• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.224-224
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• 2011

OLED (Organic Light-Emitting Diode) 디스플레이에서는 반사율이 가장 높은 silver (Ag)가 쓰이고 있지만, 소자에서 요구되는 일함수의 불일치 때문에 전극과 유기물간에 에너지 장벽이 발생하여 발광효율을 낮추는 요인이 되고 있다. 본 논문에서는 Ag 전극의 work function을 조절하기 위한 연구를 진행하였다. Ag를 rf magnetron sputter를 이용해 glass위에 증착한 후 furnace에서 300$^{\circ}C$, 30분간 공기중에서 열처리 하였고. 또 다른 샘플은 산소분위기에서 표면에 상압플라즈마로 처리 시간(30, 60, 90, 120 sec)을 각기 다르게 하여 샘플을 제조하였다. Ag전극은 Nanoindentation을 통해 국부 영역에 대한 물리적 특성의 변화를 측정하였고 Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM)을 이용해 샘플의 포텐셜을 측정했다. 그 결과 열처리한 샘플은 포텐셜값은 가장 커졌지만 균일도가 낮아졌다. 30 sec, 120 sec 플라즈마 처리한 샘플은 탄성계수, 경도값, 및 Weibull modulus를 극히 낮게 만들었지만 60s, 90s 플라즈마 처리는 샘플의 경도값 균일도를 증가시켰다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.317-318
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• 2012

현재의 반도체 산업에서 Hafnium oxide와 Hafnium silicates같은 high-k 물질은 CMOS gate와 DRAM capacitor dielectrics로 사용하기 위한 대표적인 물질에 속한다. MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)구조에서 gate length는 16 nm 이하로 계속 미세화가 연구 중이고, 또한 gate는 기존구조에서 Multi-gate구조로 다변화가 일어나고 있다. 이를 통해 게이트 절연막은 그 구조와 활용범위가 다양해지게 될 것이다. 동시에 leakage current와 dielectric break-down을 감소시키는 연구가 중요해지고 있다. 그러나 나노 영역에서의 기계적 특성에 대한 연구는 전무한 상태이다. 따라서 복잡한 회로 공정, 다양한 Multi-gate 구조, 신뢰도의 향상을 위해서는 유전박막 물질자체와 계면에서의 물리적, 기계적인 특징의 측정이 상당히 중요해지고 있다. 이에 본 연구는 Nano-indenter의 통해 경도(Hardness)와 탄성계수(Elastic modulus) 등의 측정을 통하여 시료 표면의 나노영역에서의 기계적 특성을 연구하고자 하였다. $HfO_2$게이트 절연막은 rf magnetron sputter를 이용해 Si (silicon) (100)기판위에 박막형태로 증착하였고, 이후 furnace에서 질소분위기로 온도(400, 450, $500^{\circ}C$)를 달리하여 20분 열처리를 하였다. 또한 Weibull distribution을 이용해 박막의 characteristic value를 계산하였으며, 실험결과 열처리 온도가 $400^{\circ}C$에서 $500^{\circ}C$로 증가함에 따라 경도와 탄성계수는 7.4 GPa에서 10.65 GPa으로 120.25 GPa에서 137.95 GPa으로 각각 증가하였다. 이는 재료적 측면으로 재료의 구조적 우수성이 증가된 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.99-99
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• 2011

마그네트론 스퍼터 법으로 Al2O3 기판 위에 ZnO 박막을 성장하여 열처리 온도에 따른 광학적 특성 변화를 Raman 분광법 및 photoluminescence (PL) 분광법으로 분석하였다. 박막 성장시 기판의 온도는 $500^{\circ}C$를 유지하였고, 성장된 시료에 대한 열처리는 $600^{\circ}{\sim}900^{\circ}C$의 구간에서 3분간 실행하였다. Raman 측정결과 열처리 전후 모든 시료에서 wurtzite nonpolar ZnO의 전형적인 특징인 A1-LO mode와 E2-low mode 및 E2-high mode가 관측되었다. 또한 열처리 온도 변화에 따른 Raman 피크의 이동은 보이지 않았다. 이로 미루어 본 연구에서 제작된 ZnO는 우수한 결정성을 갖고 있으며, 열처리에 의한 변형이 일어나지 않았음을 알 수 있었다. PL 측정 결과 열처리 전의 저온 발광 특성은 잘 분해되지 않는 밴드단 발광이 미약하게 나타났다. 그러나 열처리 온도가 증가함에 따라 exciton 피크가 잘 분리되면서 그 세기도 점차 증가하는 것을 알 수 있었다. Hall 측정 결과와 비교해 볼 때 열처리 온도가 증가 할수록 박막내 native defect가 열처리에 의해 감소되면서 전기적/광학적 특성이 향상되는 것으로 분석된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.78.1-78.1
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• 2012

