• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.182.1-182.1
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• 2013

Silver (Ag)는 높은 반사율을 가지고 있어 Top-Emission Organic Light Emitting Diode (T-OLED)의 반사전극으로 사용하기 적합하지만 일함수가 낮은 단점 (4.3 eV)을 가지고 있다. 이런 낮은 일함수를 증가시키기 위하여 Ag 박막 표면을 산화시켜 일함수를 증가시키기 위한 연구가 진행중에 있으며, 이 연구에서는 UV로 $O_3$을 발생시켜 Ag 박막 표면을 산화시키기 위한 연구를 진행하였다. 특히, Ag 박막 표면의 일함수 변화를 측정하기 위하여 SPM (Scanning Probe Microscopy)의 KPFM (Kelvin Probe Force Microscopy) mode를 적용하여 nano 영역에서의 일함수 변화를 surface potential로 측정하여 UV 표면 산화에 의한 표면 일함수 형상을 확인하였다. Ag 박막은 rf magnetron sputter를 사용하여, Si 기판위에 300nm 두께로 증착시켰다. 이후 $O_3$ 발생되는 UV 램프로 Ag 박막 표면 30초 간격으로 최대 5분간 산화시켰으며, 이후 KPFM mode를 사용하여 산화 시간에 따른 Ag 박막 표면의 potential 변화를 측정하였다. 0~3분간 산화된 Ag 박막 표면의 potential은 약 6 mV로 일정하였으나 3분 이후 최대 110 mV까지 급격하게 변화하는 것을 확인할 수 있었다. Ag 박막 표면의 RMS roughness는 UV 산화처리 전0.7 nm였으나, potential이 급격하게 증가하는 시점인 3분 이후 2.83 nm로 약 400% 이상 증가하였다. 이를 통해 $O_3$ 발생 UV 램프로 산화된 Ag 박막의 표면 물성은 처리 시간에 따라 급격히 변하는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제20권6호
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• pp.338-343
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• 2010

As an alternative to the W plug used in MOSFETs, a Cu plug with a NiSi contact using Ta / TaN as a diffusion barrier is currently being considered. Conventionally, Ni was first deposited and then NiSi was formed, followed by the barrier and Cu deposition. In this study, Ti was employed as a barrier material and simultaneous formation of the NiSi contact and Cu plug / Ti barrier was attempted. Cu(100 nm) / Ti / Ni(20 nm) with varying Ti thicknesses were deposited on a Si substrate and annealed at $4000^{\circ}C$ for 30 min. For comparison, Cu/Ti/NiSi thin films were also formed by the conventional method. Optical Microscopy (OM), Scanning Probe Microscopy (SPM), X-Ray Diffractometry (XRD), and Auger Electron Microscopy (AES) analysis were performed to characterize the inter-diffusion properties. For a Ti interlayer thicker than 50 nm, the NiSi formation was incomplete, although Cu diffusion was inhibited by the Ti barrier. For a Ti thickness of 20 nm and less, an almost stoichiometric NiSi contact along with the Cu plug and Ti barrier layers was formed. The results were comparable to that formed by the conventional method and showed that this alternative process has potential as a formation process for the Cu plug/Ti barrier/NiSi contact system.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.538-545
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• 2009

본 총설에서는 주사형프로브현미경의 원리와 응용에 관하여 간략히 설명하고 최근 본 그룹에 의하여 활발하게 연구되고 있는 나노탐침과 AFM(원자간력현미경 atomic force microscopy)을 이용한 저침습성(low-invasive) 단일세포 조작기술과 고효율 유전자 도입기술을 소개하고자 한다. 시판 AFM 탐침을 침상구조로 가공한 나노탐침과 AFM을 이용하였을 경우, 탐침의 세포삽입의 성공여부를 force-distance curve 상의 척력소실의 유무로 판단할 수 있다. 침상 나노탐침을 사용하면 대부분의 세포에서 80~90%의 고효율 세포삽입이 가능하여 마이크로인젝션용 미세관을 이용하는 경우보다 세포삽입효율이 높았다. 또한 나노탐침의 직경이 400 nm 이하의 경우에는 세포 종류에 관계없이 장시간 나노탐침의 삽입에도 세포활성에 큰 영향이 없었다. 침상나노탐침을 이용하여 DNA를 도입하였을 경우에도 기존의 DNA 도입방법과 비교하여 높은 도입효율과 유전자 발현율로 DNA를 도입할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.456-460
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• 2011

