• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2006.08a
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• pp.333-336
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• 2006

High Pressure Annealing System was developed to improve the characteristics of low-temperature poly-silicon thin film transistors.. (TFTs). The high-pressure steam annealing was applied to the poly-silicon film made by rapid thermal annealing method. The carrier lifetime was investigated by Microwave detection of the Photo-Conductive Decay and the increase of carrier lifetime which indicates the reduction of the defect was observed by high-pressure steam annealing of 1MPa 600C 1hour.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.1
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• pp.31-36
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• 2013

For the simplification of doping process in amorphous carbon film, arsenic (As) ions were implanted on the nucleated silicon wafer before the growth process. Then amorphous carbon films were grown at the condition of $CH_4/H_2=5%$ by microwave plasma chemical vapour deposition. Because the implanted seeds were grown at the high temperature and the implanted ions were spread, it was possible to reduce the process steps by leaving out the annealing process. When the implanted amorphous carbon films were electrically characterized in diode configuration, field emission current of $0.1mA/cm^2$ was obtained at the applied electric field of about $2.5V/{\mu}m$. The results show that the implanted As ions were sufficiently doped by the self-annealing process by using the growth after implantation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.206.2-206.2
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• 2015

최근 비정질 산화물 반도체 thin film transistor(TFT)는 차세대 투명 디스플레이로 많은 관심을 받고 있으며 활발한 연구가 진행되고 있다. 산화물 반도체 TFT는 기존의 비정질 실리콘 반도체에 비하여 큰 on/off 전류비, 높은 이동도 그리고 낮은 구동전압으로 인하여 차세대 투명 디스플레이 산업에 적용 가능하다는 장점이 있다. 한편 기존의 sputter나 evaporator를 이용한 증착 방식은 우수한 막의 특성에도 불구하고 많은 시간과 제작비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 별도의 고진공 시스템이 필요하지 않을 뿐만 아니라 대면적화에도 유리한 용액공정 방식을 이용하여 박막 트렌지스터를 제작하였으며 thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화 하였다. 제작된 박막 트렌지스터는 p-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 spin coater을 이용하여 Al-Zn-Sn-O 박막을 형성하였다. 연속해서 photolithography 공정과 BOE (30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 Pseudo-MOS FET구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성평가가 용이하다는 장점을 가지고 있다. 그 결과, microwave를 통해 열처리한 소자는 100oC 이하의 낮은 열처리 온도에도 불구하고 furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 subthreshold swing(SS), Ion/off ratio, field-effectmobility 등이 개선되는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.211.1-211.1
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• 2015