비 휘발성 저항 메모리소자인 resistance random access memory (ReRAM)는 빠른 동작특성과 저 전압 특성을 나타내고 비교적 간단한 소자구조로 고집적화에 유리하여 기존의 DRAM과 flash 메모리, SRAM 등이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 를 기반으로 하는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) 박막은 저온에서 대면적 증착이 가능하며 다른 비정질 재료에 비해 높은 전하 이동도를 갖기 때문에 박막트랜지스터 적용 시 우수한 전기적 특성을 나타낸다. 또한 빠른 동작특성과 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 본 연구에서는 MOM(metal/oxide/metal) 구조를 기반한 TiN/a-IGZO/ITO 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. IGZO 박막은 radio frequency (RF) sputter 를 이용하여 ITO/glass 기판 위에 증착하였다. MOM 구조를 위한 상부 TiN 전극은 e-beam evaporation 을 이용하여 증착하였다. 제작된 저항 메모리소자는 안정적인 unipolar resistive switching 특성을 나타내었으며, TiN 상부전극과 IGZO 계면 간의 Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석을 통해 전압 인가 후 전극 금속 물질의 박막 내 삽입으로 인한 금속 필라멘트의 형성을 관찰 할 수 있었다. 합성된 박막의 형태와 결정성은 Scanning electron microscope (SEM)와 X-ray Diffraction (XRD)을 통해 평가 하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145 를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.15 no.6
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• pp.386-390
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• 2006

This paper describes the ohmic contact formation of polycrystalline 3C-SiC films deposited on thermally grown Si wafers. In this work, a TiW (titanium tungsten) film as a contact material was deposited by RF magnetron sputter and annealed with the vacuum process. The specific contact resistance (${\rho}_{c}$) of the TiW contact was measured by using the C-TLM (circular transmission line method). The contact phase and interfacial reaction between TiW and 3C-SiC at high-temperature as also analyzed by XRD (X-ray diffraction) and SEM (scanning electron microscope). All of the samples didn't show cracks of the TiW film and any interfacial reaction after annealing. Especially, when the sample was annealed at $800^{\circ}$ for 30 min., the lowest contact resistivity of $2.90{\times}10{\Omega}cm^{2}$ was obtained due to the improved interfacial adhesion. Therefore, the good ohmic contact of polycrystalline 3C-SiC films using the TiW film is very suitable for high-temperature MEMS applications.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.52 no.10
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• pp.447-450
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• 2003

This paper presents a process optimization of antireflection (AR) coating on crystalline Si solar cells. Theoretical and experimental investigations were performed on a double-layer AR (DLAR) coating of MgF$_2$/CeO$_2$. We investigated CeO$_2$ films as an AR layer because they have a proper refractive index of 2.46 and demonstrate the same lattice constant as Si substrate. RF sputter grown CeO$_2$ film showed strong dependence on a deposition temperature. The CeO$_2$ deposited at 40$0^{\circ}C$ exhibited a strong (111) preferred orientation and the lowest surface roughness of 6.87 $\AA$. Refractive index of MgF$_2$ film was measured as 1.386 for the most of growth temperature. An optimized DLAR coating showed a reflectance as low as 2.04% in the wavelengths ranged from 0.4${\mu}{\textrm}{m}$ to 1.1${\mu}{\textrm}{m}$. We achieved the efficiencies of solar cells greater than 15% with 3.12% improvement with DLAR coatings. Further details on MgF$_2$, CeO$_2$ films, and cell fabrication parameters are presented in this paper.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.08a
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• pp.63-66
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• 2003