최근 연구 중인 소자들의 크기가 점차 나노 크기를 가짐에 따라서 나노 영역에 대한 물성 분석 연구의 필요성이 대두되고 있다. 특히 나노 크기를 가지는 소자에 대한 기계적 특성은 기존의 마이크로 이상의 소자와는 다른 특성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 그러나 이러한 나노 크기에 대한 연구에서 대부분을 차지하는 분광학적, 전기적 방법은 측정 영역 한계와 일정 깊이에 대한 평균적인 정보를 제공하게 된다. 본 연구에서는 나노트라이볼로지 분석의 대표적인 Nano-indenter 분석을 통하여 박막의 수 혹은 수십 나노 미만의 영역과 깊이에 대한 물리적 및 기계적 물성을 연구하였고, Scanning Probe Microscopy를 이용하여 시료 표면 형상을 분석하였으며, 이를 기반으로 수십 나노 이하 두께를 가지는 W-N 확산방지막에 대한 연구를 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 박막의 표면 나노강도는 증착 중 질소 유량에 따라서 57.67 GPa에서 9.1 GPa로 급격한 감소가 나타내었고, 또한 탄성계수 역시 575.53 GPa에서 178.1 GPa로 감소되는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제13권2호
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• pp.88-93
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• 2003

Co/Ti bilayer structure in Co salicide process helps to the improvement of device speed by lowering contact resistance due to the epitaxial growth of $CoSi_2$layers. We investigated the epitaxial growth and interfacial mass transport of $CoSi_2$layers formed from $150 \AA$-Co/Ti structure with two step rapid thermal annealing (RTA). The thicknesses of Ti layers were varied from 20 $\AA$ to 100 $\AA$. After we confirmed the appropriate deposition of Ti film even below $100\AA$-thick, we investigated the cross sectional microstructure, surface roughness, eptiaxial growth, and mass transportation of$ CoSi_2$films formed from various Ti thickness with a cross sectional transmission electron microscopy XTEM), scanning probe microscopy (SPM), X-ray diffractometery (XRD), and Auger electron depth profiling, respectively. We found that all Ti interlayer led to$ CoSi_2$epitaxial growth, while $20 \AA$-thick Ti caused imperfect epitaxy. Ti interlayer also caused Co-Ti-Si compounds on top of $CoSi_2$, which were very hard to remove selectively. Our result implied that we need to employ appropriate Ti thickness to enhance the epitaxial growth as well as to lessen Co-Ti-Si compound formation.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권4호
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• pp.84-91
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• 2005

We measured the pitch of one-dimensional (ID) grating specimens using a metrological atomic force microscope (M-AFM). The ID grating specimens a.e often used as a magnification standard in nano-metrology, such as scanning probe microscopy (SPM) and scanning electron microscopy (SEM). Thus, we need to certify the pitch of grating specimens fur the meter-traceability in nano-metrology. To this end, an M-AFM was setup at KRISS. The M-AFM consists of a commercial AFM head module, a two-axis flexure hinge type nanoscanner with built-in capacitive sensors, and a two-axis heterodyne interferometer to establish the meter-traceability directly. Two kinds of ID grating specimens, each with the nominal pitch of 288 nm and 700 nm, were measured. The uncertainty in pitch measurement was evaluated according to Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. The pitch was calculated from 9 line scan profiles obtained at different positions with 100 ㎛ scan range. The expanded uncertainties (k = 2) in pitch measurement were 0.10 nm and 0.30 nm for the specimens with the nominal pitch of 288 nm and 700 nm. The measured pitch values were compared with those obtained using an optical diffractometer, and agreed within the range of the expanded uncertainty of pitch measurement. We also discussed the effect of averaging in the measurement of mean pitch using M-AFM and main components of uncertainty.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.380-380
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• 2013

