• Title/Summary/Keyword: Surface Roughnes

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Electrical performance and improvement of stability in ultra thin amorphous IGZO TFT on flexible substrate of surface roughness (Flexible한 기판 표면 거칠기에 따른 초박형 비정질 IGZO TFT의 전기적 특성 및 안정성 개선)

  • Sin, Dae-Yeong;Jeong, Seong-Hyeon;Jo, Hyeong-Gyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.126-126
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    • 2018
  • 최근 차세대 디스플레이인 flexible 하고 transparent 한 디스플레이 개발이 진행 중 이며, 이러한 디스플레이가 개발 되기 위해 백 플레인으로 사용되는 Thin Film Transistor (TFT) 또한 차세대 디스플레이 못지 않게 연구가 진행 되고 있다. 기존의 무기물을 기반으로 하고 Rigid한 TFT는 현재 많은 곳에 적용이 되어 사람들이 사용 하고 있다. 하지만 이미 시장은 포화상태이며 차세대 디스플레이 컨셉인 flexible 하고 투명한 것과 맞지 않는다. 그래서 유연하며 투명한 특성을 가진 TFT에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있으며 많은 성과를 이루었다. 이러한 소자를 이용하여 훗날 Electronic-skin(e-skin)이라 부르는 전자 피부를 활용하여 실시간 모니터링 할 수 있는 헬스 케어 분야 등에 활용 가치 또한 높다. 현재 유연하며 투명한 기판 및 물질 개발에 많은 연구 개발이 진행 되고 있다. 하지만 유연한 기판을 사용하여 TFT를 제작한 후 stress나 bending에 대한 내구성과 안정성, 신뢰성 등이 무기물을 기반으로 한 TFT에 비해 좋지 않은 실정이다. 따라서 유연하며 투명한 기판을 사용한 TFT에 대한 안정성, 신뢰성 등을 확보하여야 한다. 본 연구 에서는 유연한 기판을 사용하여 TFT를 제작 한 후, TFT특성과 안정성을 확보하는 것을 목표로 실험을 진행하였다. 우리는 Mo전극과 Parylene 기판을 사용하여 유연한 TFT소자를 탑 게이트 구조로 제작 하였고 Rigid한 Glass기판 위에 Floating Process를 진행하기 위해 PVA층을 코팅 후 그 위에 Parylene을 CVD로 증착 하고 IGZO를 Sputter를 사용해 증착했다. Parylene은 DI Water 70도에서 Floating 공정을 통해 Rigid 기판에서 탈착 시켰다. 유연한 기판 위에 TFT를 제작 후 bending에 대한 특성 변화 및 안정성에 대한 측정을 실시하였다. Bending에 대한 특성 변화는 우수한 결과가 나왔지만 안정성 측정 중 Negative Bias Stress(NBS) 상에서 비정상적인 On Current Drop 현상이 발생 되었다. Parylene과 Channel층 사이 interface roughness로 인해 charge trap이 되고 이로 인해 On Current Drop 이라는 현상으로 나타났다. 그래서 우리는 Parylene 기판과 Channel 층간의 surface roughness를 개선하기 위한 방법으로 UV Treatment를 사용하였고 시간을 다르게 하여 surface 개선을 진행했다. Treatment 시간을 증가 시킴에 따라 Surface roughness가 많이 좋아 졌으며, Surface를 개선하고자 비정상적인 On Current Drop 현상이 없어졌으며 위 실험으로 Polymer의 surface roughness에 따라 TFT에 대한 안정성에 대한 신뢰성이 확보 될 수 있는 것을 확인 하였다.