최근 용액 공정을 이용한 산화물 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 넓은 밴드갭을 가지고 있는 산화물 반도체는 높은 투과율을 가지고 있어 투명 디스플레이에 적용이 가능하다. 기존의 박막 진공증착 방법은 진공상태를 유지하기 위한 장비의 가격이 비싸며, 대면적의 어려움, 높은 생산단가 등으로 생산율이 높지 않다. 하지만 용액 공정을 이용하면 대기압에서 증착이 가능하고 대면적화가 가능하다. 그리고 각각의 조성비를 조절하는 것이 가능하다. 이러한 장점에도 불구하고, 소자의 신뢰성이나 저온공정은 중요한 이슈이다. Instability는 threshold voltage (Vth)의 shift 및 on/off switching의 신뢰성과 관련된 parameter이다. 용액은 소자의 전기적 특성을 열화 시키는 수분 과 탄소계열의 불순물을 다량 포함 하고 있어 고품질의 박막을 형성하기 위해서는 고온의 열처리가 필요하다. 기존의 열처리는 고온에서 장시간 이루어지기 때문에 유리나 플라스틱, 종이 기판의 소자에서는 불가능하지만 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 공정인 microwave를 이용하면 유리, 플라스틱, 종이 기판에서도 적용이 가능하다. 본 연구에서는 산화물 반도체 중에서 InGaZnO (IGZO)를 용액 공정으로 제작한 juctionless thin-film transistor를 제작하여 기존의 열처리를 이용하여 처리한 소자와 microwave를 이용해서 열처리한 소자의 전기적 특성을 한 달 동안 관찰 하였다. 또한 In:Zn의 비율을 고정한 후 Ga의 비율을 달리하여 특성을 비교하였다. 먼저 p-type bulk silicon 위에 SiO2 산화막이 100 nm 증착된 기판에 RCA 클리닝을 진행 하였고, solution InGaZnO 용액을 spin coating 방식으로 증착하였다. Coating 후에, solvent와 수분을 제거하기 위해서 $180^{\circ}C$에서 10분 동안 baking공정을 하였다. 이후 furnace열처리와 microwave열처리를 비교하기 위해 post-deposition-annealing (PDA)으로 furnace N2 분위기에서 $600^{\circ}C$에서 30분, microwave를 1800 W로 2분 동안 각각의 샘플에 진행하였다. 또한, HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 제작된 TFT의 transfer curve를 측정하였다. 그 결과, microwave 열처리한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 높은 mobility, 낮은 hysteresis 값을 나타내었으며, 1달간 소자의 특성을 관찰하였을 때 microwave 열처리한 소자의 경우 전기적 특성이 거의 변하지 않는 것을 확인하였다. 따라서 향후 용액공정, 저온공정을 요구하는 소자 공정에 있어 열처리방법으로 microwave를 이용한 활용이 기대된다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.10 no.3
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• pp.75-79
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• 2009

An intrinsic silicon thin film passivation layer is deposited by the microwave remote-plasma enhanced chemical vapor deposition at temperature of $175^{\circ}C$ and various gas ratios for solar cell applications. The good quality amorphous silicon films were formed at silane $(SiH_4)$ gas flow rates above 15 seem. The highest effective carrier lifetime was obtained at the $SiH_4$, flow rate of 20 seem and the value was about 3 times higher compared with the bulk lifetime of 5.6 ${\mu}s$ at a fixed injection level of ${\Delta}n\;=\;5{\times}10^{14}\;cm^{-3}$. An annealing treatment was performed and the carrier life times were increased approximately 5 times compared with the bulk lifetime. The optimal annealing temperature and time were obtained at 250 $^{\circ}C$ and 60 sec respectively. This indicates that the combination of the deposition of an amorphous thin film at a low temperature and the annealing treatment contributes to the excellent surface and bulk passivation.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.358-360
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• 2007

For large scaled solar cells and photosensors CdS thin films of $2{\mu}m$ thickness have deposited on ITO glass substrate by chemical bath deposition methode in $300^{\circ}C$ electric furnace. The surface roughness and resistance of cadmium sulphide(CdS) thin films with different microstructures and morphologies was investigated by using a x-ray diffraction (XRD), a scanning electron microscope (SEM), an atomic force microscope (AFM), and a near-field scanning microwave microscope (NFMM). As the different substrate heat temperatures, the microwave reflection coefficient $S_{11}$ and intensity of the (002) diffraction peak was changed, and the surface morphology also has shown differently.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.124-124
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• 2009

We observed the changes of crystal structure of Rubrene (5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene) polycrystal thin films at various in situ substrate temperature and process by scanning electron microscope(SEM), x-ray diffraction (XRD) and near-field microwave microprobe (NFMM). Amorphous rubrene thin film was initially obtained on 200 nm thick $SiO_2/Si$ substrate at 35 $^{\circ}C$ in a vacuum evaporation but in situ long time postannealing at the temperature 80 $^{\circ}C$ transformed the amorphous phase into crystalline. Four heating conditions are followed : (a) preheating (b) annealing (c) preheating, annealing (d) preheating, cooling(35 $^{\circ}C$), annealing. We have obtained the largest polycrystal disk in sample (c). But the highest crytallity and conductivity of the rubrene thin films were obtained in sample (d).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.347.2-347.2
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• 2014