To diffuse Zn at solid-state, the $SiO-2$/ZnO/$SiO_2$ wafers was made by PECVD and RF Sputter. Thicknesses of bottom $SiO_2$ and cap $SiO_2$ was about 500 ${\AA}$ and about 3500 ${\AA}$. Diffusion temperatures were $760^{\circ}C$, $780^{\circ}C$, and $800^{circ}C$, and diffusion times were 1, 2, 3, 4, 5, and 6 hr. LED chips were fabricated by the diffused wafers at Fab. The peak wavelength of all chips showed about 625~650 nm and red color. Main reason for Iv change was by diffusion temperature not diffusion time. The lower temperature was the higher Iv. We thick that these properties is because of the very high diffusion temperature.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.2
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• pp.130-132
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• 2005

Tungsten carbon nitride (W-C-N) thin films were produced by reactive radio frequency (RF) magnetron sputter-ing of tungsten in $Ar-N_2$ gas mixture. The effects of the variation of nitrogen partial pressure on the composition, and structural properties of these films as well as the influence of post-deposition annealing have been studied. When $La_{0.67}Sr_{0.33}MnO_3$ was coated on the W-C-N/Si substrate, coercivity ($H_c$) and magnetization at room temperature shows 58.73 Oe, and 29.4 emu/cc, respectively. In order to improve the diffusion barrier characteristics, we have studied the impurity behaviors to control the ratios of nitrogen and carbon concentrations.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.271-271
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• 2011

본 논문에서는 W-N 확산 방지막을 각각 다른 질소 유입 조건 (0 sccm, 0.5 sccm, 1 sccm) 하에 Si (Silicon) (100) 기판 위에 rf (radio-frequency) magnetron sputter를 이용하여 증착하였다. 증착된 박막은 800$^{\circ}C$에서 열처리하였고, 이때 각각의 W-N 확산 방지 막의 열적 안정성을 분석하였다. 기존 W-N박막의 분석은 X-ray diffraction (XRD)와 같은 분광학적 방법을 사용하여 분석하였으나, 이는 점점 미세화 되어가는 반도체 산업의 최근 동향에는 적합하지 않다. 따라서 이번 실험에서는 박막 국부적인 영역에서 nano scale의 분석이 가능한 nano indentation을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서는 열적 안정성을 분석하기 위하여 각각 열처리 온도가 다른 박막의 stress 분포를 XRD와 AFM를 이용하여 구한 격자상수로 먼저 박막 전체적인 영역을 분석하였다. 박막의 국부적인 영역은 앞서 언급하였던 nano indentation을 이용하여 stress 분포를 분석하였다. 실험 결과, 표면의 RMS roughness는 3.6에서 1.4 nm으로 변하였으며, 박막은 미열처리에서 열처리 온도의 증가 시 보다 tensile stress를 많이 받는 것으로 분석하였다.

• Solar Energy
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• v.19 no.3
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• pp.125-131
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• 1999

This paper deals with a novel structure of poly-Si solar cell. A grain boundary(GB) of poly-Si acts as potential barrier and recombination center for photo-generated carriers. To reduce unwanted side effects at the GB of poly-Si, we employed physical GB removal of poly-Si using chemical solutions. Various chemical etchants such as Sirtl, Yang, Secco, and Schimmel were investigated for the preferential GB etching. Etch depth about 10 ${\mu}m$ was achieved by a Schimmel etchant. After a chemical etching of poly-Si, we used $POCl_3$ for emitter junction formation. This paper used an easy method of top electrode formation using a RF sputter grown ITO film. ITO films with thickness of 300 nm showed resistivity of $1.26{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$ and overall transmittance above 80%. Using a preferential GB etching and ITO top electrode, we developed a new fabrication procedure of poly-Si solar cells. Employing optimized process conditions, we were able to achieve conversion efficiency as high as 16.6% at an input power of 20 $mW/cm^2$. This paper investigates the effects of process parameters: etching conditions, ITO deposition factors, and emitter doping densities in a poly-Si cell fabrication procedure.