• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.242.1-242.1
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• 2013

최근, 저항변화 메모리 (resistance random access memory, ReRAM)는 단순한 구조, 고집적성, 낮은 소비 전력, 우수한 retention 특성 CMOS 기술과의 공정호환성 등의 장점으로 인하여 현재 사용되는 메모리의 물리적 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리로써 주목을 받고 있다. 더욱이 용액공정은 높은 균일성, 공정 시간 및 비율 감소 그리고 대면적화가 가능한 장점을 가진 이유로 TiOx, ZrOx ZnO 같은 high-k 물질들을 이용한 연구가 보고되고 있다. 기존의 ReRAM 용액공정에서 결함, 즉 oxygen vacancies 그리고 불순물들을 제어하기 위해 일반적으로 사용되는 furnace 열처리는 낮은 열효율과 고비용등의 문제점을 가지고 있다. 특히 glass 또는 flexble 기판의 경우 열처리 온도에 제약이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 열 균일성, 짧은 공정시간 의 장점을 가진 microwave 열처리 방법이 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 용액공정을 이용하여 증착한 HfOx 기반의 저항변화 메모리를 제작하여 저온에서 microwave 열처리 와 furnace 열처리의 특성을 비교평가 하였다. 그 결과 microwave 열처리 방법이 furnace 열처리 방법보다 넓은 메모리 마진, 향상된 uniformity 를 가지는 것을 확인 하였다. 이로써 저온공정이 필요한 ReRAM 의 열처리 대안책 으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.420-420
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• 2014

최근, 과학 기술이 발달함에 따라 현장에서의 실시간 검사 및 자가 지단 등 질병 치유에 대한 사람들의 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라 의료, 환경, 산업과 같은 많은 분야에서 바이오 센서에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그 중, EGFET는 전해질 속의 각종 이온 농도를 전기적으로 측정하는 바이오 센서로, 외부 환경으로부터 안전하고, 제작이 쉬우며, 재활용이 가능하여 비용을 절감 할 수 있다는 장점을 가지고 있다 [1]. EGFET는 감지부와 FET부로 분리된 구조를 가지고 있으며, 감지부의 감지막으로는 Al2O3, HfO2, $TiO_2$, SnO2 와 같은 다양한 물질들이 사용되고 있다. 그 중, SnO2는 우수한 감도와 안정성을 가지고 있는 물질로 추가적인 열처리 공정 없이도 우수한 감지 특성을 나타내기 때문에 본 연구에서 감지막으로 사용하였다. 한편, EGFETs 의 FET부로는 기존의 비정질 실리콘 TFTs 에 비해 10배 이상의 높은 이동도와 온/오프 전류비를 갖는 InGaZnO 를 채널층으로 사용한 TFTs 를 사용하였다. a-IGZO 는 넓은 밴드 갭으로 인해 가시광 영역에서 투명하며, 향후 투명 바이오센서 제작 시, 물질들 사이의 반응을 전기적 신호뿐만 아니라 광학적인 분석 방법으로도 검출이 가능하기에 고 신뢰성을 갖는 센서의 제작이 가능할 것으로 기대된다. 한편, a-IGZO TFTs 의 경우 우수한 전기적 특성을 나타냄에도 불구하고 소자 동작 시 문턱 전압이 불안정하다는 단점이 있으며 [2], 이러한 문제의 개선과 향후 투명 기판 위에서의 소자 제작을 위해서는 저온 열처리 공정이 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 저온 열처리 공정인 u-wave 열처리를 통하여 a-IGZO TFTs 의 전기적 특성 및 안정성을 향상시켰으며, 9.51 [$cm2/V{\cdot}s$]의 이동도와 135 [mV/dec] 의 SS값, 0.99 [V]의 문턱 전압, 1.18E+08의 온/오프 전류 비를 갖는 고성능 스위칭 TFTs 를 제작하였다. 최종적으로, 제작된 a-IGZO TFTs 를 SnO2 감지막을 갖는 EGFETs 에 적용함으로써 우수한 감지 특성과 안정성을 갖는 바이오 센서를 제작하였다.

• Journal of Magnetics
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• v.7 no.3
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• pp.63-71
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• 2002

Three fabrication techniques for forming thin barrier layer with uniform thickness and large barrier height in magnetic tunnel junction (MTJ) are discussed. First, the effect of immiscible element addition to Cu layer, a high conducting layer generally placed under the MTJ, is investigated in order to reduce the surface roughness of the bottom ferromagnetic layer, on which the barrier is formed. The Ag addition to the Cu layer successfully realizes the smooth surface of the ferromagnetic layer because of the suppression of the grain growth of Cu. Second, a new plasma source, characterized as low electron energy of 1 eV and high density of $10^{12}$ $cm^{-3}$, is introduced to the Al oxidation process in MTJ fabrication in order to reduce damages to the barrier layer by the ion-bombardment. The magnetotransport properties of the MTJs are investigated as a function of the annealing temperature. As a peculiar feature, the monotonous decrease of resistance area product (RA) is observed with increasing the annealing temperature. The decrease of the RA is due to the decrease of the effective barrier width. Third, the influence of the mixed inert gas species for plasma oxidization process of metallic Al layer on the tunnel magnetoresistance (TMR) was investigated. By the use of Kr-O$_2$ plasma for Al oxidation process, a 58.8 % of MR ratio was obtained at room temperature after annealing the junction at $300{^{\circ}C}$, while the achieved TMR ratio of the MTJ fabricated with usual Ar-$0_2$ plasma remained 48.4%. A faster oxidization rate of the Al layer by using Kr-O$_2$ plasma is a possible cause to prevent the over oxidization of Al layer and to realize a large magnetoresistance.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.23 no.3
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• pp.83-88
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• 2013