최근, 비정질 산화물 반도체 thin film transistor (TFT)는 수소화된 비정질 실리콘 TFT와 비교하여 높은 이동도와 큰 on/off 전류비, 낮은 구동 전압을 가짐으로써 빠른 속도가 요구되는 차세대 투명 디스플레이의 TFT로 많은 연구가 진행되고 있다. 한편, 기존의 Thin-Film-Transistor 제작 시 우수한 박막을 얻기 위해서는 $500^{\circ}C$ 이상의 높은 열처리 온도가 필수적이며 이는 유리 기판과 플라스틱 기판에 적용하는 것이 적합하지 않고 높은 온도에서 수 시간 동안 열처리를 수행해야 하므로 공정 시간 및 비용이 증가하게 된다는 단점이 있다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 연구에서는 간단하고, 낮은 제조비용과 대면적의 박막 증착이 가능한 용액공정을 통하여 박막 트랜지스터를 제작하였으며 thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화하였다. P-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 spin coater을 이용하여 Al-Zn-Sn-O 박막을 형성하였다. 그리고, baking 과정으로 $180^{\circ}C$의 온도에서 10분 동안의 열처리를 실시하였다. 연속해서 Photolithography 공정과 BOE (30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 Junctionless TFT 구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성을 간단하고 간략화 된 공정과정으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 열처리 조건으로는 thermal 열처리의 경우, furnace를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 30분 동안 N2 가스 분위기에서 열처리를 실시하였고, microwave 열처리는 microwave 장비를 이용하여 각각 400 W, 600 W, 800 W, 1000 W로 15분 동안 실시하였다. 그 결과, furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 microwave를 통해 열처리한 소자에서 subthreshold swing (SS), threshold voltage (Vth), mobility 등이 비슷한 특성을 내는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.20 no.10
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• pp.550-554
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• 2010

This work presents a fabrication procedure to make large-area, size-tunable, periodically different shape metal arrays using nanosphere lithography (NSL) combined with ashing and annealing. A polystyrene (PS, 580 ${\mu}m$) monolayer, which was used as a mask, was obtained with a mixed solution of PS in methanol by multi-step spin coating. The mask morphology was changed by oxygen RIE (Reactive Ion Etching) ashing and temperature processing by microwave heating. The Au or Pt deposition resulted in size tunable nano patterns with different morphologies such as hole and dots. These processes allow outstanding control of the size and morphology of the particles. Various sizes of hole patterns were obtained by reducing the size of the PS sphere through the ashing process, and by increasing the size of the PS sphere through annealing treatment, which resulted in tcontrolling the size of the metallic nanoparticles from 30 nm to 230 nm.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.373-373
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• 2014

Resistive-change random access memory (ReRAM) device is one of the promising candidates owing to its simple structure, high scalability potential and low power operation. Many resistive switching devices using transition metal oxides materials such as NiO, Al2O3, ZnO, HfO2, $TiO_2$, have attracting increased attention in recent years as the next-generation nonvolatile memory. Among various transition metal oxides materials, HfO2 has been adopted as the gate dielectric in advanced Si devices. For this reason, it is advantageous to develop an HfO2-based ReRAM devices to leverage its compatibility with Si. However, the annealing temperature of these high-k thin films for a suitable resistive memory switching is high, so there are several reports for low temperature process including microwave irradiation. In this paper, we demonstrate the bipolar resistive switching characteristics in the microwave irradiation annealing processed Ag/HfO2/Pt ReRAM device. Compared to the as-deposited Ag/HfO2/Pt device, highly improved uniformity of resistance values and operating voltage were obtained from the micro wave annealing processed HfO2 ReRAM device. In addition, a stable DC endurance (>100 cycles) and a high data retention (>104 sec) were achieved.