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Oxygen flooding을 이용한 shallow junction SIMS 분석

  • 이영진;정칠성;박주철;최홍민
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.171-171
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    • 2000
  • 차세대 반도체 제조에서 Design rule 이 점점 더 shrink 됨에 따라 shallow junction 분석의 중요성이 강조되고 있다. 이러한 shallow junction에 대한 분석방법중의 하나인 SIMS 분석에 있어서 depth resolution을 향상시키는 것이 중요하며, 일차이온의 에너지를 낮추어 줌으로써 이러한 효과를 달성할 수 있다. 그러나 최근의 연구에 따르면 O2+를 이용한 low energy SIMS 분석 시에 non-zero incidence angle로 분석할 경우 surface roughness가 발생한다는 사실이 보고되었으며, surface roughness를 줄이고 분석 초기의 transient region을 줄이기 위한 방법으로 oxygen flooding을 사용하는 경우 특정 각도에서 surface roughness가 여전히 존재할 뿐 아니라 분석 초기영역에서의 sputter rate이 변화하는 문제가 있음이 보고된바 있다. 본 연구에서는 2keV O2+ 일차이온을 이용하여 oxygen flooding 하에서 기존 조건인 60도 incidence로 분석하는 방법의 문제점을 파악하고 incidence angle을 45도로 바꾸어 분석하는 방법을 검토하였다. 그 결과 기존의 분석조건에서는 분석도중 표면부근에서 sputter rate이 변화하고 surface roughness가 증가하는 것을 확인하였고, 그로 인하여 oxygen flooding을 하지 않은 경우와 많은 차이가 발생하는 것을 발견하였다. Incidence angle을 45도로 바꾼 결과 이러한 문제가 해결되는 것을 확인하였으며, 특히 GaAs $\delta$layer 분석을 통하여 이 분석조건이 기존의 분석조건에 비하여 획기적으로 향상되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 여러 가지 shallow junction 분석을 통하여 이 분석방법이 상당히 신뢰성이 있음을 알 수 있었다. 그러나 여전히 oxygen flooding을 하지 않은 경우에 비하여 다소간의 차이가 있는 것이 발견되었는데, 이는 주로 표면에 잔존하는 산화막에 의한 효과와 oxygen flooding에서 보다 더 depth resolution이 좋음으로 인하여 발생하는 것으로 추정되었으며 그 밖에 다른 가능성도 제기되었다. 따라서 이 방법은 표면 산화막이 거의 없는 시료에 대하여 적용한다면 oxygen flooding을 하지 않은 경웨 비하여 transient region이 거의 없고 junction depth를 보다 신뢰성 있게 측정할 수 잇는 장점이 있는 것으로 판단되었다. As, P의 저 에너지이온 주입시료에 대해 이 분석방법을 적용할 경우 C+s 분석법에 비하여 depth resolution을 비교적 쉽게 향상시킬 수 있었고, oxygen follding을 쓰지 않은 경우에 비해서는 검출한도를 약 100배 정도 향상시킬 수 있었다. 그러나 2.5keV Cs+ 분석법에 비하면 아직 depth resolution이 불충분하여 실제로 shallow As 분석에 적용하기에는 다소 문제점이 있었다.

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Effect of Na2SiO3 concentration on the formation of plasma electrolytic oxidation films on AZ31 Mg alloy in CO32- containing aqueous solution. (탄산 이온이 포함된 수용액에서 AZ31 마그네슘 합금의 플라즈마전해산화 피막 형성에 미치는 규산나트륨 농도의 영향)

  • Kim, Ye-Jin;Mun, Seong-Mo;Sin, Heon-Cheol
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.193.2-193.2
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    • 2016
  • 본 연구에서는 탄산이온이 포함된 수용액에서 규산나트륨의 농도가 AZ31 마그네슘 합금의 플라즈마전해산화 피막형성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 다양한 농도의 규산나트륨 용액에서 DC와 펄스전류를 인가하여 플라즈마전해산화피막을 형성하였으며, 형성된 피막의 surface roughness와 thickness를 분석하였다. 탄산 이온이 포함된 수용액에서 플라즈마전해산화 피막의 형성전압은 규산나트륨의 농도가 높아질수록 높아지는 것으로 나타났다. 하지만 탄산이온이 존재하지 않은 규산나트륨 용액에서의 플라즈마전해산화 피막 형성전압보다 더 낮은 값을 나타내었다. 탄산 이온이 포함된 수용액에서 규산나트륨의 농도가 높아질수록 플라즈마전해산화 피막의 surface roughness와 thickness는 증가하였으며, DC와 펄스전류 모두에서 더 밝은 색상의 균일한 산화피막을 형성할 수 있었다.

