• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.114-114
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• 2010

최근 고용량의 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하여 고주파 발생의 원인인 배선길이와 실장 면적을 획기적으로 줄이는 임베디드 디커플링 캐패시터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 공정들은 높은 공정온도와 같은 공정상의 한계를 가지고 있어 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹 제작이 가능한 후막코팅기술인 Aerosol Deposition Method (ADM)에 착목하였으며, 이 ADM을 박막공정으로 응용하여 $BaTiO_3$ 박막을 제작하고 고용량의 디커플링 캐패시터 제작을 실현하고자 한다. 하지만, Cu 기판 상에 성막 된 $0.5\;{\mu}m$이하의 $BaTiO_3$ 박막에서는 $BaTiO_3$ 분말 내에 존재하는 평균입자 보다 큰 입자와 응집분말로 인해 발생하는 pore, crater, not-fully-crushed particles와 같은 거시적인 결함들에서의 전류 통전과 울퉁불퉁한 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면에서의 전계의 집중에 의한 전류의 증가로 인하여 큰 누설전류 발생하는 문제에 봉착하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제시된 효과적인 방법으로 Stainless steel 기판과 같이 표면경도가 높은 기판을 사용하는 것이며, 이를 통해 $0.2\;{\mu}m$의 두께까지 유전 $BaTiO_3$ 박막을 성막 할 수 있었으며, 치밀한 표면 미세구조와 줄어든 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면의 거칠기를 확인하였다. 하지만, $BaTiO_3$ 박막 내에 발생하는 누설전류의 근본원인을 확인하기 위해서는 누설전류에 대한 미시적인 접근이 더욱 요구된다. 이에 본 연구에서는 누설전류 발생원인의 미시적 접근을 위해 두께에 따른 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류 전도기구에 대한 조사하였으며, 이를 통해 $BaTiO_3$ 박막내 발생하는 누설전류의 원인은 $BaTiO_3$막 내에서 donor로서 역할을 하는 oxygen vacancy와 불균일한 전계의 집중으로 인한 전자의 tunneling 현상임을 확인할 수 있었다. 또한, Nano-indenter와 Conductive atomic force microscopic를 이용한 정밀 측정을 통해 표면경도의 중요성을 재확인하였으며 $BaTiO_3$ 박막의 두께가 $0.2\;{\mu}m$이하로 더욱 얇아지게 되면 입자간 결합 문제 또한 ADM을 박막화 하는데 있어 중요한 요소임을 확인하였다.

• Electronic Materials Letters
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• 제14권6호
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• pp.669-677
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• 2018

In this work, the high ${\kappa}$ $Zr_xAl_{1-x}O_y$ films with a different Zr concentration have been deposited by atomic layer deposition, and the effect of Zr concentrations on the structure, chemical composition, surface morphology and dielectric properties of $Zr_xAl_{1-x}O_y$ films is analyzed by Atomic force microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and capacitance-frequency measurement. The effect of Zr concentrations of $Zr_xAl_{1-x}O_y$ gate insulator on the electrical property and stability under negative bias illumination stress (NBIS) or temperature stress (TS) of ZnSnO (ZTO) TFTs is firstly investigated. Under NBIS and TS, the much better stability of ZTO TFTs with $Zr_xAl_{1-x}O_y$ film as a gate insulator is due to the suppression of oxygen vacancy in ZTO channel layer and the decreased trap states originating from the Zr atom permeation at the $ZTO/Zr_xAl_{1-x}O_y$ interface. It provides a new strategy to fabricate the low consumption and high stability ZTO TFTs for application.

• 한국표면공학회지
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• 제54권3호
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• pp.144-151
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• 2021

In the present work, planar-type ZnO powder of [0001] plane with a high aspect ratio range of 20:1 to 50:1 was synthesized. Ag or CuO could be coated on the planar-type ZnO powder by wet methods such as centrifugation or ball milling. During the coating, the average size of the powder was slightly increased while maintaining the shape and XRD pattern of ZnO. When Ag or CuO was coated, the absolute value of the zeta potential, as well as the concentration of oxygen vacancy, was increased. Ag or CuO coated planar-type ZnO power exhibited excellent antibacterial performance, which seems to be related to their high electrostatic attraction force. They could be made into a masterbatch by mixing with ABS resin, and their applicability to antibacterial substances was confirmed by manufacturing the caps of a keyboard.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.19-24
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• 2020