본 논문에서는 외기 환경 요인 중에서 H2O와 O2의 영향으로 성능이 저하되는 유기박막트랜지스터(OTFT)의 수명시간 향상을 위하여 필요한 passivation layer의 효과에 대하여 알아 보았다. OTFT에 기존의 액상 공정이나 증착 공정으로 단일 passivation layer또는 다층 passivation layer를 형성하는 방식과는 다르게 향후에 산업 전반에 적용이 기대되는 것을 고려하여 제작 공정의 간편성을 위하여 film 형태로 되어 있는 열경화성 epoxy resin film으로 passivation layer를 구현하는 방법을 사용하여 OTFT의 storage stability를 평가하였다. passivation layer가 없는 OTFT와 열경화성 epoxy resin film으로 passivation된 OTFT의 전기적 특성이 서로 비교 평가되었으며 또한 30일 동안 온도 $25^{\circ}C$ 상대습도 40%의 환경을 갖는 Desicator 안에서 소자를 보관하여 시간에 따른 전기적 특성 변화를 검증하여 epoxy resin film의 passivation layer으로의 적용가능성을 검증하였다. 결과적으로 30일 후의 passivation layer가 없는 OTFT의 전기적 특성은 매우 낮게 떨어진 반면에 epoxy resin film으로 passivation layer가 구현된 OTFT의 mobility는 $0.060cm^2$/Vs, VT는 -0.18 V, on/off ratio는 $3.7{\times}10^3$으로 초기의 소자 특성이 잘 유지되는 결과를 얻었다. OTFT는 Flexible한 polyethersulfone (PES)기판에 게이트 전극이 하부에 있는 Bottom gate 구조로 제작되었고 채널 형성을 위한 유기반도체 재료로 6,13-bis (triisopropylsilylethynyl) (TIPS) pentacene이 사용되었고 spin coating된 Poly-4-vinylphenol (PVP)가 게이트 절연체로 사용되었다. 이때 Au전극은 Shadow mask를 이용하여 증착하였다. 또한 OTFT의 채널 길이 $100{\mu}m$, 채널 폭 $300{\mu}m$의 영역에 Drop casting법을 사용하여 채널을 형성하였다. 물리적 특성은 scanning electron microscopy (SEM), scanning probe microscopy (SPM), x-ray diffraction (XRD)를 사용하여 분석하였고, 전기적 특성은 Keithley-4200을 사용하여 추출하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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• pp.120-123
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• 2003

To investigate the characteristics of the single dendrimer molecule, we attempt to measure morphology and electrical properties of the self-assembled dendrimer on Au (111)substrate with SPM(scanning probe microscopy). The same self-assembly procedure was used for two different concentrations, $10{\mu}mol/ml$ and $100{\mu}mol/ml$. The case of lower concentration, we can measure the diameter and the height of the single molecule with the tapping mode AFM image. The imaged single molecules were dome shaped and the average diameter and height were 15.6 nm, 1.2 nm respectively. From these sizes, we can calculate the volume of the single molecule. The volume of the single molecule was estimated about $116nm^3$. However, that of higher concentration, it is difficult to obtain obvious image of the single molecule. To add to, I-V characteristics were investigated using STM, on which the phenomenon of negative differential resistance (NDR)was observed between 0.14 V and 0.24 V reproductively.