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High frequency and high power PECVD를 이용한 thin film solar cell용 microcrystalline Si 증착

  • Lee, Seung-Mu;Kim, Yeong-Seok;Han, Mun-Hyeong;Byeon, Dong-Jin
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.52.2-52.2
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    • 2009
  • Si 박막형 solar cell은 Si 결정형 solar cell대비 cost 및 대면적화 측면에서 장점을 가지고 있다. 그러나 amorphous Si의 경우 light soacking에 의한 열화 문제가 있고, microcrystalline Si의 경우 요구되는 효율 확보를 위하여 $1.5{\mu}m$ 이상 두께가 필요하며, 증착율이 $5{\AA}/sec$.이하인 단점이 있다. 본 연구에서는 high deposition rate로 microcrystalline Si를 증착하기 위하여 high frequency, high power PECVD를 이용하였으며, RF power, 증착온도, H2/SiH4 ratio의 3인자를 3수준으로 변화시킨 완전요인배치 실험을 실시하였다. 실험결과 증착율은 $8.0{\AA}/sec.{\sim}52.8{\AA}/sec$ 범위, crystalline fraction은 0%~83.3% 범위의 결과를 얻었으며, 결정이 형성된 조건에서는 XRD분석결과 $2\theta=28.5$ 및 47.5에서 Si (111), (220) peak을 확인할 수 있었다. Surface Profilometer 를 이용한 surface roughness의 경우 $6.3{\AA}\sim32.4{\AA}$ 범위의 결과를 얻었으며, crystalline Portion이 높을수록 surface roughness가 증가함을 알 수 있었다.

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Using plasma etching to roughen a polyimide surface for inkjet printing (잉크젯 프린팅 적용을 위한 플라즈마 식각에 의한 폴리이미드 기판 조도생성)

  • Kim, Du-San;Mun, Mu-Gyeom;Yeom, Geun-Yeong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.81-81
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    • 2015
  • inkjet printing system으로 flexible 기판위에 metal interconnection 혹은 metal mesh를 제작 할 때 metal과 flexible substrate 의 접착력을 향상 시키고 선폭을 조절하기 위하여 surface roughness를 생성 시키고 표면을 hydrophobic 하게 개질 하였다. 그 결과 metal line의 선폭과 접착력이 향상됨을 알 수 있었다.

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다양한 Plasma 처리 방법에 의존하는 PDP Panel 내 MgO Layer의 Outgassing 특성에 관한 연구

  • 이준희;황현기;정창현;이영준;염근영
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.54-54
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    • 2003
  • MgO layer는 POP 패빌 내 유전증을 이온의 스퍼터링으로부터 보호하여 주며, 또한 높은 이차 전자 밤출 계수의 특성을 가지고 있어 구동 및 유지 전압을 낮춰 주는 역할을 한다. 그러나. MgO layer는 $H_20,{\;}CO_2,{\;}N_2,{\;}0_2$ 그리고 $H_2$와 같은 불순물 들을 쉽게 를착하는 단점이 있어, PDP의 특성 및 수명 단축에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 atmospheric pressure plasma cleaning 과 low pressure i inductively coupled plasma (ICP) cleaning 처리에 의하여, 보호층으로 사용이 되는 MgO layer의 outgassing 특성을 조사하고자 한다. plasma cleaning에 의한 MgO layer 표면의 roughness와 불순물의 변화를 알아보기 위 하여 atomic force microscopy(AFM)과 x-ray p photoelectron spectroscopy(XPS)를 이용하여 측정 하였다. 또한, outgassing의 특성을 분석하기 위하여 MgO layer를 $400^{\circ}C$ 까지 온도를 가하여 온도에 따른 outgassing의 특성을 quadrupole mass spectrometer(QMS)를 이용하여 알아보았다. atmospheric pressure plasma cleaning 에서는 $He/O_2/Ar/N_2$의 gas를 사용하였으며, low pressure ICP cleaning 에 서는 Ar의 gas를 사용하였다. atmospheric pressure plasma cleaning는 low pressure ICP C cleaning과 비교해 더 낮은 outgassing을 관잘 할 수 있었으나. MgO 표면의 roughness는 low pressure ICP cleaning 후 더 낮은 것을 알 수 있었다. 또한 $He/O_2/Ar/N_2$의 gas를 사용 한 atmospheric pressure plasma cleaning 과 $Ar/O_2$의 gas를 사용한 ICP cleaning에서 이 차전자방출계수(SEEC)가 약 1.5~2.5배 증가된 것을 알 수 있었다.