열처리 공정을 이용하여 Si 도핑된 n형 β-Ga2O3의 전기적 특성을 변화시킨 후 전도도 변화 메커니즘에 대한 분석을 진행하였다. β-Ga2O3 시편들은 공기 또는 N2 분위기에서 800℃~1,200℃ 온도범위 내에서 30분 동안 열처리되었다. 우선 열처리로 인한 결정성 개선은 전기 전도도에 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 하지만 공기중 열처리된 시편은 전도성이 악화된 반면 N2 열처리된 시편은 Hall 캐리어 농도와 이동도가 일부 개선되는 경향성을 보였다. X-ray photoemission spectroscopy(XPS)분석 결과, 산소공공(VO)의 농도는 가스 분위기에 상관없이 모든 열처리된 시편에서 증가하는 경향성을 보였다. 공기중 열처리된 시편에서의 VO 농도 증가는 β-Ga2O3내 VO가 Shallow donor가 아님을 보여주는 결과로 볼 수 있다. 그러므로 N2 열처리된 시편은 VO가 아닌 다른 메커니즘에 의해서 전도도가 향상되었을 가능성이 높다. Si의 경우 SiOx 결합상태를 보이는 Si의 농도가 열처리 온도 증가에 따라 증가하는 경향성을 보였다. 특이하게도 SiOx의 Si 2p peak의 면적 증가는 기존 Si의 화학적 변화 보다는 XPS 측정 영역내 Si농도 증가로 보였으며, SiOx와 전기전도도와의 상관성은 확인할 수 없었다. 결론적으로 본 연구를 통해 기존 보고된 실험결과와 달리 VO가 Deep donor임을 확인하였다. 이와 같은 β-Ga2O3 전도성의 결함 및 불순물 의존도에 대한 연구는 β-Ga2O3의 전기적 특성의 근본적인 이해를 바탕으로 물성 개선에 기여할 것으로 본다.

• 한국재료학회지
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• 제4권8호
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• pp.934-944
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• 1994

수산화물법에 의해 제작된 $\alpha$-stannic acid의 열분해 거동과 $SnO_{2}$분말의 성질에 미치는 잔류염소이온의 영향을 관찰하였다. $SnCl_{4}$와 $NH_{4}$OH 수용액을 중화시켜 $\alpha$-stannic acid침전물을 제작하고 $NH_{4}NO_{3}$수용액으로 세척하였다. 분말내의 잔류 염소이온의 양을 주절하기 위하여 세척정도를 3단계로 조정하였다. 세척후 $100^{\circ}C$에서 건조하고, $500^{\circ}C$ ~ $1100^{\circ}C$에서 하소함으로써 $SnO_{2}$분말을 제조하였다. $\alpha$-stannic acid의열분해 거동ㅇ르 DT-TGA 와 FTIR을 통하여 관찰하고, $SnO_{2}$분말의 조성과 입자크기 및 비표면적을 각각 AES, TEM 및 BET을 통하여 측정하였다. 잔류 염소이온 양이 감소되면, 저온 하소시 일차입자의 상대적 크기가 커지는 반면 고온하소시에는 상대적으로 감소되었ㄷ. 잔류 염소이온의 일부는 $\alpha$-stannic acid내의 격자산소 자리에 위치함으로써, 저온가열시 결정수탈리와 결정화를 지연시키고 또한 고온가열시에는 이의 증발에 의해 산소공공이 생성되어 소결을 촉진시킨다고 제의하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.327-327
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• 2009

ZnO with a large band gap (~3.37 eV) and exciton binding energy (~60 meV), is suitable for optoelectronic applications such as ultraviolet (UV) light emitting diodes (LEDs) and detectors. However, the ZnO-based p-n homojunction is not readily available because it is difficult to fabricate reproducible p-type ZnO with high hall concentration and mobility. In order to solve this problem, there have been numerous attempts to develop p-n heterojunction LEDs with ZnO as the n-type layer. The n-ZnO/p-GaN heterostructure is a good candidate for ZnO-based heterojunction LEDs because of their similar physical properties and the reproducible availability of p-type GaN. Especially, the reduced lattice mismatch (~1.8 %) and similar crystal structure result in the advantage of acquiring high performance LED devices. In particular, a number of ZnO films show UV band-edge emission with visible deep-level emission, which is originated from point defects such as oxygen vacancy, oxygen interstitial, zinc interstitial[1]. Thus, defect-related peak positions can be controlled by variation of growth or annealing conditions. In this work, the undoped ZnO film was grown on the p-GaN:Mg film using RF magnetron sputtering method. The undoped ZnO/p-GaN:Mg heterojunctions were annealed in a horizontal tube furnace. The annealing process was performed at $800^{\circ}C$ during 30 to 90 min in air ambient to observe the variation of the defect states in the ZnO film. Photoluminescence measurements were performed in order to confirm the deep-level position of the ZnO film. As a result, the deep-level emission showed orange-red color in the as-deposited film, while the defect-related peak positions of annealed films were shifted to greenish side as increasing annealing time. Furthermore, the electrical resistivity of the ZnO film was decreased after annealing process. The I-V characteristic of the LEDs showed nonlinear and rectifying behavior. The room-temperature electroluminescence (EL) was observed under forward bias. The EL showed a weak white and strong yellowish emission colors (~575 nm) in the undoped ZnO/p-GaN:Mg heterojunctions before and after annealing process, respectively.