The soft magnetic Fe-Si-Cr flakes with the thickness of about 1 ${\mu}m$ were annealed at 500 and $700^{\circ}C$ for 1 h, and the composite sheets for electromagnetic wave noise absorber available for quasi-microwave band were fabricated by using these annealed flakes and polymer. Further the power loss characteristics of the composite sheets was investigated to clarify the annealing effect on electromagnetic wave absorption properties. The power loss decreased in the frequency range of several GHz when the annealed flakes were used as compared to the sheet using the as-milled FeSiCr alloy flakes. Moreover the sheets using annealed flakes exhibited lower value of real and imaginary part of complex permeability. These inferior electromagnetic wave absorption properties of the composite sheets using annealed alloy flakes were considered to be obtained by the enhanced eddy current effect upon annealing-induced recovery of microstructure and resulted low complex permeability.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.13 no.4
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• pp.65-70
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• 2006

Carbon nanotubes (CNT) grown by chemical vapor deposition (CVD) and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and followed by annealing at $400{\sim}500^{\circ}C$ were investigated for gas sensing under 1.5ppm $NO_{2}$ concentration at an operating temperature of $200^{\circ}C$. The electrical resistance of CNT sensor decreased with temperature, indicating a semiconductor type. The resistance of CNT sensor decreased with $NO_{2}$ adsorption. It was found that the sensitivity of sensor was affected by humidity and decreased under microwave irradiation for 3 minutes. The CNT sensor grown by PECVD had a higher sensitivity than that of CVD.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.11 no.1
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• pp.14-20
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• 2001

The structure, shape, size, and magnetic properties of Ni$_{0.5}$Cu$_{0.1}$Zn$_{0.4}$Fe$_2$O$_4$ have been investigated as a function of annealing temperatures. In order to control the microwave absorbing properties of ferrite-rubber composite and the complex losses (magnetic loss and conduction loss), the effect of carbon addition was also studied. It was found that the coercive force decreased with increasing heat-treatment temperatures. Relative complex permeability and reflection loss were measured by the network analyzer. As a result, the natural resonance occurred in the low frequency tinge, and the matching frequency of the ferrite-rubber composite prepared at 130$0^{\circ}C$ was found to be lower. As heat-treatment temperatures were increased, the magnetic loss ($\mu$$_{r}$", $\mu$$_{r}$′) and the dielectric loss ($\varepsilon$$_{r}$"/$\varepsilon$$_{r}$′) were increased. It was caused that the absorption characteristics of the absorber were improved. The conduction loss and magnetic loss were expected to be occurred together because two matching frequencies were shown with carbon addition. It was confirmed that the matching frequency of the microwave absorber could be controlled by controlling heat-treatment temperatures and carbon additions.ons.tions.

• Applied Science and Convergence Technology
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• v.26 no.4
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• pp.62-65
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• 2017

Passivation of surface defects by the formation of chemically inert structure at the surface of $TiO_2$ nanocrystals can be potentially useful in enhancing their photocatalytic activity. In this regard, we have studied the surface chemical states of $TiO_2$ surfaces prepared by a treatment in the afterglow of $N_2$ microwave plasma using X-ray photoemission spectroscopy (XPS). We find that nitrogen is incorporated into the surface after the treatment up to a few atomic percent. Interestingly, the surface oxynitride layer is found to be chemically stable when it's in contact with water at room temperature (RT). The surface nitrogen species were also found to be thermally stable upon annealing up to $150^{\circ}C$ in the atmospheric pressure. Thus, we conclude that the treatment of oxide materials such as $TiO_2$ in the afterglow of $N_2$ plasma can be effective way to passivate the surface with nitrogen species.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.648-651
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• 2004

Pb0.5Sr0.5TiO3(PST) thin films were deposited on the LaNiO3 (LNO(100))/Si and Pt/Ti/SiO2/Si substrates by the alkoxide-based sol-gel method. Structural and dielectric properties of PST thin films for the tunable microwave device applications were investigated. The PST films, which were directly grown on the Pt/Ti/SiO2/Si substrates showed the random orientation. For the LNO/Si substrates, the PST thin films exhibited highly (100) orientation. Compared with randomly oriented films, the highly (100)-oriented PST thin films showed better dielectric constant, tunability, and figure of merit (FOM). The dielectric constant, tunability, and FOM of the highly (100)-oriented PST thin film increased with increasing annealing temperature due to the decrease in lattice distortion. The differences in dielectric properties may be attributed to the change in the film stress and the in-plane oriented Polar axis depending on the substrate was used. The dielectric constants, dielectric loss and tunability of the PST thin films deposited on the LNO/Si substrates measured at 1 MHz were 483, 0.002, and 60.1%, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.261-261
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• 2016

