}Fe_{4,5}Si_{15}B_{10}$ single and synthetic antiferromagnet (SAF) free layers in magnetic tunnel junctions (MTJs). The switching characteristics for MTJs with structures $Si/SiO_2/Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe 7/AlOx/CoFeSiB 7 or CoFeSiB (t)/Ru 1.0/CoFeSiB (7-t)/Ru 60 (in nm) were investigated and compared to MTJs with $Co_{75}Fe_{25}$ and $Ni_{80}Fe_{20}$ free layers. CoFeSiB showed a lower saturation magnetization of $560 emu/cm^3$ and a higher anisotropy constant of $2800\;erg/cm^3$ than CoFe and NiFe, respectively. An exchange coupling energy ($J_{ex}$) of $-0.003erg/cm^2$ was observed by inserting a 1.0 nm Ru layer in between CoFeSiB layers. In the CoFeSiB single and SAF free layer MTJs, it was frond that the size dependence of the $H_{SW}$ originated from the lower $J_{ex}$ experimentally and by micromagnetic simulation based on the Landau-Lisfschitz-Gilbert equation. The CoFeSiB SAF structures showed lower $H_{SW}$ than that of NiFe, CoFe and CoFeSiB single structures. The CoFeSiB SAF structures were proved to be beneficial far the switching characteristics such as reducing the coercivity and increasing the sensitivity in micrometer to submicrometer-sized elements.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.14 no.3
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• pp.99-104
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• 2004

We have studied to understand the barrier and interface qualities and structural changes through measuring temperature dependent spin-polarization as functions of plasma oxidation time and annealing time. Magnetic tunnel junctions consisting of SiO2$_2$/Ta 5/CoFe 17/IrMn 7.5/CoFe 5/Al 1.6-Ox/CoFe 5/Ta 5 (numbers in nm) were deposited and annealed when necessary. A 30 s,40 s oxidized sample showed the lowest spin-polarization values. It is presumed that tunneling electrons were depolarized and scattered by residual paramagnetic Al due to under-oxidation. On the contrary, a 60s, 70 s oxidized sample might have experienced over-oxidation, where partially oxidized magnetic dead layer was formed on top of the bottom CoFe electrode. The magnetic dead layer is known to increase the probability of spin-flip scattering. Therefore it showed a higher temperature dependence than that of the optimum sample (50 s oxidation). temperature dependence of 450 K annealed samples was improved when the as-deposited one compared. But the sample underwent 475 K and 500 K annealing exhibits inferior temperature dependence of spin-polarization, indicating that the over-annealed sample became microstucturally degraded.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.257-257
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• 2007

고밀도 FeRAM (Ferroe!ectric Random Access Memory) 소자를 개발하기 위해서는 강유전체 물질을 이용한 안정적인 스텍형의 커패시터 개발이 필수적이다. 특히 $(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 강유전체 물질을 이용하는 경우에는 낮은 열처리 온도에서도 균질하고 높은 값의 잔류 분극 값을 확보하는 것이 가장 중요한 과제 중의 하나이다. 불행히도, BLT 물질은 a-축으로는 약 $50\;{\mu}C/cm^2$ 정도의 높은 잔류 분극 값을 갖지만, c-축 방향으로는 $4\;{\mu}C/cm^2$ 정도의 낮은 잔류 분극 값을 나타내는 동의 강한 비등방성 특성을 보인다. 따라서 BLT 박막에서 각각 입자들의 크기 및 결정 방향성을 세밀하게 제어하는 것은 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 16 Mb의 1T/1C (1-transistor/1-capacitor) 형의 FeRAM 소자를 BLT 박막을 적용하여 제작하였다. 솔-젤 (sol-gel) 용액을 이용하여 스핀코팅법으로 BLT 박막을 증착하고, 후속 열처리 공정을 RTP (rapid thermal process) 공정을 이용하여 수행하였다. 커패시터의 하부 전극 및 상부 전극은 각각 Pt/IrOx/lr 및 Pt을 적용하였다. 반응성 이온 에칭 (RIE: reactive ion etching) 공정을 이용하여 커패시터를 형성시킨 후, 32k-array (unit capacitor: $0.68\;{\mu}m$) 패턴에서 측정한 스위칭 분극 (dP=P*-P^) 값은 약 $16\;{\mu}C/cm^2$ 정도이고, 웨이퍼 내에서의 균일도도 2.8% 정도로 매우 우수한 특성을 보였다. 그러나 단위 셀들의 특성을 평가하기 위하여 bit-line의 전압을 측정한 결과, 약 10% 정도의 커패시터에서 불량이 발생하였다. 그리고 이러한 불량 젤들은 매우 불규칙적으로 분포함을 확인할 수 있었다. 이러한 불량 원인을 파악하기 위하여 양호한 젤과 불량이 발생한 셀에서의 BLT 박막의 미세구조를 분석하였다. 양호한 셀의 BLT 박막 입자들은 불량한 셀에 비하여 작고 비교적 균일한 크기를 갖고 있었다. 이에 비하여 불량한 셀에서의 BLT 박막에는 과대 성장한 입자들이 존재하고 이에 따라서 입자 크기가 매우 불균질한 것으로 확인되었다. 또 이러한 과대 성장한 입자들은 거의 모두 c-축 배향성을 나타내었다. 이상의 실험 결과들로부터, BLT 박막을 이용하여 제작한 FeRAM 소자에서 발생하는 불규칙한 셀 불량의 주된 원인은 c-축 배향성을 갖는 과대 성장한 입자의 생성임을 알 수 있었다. 즉 BLT 박막을 이용하여 FeRAM 소자를 제작하는 경우, 균일한 크기의 입자 및 c-축 배향성의 입자 억제가 매우 중요한 기술적 요소임을 알 수 있었다.