• 대한화학회지
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• 제25권4호
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• pp.236-245
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• 1981

순수한 $SrTiO_3$ 및 Ni 도프된 $SrTiO_3$ 단결정을 산화하여 700∼$1200^{\circ}C$ 및 $10^{-8}\;{\sim}\;10^{-1}$ atm의 온도 및 산소압력에서 산소압력의 함수로서 전기전도도를 측정하였다. 일정한 산소압력에서 전기전도도 값을 온도의 역수에 대하여 도시한 결과 직선관계를 나타내었으며 그 기울기로 부터 구한 활성화 에너지 값들은 순수한 $SrTiO_3$,에 대하여 1.34eV이며 Ni-doped $SrTiO_3$에 대하여 1.06eV이다. 일정한 온도에서 전기전도도 값을 산소분압에 대하여 도시한 결과 주어진 온도 범위에서 전기전도도의 산소압력 의존도가 -1/5.6${\sim}$-1.62로 나타났다. 실험치와 이론적으로 해석한 전기전도도의 산소 압력 의존성으로 부터 산소공위결합모델을 산화된 $SrTiO_3$와 Ni-doped $SrTiO_3$ 단결정에 이용할 수 있음을 알게 되었다. 주어진 온도 및 산소압력 범위에서 전기전도 메카니즘이 각각 제안되었다.

• 대한화학회지
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• 제31권5호
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• pp.389-394
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• 1987

CeO$_2$의 전기전도도를 300 ~ 1000${\circ}$C의 온도범위와 10$^{-5}$~ 10$^{-1}$ atm의 산소압력하에서 측정하였다. 전기전도도의 온도의존성과 산소압력 의존성을 측정하여 본 시료의 결합구조와 전기전도 메카니즘을 연구하였으며, 본 실험결과는 300 ~ 600${\circ}$C, 600 ~ 1000${\circ}$C의 두 온도영역에서 나누어 설명하였다. 각 산소 압력하에서 log ${\sigma}$ vs. 1/T의 도시로부터 얻어진 활성화에너지는 높은 온도영역에서 2.16 eV이었다. 또한 전기전도도의 산소압력의존성은 높은 온도영역에서 ${\sigma}$ ${\alpha}$PO$_2^{-1/4}$, 낮은 온도영역에서 ${\sigma}$ ${\alpha}$PO$_2^{-1/6.2}$로 각각 나타났다. 이 시료에 있어서의 주 결함은 높은 온도영역에 대하여 Ce$^{3{\cdot}}$interstitial이며, 낮은 온도영역에서는 oxygen vacancy model로 사료된다. 전기전도도의 온도 및 산소압력의존성을 고찰하였고 전기전도 메카니즘을 제시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.122-126
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• 2012

$Al_2O_3$ 2 wt%가 도핑 된 ZnO(AZO) 타겟으로RF 스퍼터링 장비를 사용하여 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율에 따른 AZO 박막을 증착 후, 이들 박막의 특성을 조사하였다. AZO 박막은 $200^{\circ}C$, $2{\times}10^{-2}$ 공정조건에서 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율을 변화시키면서 증착하였다. AZO박막증착 중 수소가스의 첨가는 박막의 특성에 영향을 미쳤다. $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 2.5 %일 때 비 저항(${\sim}9.21{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$)과 전자 이동도(${\sim}17.8\;cm^2/Vs$)는 각각 최소값과 최대값을 나타내었다. $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 2.5 % 이상일 때는 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 증가할수록 비저항은 점차로 증가하였고 전자 이동도는 점차적으로 감소하였다. 전자 운반자 농도는 $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율이 증가함에 따라 0 %에서 7.5 %까지 점차로 증가하였다. $H_2/(Ar+H_2)$ 가스 비율에 따라 증착된 박막의 가시광선 파장 범위에서 평균 광 투과도는 90 % 이상이었고 성장방향은 [002]이었다.

• 한국재료학회지
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• 제10권4호
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• pp.290-294
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• 2000

ZnS:Mn TFEL device를 전자선 진공증착법으로 제작하여 전기광학적 특성에 관하여 조사하였다. $Ta_2O_5$ 박막의 산소 결핍에 따른 정전용량을 측정하기 위하여 산소분위기에서 열처리에 따른 AES(Auger electron spectroscopy)와 C-F를 측정하였다. 제작한 EL 소자의 전기장 발광 파장은 550~650nm 였으며 이것은 $Mn^{2+}$ 이온의 $3d^5$ 여기준위인 $^4T_1(^4G)$ 에서 $3d^5$ 기저준위인 $^6A_1(^S)$로의 내각전자전이 피크이다. 열처리를 수행하지 않은 $Ta_2O^5$를 절연층으로 사용한 EL 소자의 발광시작전압은 24~28V이고 색도 좌표값 X=0.5151, Y=0.4202인 황등색 발광을 하였다. $Ta_2O_5$를 절연층으로 사용한 소자가 저전압에서 구동이 가능하므로 EL 소자의 실용화가 기대된다.