플래시 메모리 (flash memory)는 DRAM(dynamic racdom access memory)이나 SRAM(static random access memory)에 비해 소자의 구조가 매우 단순하기 때문에 집적도가 높아서 기기의 소형화가 가능하다는 점과 제조비용이 낮다는 장점을 가지고 있다. 또한, 전원을 차단하면 정보가 사라지는 DRAM이나 SRAM과 달리 전원이 꺼지더라도 저장된 정보가 지워지지 않는다는 특징을 가지고 있어서 ROM(read only memory)과 정보의 입출력이 자유로운 RAM의 장점을 동시에 가지기 때문에 활용도가 크다. 또한, 속도가 빠르고 소비전력이 작아서 USB 드라이브, 디지털 TV, 디지털 캠코더, 디지털 카메라, 휴대전화, 개인용 휴대단말기, 게임기 및 MP3 플레이어 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 낸드(NAND)형의 플래시 메모리는 고집적이 가능하며 하드디스크를 대체할 수 있어 고집적 음성이나 화상 등의 저장용으로 많이 쓰이며 일정량의 정보를 저장해두고 작업해야 하는 휴대형 기기에도 적합하며 가격도 노어(NOR)형에 비해 저렴하다는 장점을 가진다. 최근에는 smart watch, wearable device 등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 투명하고 유연한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며 유리나 플라스틱과 같은 기판 위에서 투명한 플래시 메모리를 형성하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 전하트랩형 (charge trap type) 플래시 메모리는 플로팅 게이트형 플래시 메모리와는 다르게 정보를 절연막 층에 저장하므로 인접 셀간의 간섭이나 소자의 크기를 줄일 수 있기 때문에 투명하고 유연한 메모리 소자에 적용이 가능한 차세대 플래시 메모리로 기대되고 있다. 전하트랩형 플래시메모리는 정보를 저장하기 위하여 tunneling layer, trap layer, blocking layer의 3층으로 이루어진 게이트 절연막을 가진다. 전하트랩 플래시 메모리는 게이트 전압에 따라서 채널의 전자가 tunnel layer를 통해 trap layer에 주입되어 정보를 기억하게 되는데, trap layer에 주입된 전자가 다시 채널로 빠져나가는 charge loss 현상이 큰 문제점으로 지적된다. 따라서 tunnel layer의 막질향상을 위한 다양한 열처리 방법들이 제시되고 있으며, 기존의 CTA (conventional thermal annealing) 방식은 상대적으로 높은 온도와 긴 열처리 시간을 가지고, RTA (rapid thermal annealing) 방식은 매우 높은 열처리 온도를 필요로 하기 때문에 플라스틱, 유리와 같은 다양한 기판에 적용이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 기존의 열처리 방식보다 에너지 전달 효율이 높고, 저온공정 및 열처리 시간을 단축시킬 수 있는 마이크로웨이브 열처리(microwave irradiation, MWI)를 도입하였다. Tunneling layer, trap layer, blocking layer를 가지는 MOS capacitor 구조의 전하트랩형 플래시 메모리를 제작하여 CTA, RTA, MWI 처리를 실시한 다음, 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, 마이크로웨이브 열처리를 실시한 메모리 소자는 CTA 처리한 소자와 거의 동등한 정도의 우수한 전기적인 특성을 나타내는 것을 확인하였다. 따라서, MWI를 이용하면 tunnel layer의 막질을 향상시킬 뿐만 아니라, thermal budget을 크게 줄일 수 있어 차세대 투명하고 유연한 메모리 소자 제작에 큰 기여를 할 것으로 예상한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.2
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• pp.97-101
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• 2004

W $O_{x}$-based semiconductor type thin film gas sensor was fabricated for the detection of N $O_{x}$ by reactive d.c. sputtering method. The relative oxidation state of the deposited W $O_{x}$ films was approximately compared by the calculation of the difference of the binding energy between Ols to W4 $f_{7}$2/ core level XPS spectra in the standard W $O_3$ powder of known composition. As the annealing temperature increased from 500 to 80$0^{\circ}C$, relative oxygen contents and grain size of the sputtered films were gradually increased. As the results of sensitivity ( $R_{gas}$/ $R_{air}$) measurements for the 5 ppm N $O_2$ gas, the sensitivity was 110 and the sensor showed recovery time as fast as 200 s. The other sensor properties were examined in terms of surface microstructure, annealing temperature, and relative oxygen contents. These results indicated that the W $O_3$ thin film with well controlled structure is a good candidate for monitoring and controlling of automobile exhaust.haust.t.t.t.