• 한국진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.528-537
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• 2008

ICP-CVD를 사용하여 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)을 60 nm 또는 20 nm 두께로 성막 시키고, 그 위에 전자총증착장치(e-beam evaporator)를 이용하여 30 nm Ni 증착 후, 최종적으로 30 nm Ni/(60 또는 20 nm a-Si:H)/200 nm $SiO_2$/single-Si 구조의 시편을 만들고 $200{\sim}500^{\circ}C$ 사이에서 $50^{\circ}C$간격으로 40초간 진공열처리를 실시하여 실리사이드화 처리하였다. 완성된 니켈실리사이드의 처리온도에 따른 면저항값, 상구조, 미세구조, 표면조도 변화를 각각 사점면저항측정기, HRXRD, FE-SEM과 TEM, SPM을 활용하여 확인하였다. 60 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $400^{\circ}C$이후부터 저온공정이 가능한 면저항값을 보였다. 반면 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $300^{\circ}C$이후부터 저온공정이 가능한 면저항값을 보였다. HRXRD 결과 60 nm 와 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 열처리온도에 따라서 동일한 상변화를 보였다. FE-SEM과 TEM 관찰결과, 60 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 저온에서 고저항의 미반응 실리콘이 잔류하고 60 nm 두께의 니켈실리사이드를 가지는 미세구조를 보였다. 20 nm a-Si:H 기판위에 형성되는 니켈실리사이드는 20 nm 두께의 균일한 결정질 실리사이드가 생성됨을 확인하였다. SPM 결과 모든 시편은 열처리온도가 증가하면서 RMS값이 증가하였고 특히 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $300^{\circ}C$에서 0.75 nm의 가장 낮은 RMS 값을 보였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권11호
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• pp.762-769
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• 2008

Hydrogenated amorphous silicon(a-Si : H) layers, 120 nm and 50 nm in thickness, were deposited on 200 $nm-SiO_2$/single-Si substrates by inductively coupled plasma chemical vapor deposition(ICP-CVD). Subsequently, 30 nm-Ni layers were deposited by E-beam evaporation. Finally, 30 nm-Ni/120 nm a-Si : H/200 $nm-SiO_2$/single-Si and 30 nm-Ni/50 nm a-Si:H/200 $nm-SiO_2$/single-Si were prepared. The prepared samples were annealed by rapid thermal annealing(RTA) from $200^{\circ}C$ to $500^{\circ}C$ in $50^{\circ}C$ increments for 30 minute. A four-point tester, high resolution X-ray diffraction(HRXRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM), and scanning probe microscopy(SPM) were used to examine the sheet resistance, phase transformation, in-plane microstructure, cross-sectional microstructure, and surface roughness, respectively. The nickel silicide on the 120 nm a-Si:H substrate showed high sheet resistance($470{\Omega}/{\Box}$) at T(temperature) < $450^{\circ}C$ and low sheet resistance ($70{\Omega}/{\Box}$) at T > $450^{\circ}C$. The high and low resistive regions contained ${\zeta}-Ni_2Si$ and NiSi, respectively. In case of microstructure showed mixed phase of nickel silicide and a-Si:H on the residual a-Si:H layer at T < $450^{\circ}C$ but no mixed phase and a residual a-Si:H layer at T > $450^{\circ}C$. The surface roughness matched the phase transformation according to the silicidation temperature. The nickel silicide on the 50 nm a-Si:H substrate had high sheet resistance(${\sim}1k{\Omega}/{\Box}$) at T < $400^{\circ}C$ and low sheet resistance ($100{\Omega}/{\Box}$) at T > $400^{\circ}C$. This was attributed to the formation of ${\delta}-Ni_2Si$ at T > $400^{\circ}C$ regardless of the siliciation temperature. An examination of the microstructure showed a region of nickel silicide at T < $400^{\circ}C$ that consisted of a mixed phase of nickel silicide and a-Si:H without a residual a-Si:H layer. The region at T > $400^{\circ}C$ showed crystalline nickel silicide without a mixed phase. The surface roughness remained constant regardless of the silicidation temperature. Our results suggest that a 50 nm a-Si:H nickel silicide layer is advantageous of the active layer of a thin film transistor(TFT) when applying a nano-thick layer with a constant sheet resistance, surface roughness, and ${\delta}-Ni_2Si$ temperatures > $400^{\circ}C$.