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Fabrication and properties of superhydrophobic $SiO_2$ thin film by sol-gel method (Sol-gel 법에 의한 초발수 $SiO_2$ 박막의 제조 및 특성)

  • Kim, Jin-Ho;Hwang, Jong-Hee;Lim, Tae-Young;Kim, Sae-Hoon
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.19 no.6
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    • pp.277-281
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    • 2009
  • Superhydrophobic $SiO_2$ thin films were successfully fabricated on a glass substrate by sol-gel method. To fabricate $SiO_2$ thin film with a high roughness, $SiO_2$ nano particles were added into tetraethoxysilane (TEOS) solution. The prepared $SiO_2$ thin film without an addition of $SiO_2$ nano particles showed a very flat surface with ca. 1.27 nm of root mean square (RMS) roughness. Otherwise, the $SiO_2$ thin films fabricated by using coating solutions added $SiO_2$ nano particles of 1.0, 2.0 and 3.0 wt% showed a RMS roughness of ca. 44.10 nm, ca. 69.58 nm, ca. 80.66 nm, respectively. To modify the surfaces of $SiO_2$ thin films to hydrophobic surface, a hydrophobic treatment was carried out using a fluoroalkyltrimethoxysilane (FAS). The $SiO_2$ thin films with a high rough surface were changed from hydrophilic to hydrophobic surface after the FAS treatment. Especially, the prepared $SiO_2$ thin film with a RMS roughness of 80.66 nm showed a water contact angle of $163^{\circ}$.

A development of the surface roughness model in face milling operation (정면밀링 가공에서 표면조도 모델 개발)

  • Baek, Dae-Kyun;Ko, Tae-Jo;Kim, Hee-Sool
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.12 no.12
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    • pp.149-156
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    • 1995
  • This paper presents the surface profile of machined workpiece in face milling operation. The roughness model of feed direction is considered the cutting condition, the profile and run-out of inserts. For the dynamic model the cutting system can be modeled as avibratory system. The dynamic model of surface roughness is considered the relative displacements between tool and work- piece which can be obtained from the cutting system. These model can predict various surface roughnesses. i.e. maximum and arithmetic mean surface ruughnesses. Therefore, the developed model can be used for the monitoring of surface roughness.

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Influence of Dopant Al2O3 and Surface Roughness on the photoelectrochemical Conversion of TiO2 Ceramic Electrodes (TiO2세라믹 전극의 광전기화학 변화에 미치는 첨가제 Al2O3와 Surface Roughness의 영향)

  • 윤기현;박경봉
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.24 no.4
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    • pp.369-375
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    • 1987
  • The effects of dopant Al2O3 and surface roughness on the photoelectrochemical conversion of TiO2 ceramic electrodes were investigated. The photocurrent increased with increasing the amount of dopant Al2O3 up to 0.1wt% and 0.05wt% in the specimens reduced at 700$^{\circ}C$ and 800$^{\circ}C$, respectively, and then decreased. However, the photoresponse appeared around 415 nm, which very closely corresponds to the energy band gap of TiO2(∼3.0eV), regardless of reduction temperature and the amount of Al2O3. And the photocurrent increased with increasing surface roughness in the undoped TiO2 ceramic electrode.

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