• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.314-315
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• 2012

최근들어 반도체 및 디스플레이 소자의 구조가 복잡해짐에 따라 다층 박막 증착에 대한 중요성이 날로 증가하고 있다. 본 연구에서는 다층 박막을 효율적으로 증착하기 위해 회전이 가능한 육각건을 개발하였고, 이를 이용하여 에너지 절약형 단열 유리 증착 공정을 구현 하였다. 개발된 회전형 육각건은 기존 플래너형 스퍼터링 건의 확장형으로서 최대 6개의 물질을 하나의 챔버에서 증착이 가능하도록 구성되었다. 기존 공정의 경우 서로 다른 물질 증착을 위해서는 각각의 챔버가 필요한 반면, 회전형 육각건을 이용할 경우 하나의 챔버에서 공정을 진행할 수 있어 원가 절감이 가능하다. Fig. 1은 개발된 회전형 육각건의 모식도로서, 스퍼터링 타겟이 장착 가능한 건과, 회전부로 구성되어 있다. 이를 이용하여 투명전극-금속-투명전극-금속-절연체로 구성되어 있는 에너지 절약형 단열 유리용 다층 박막 증착 공정을 개발하였다. 이때 알루미늄이 도핑된 ZnO (AZO)는 RF 마그네트론 스퍼터로, 금속 박막은 DC 스퍼터, $SiO_2$ 및 SiN과 같은 절연 박막은 $O_2$와 $N_2$ 분위기에서 반응성 RF 스퍼터로 각각 증착하였다. Base pressure는 $10^{-7}$ torr였으며, 증착 시 공정 압력은 1~3 mTorr로 조정하였다. 증착 균일도 향상을 위해 20 rpm의 속도로 기판을 회전시켰다. Fig. 2(a)는 ZnO-Ag-ZnO 구조로 이루어진 다층 박막의 단면을 관찰한 투과전자 현미경 사진으로 각 층간의 계면이 뚜렷하게 나타남을 확인할 수 있으며, 각 층간의 intermixing 현상이 발생하지 않음을 확인 가능하다. 이를 보완하기 위해 Fig. 2(b)에서 보는 바와 같이 XPS를 이용하여 depth profile을 측정하였다. 각 층에서 서로 다른 물질이 발견되는 현상, 즉 교차 오염이 발생함에 따라 나타나는 intermixing 없이 거의 순수한 형태의 ZnO, Ag 박막 성분이 검출되었다. 이는 6개의 서로 다른 물질이 장착된 회전형 육각건을 이용하여 고 품질의 다층 박막 증착이 가능함을 제시하는 결과이다. 증착된 다층 박막의 균일도는 3.8%, 가시광선 영역에서 80% 이상의 투과도, 면저항 값은 3 ${\Omega}/{\Box}$ 이하를 보임으로서 에너지 절약형 단열 유리로서의 사양을 만족시키는 결과를 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.59.1-59.1
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• 2010

Aluminum-induced crystallization (AIC) of amorphous silicon (a-Si) is studied with the structure of a glass/Al/$SiO_2$/a-Si, in which the $SiO_2$ layer has micron-sized laser holes in the stack. An oxide layer between aluminum and a-Si thin films plays a significant role in the metal-induced crystallization (MIC) process determining the properties such as grain size and preferential orientation. In our case, the crystallization of a-Si is carried out only through the key hole because the $SiO_2$ layer is substantially thick enough to prevent a-Si from contacting aluminum. The crystal growth is successfully realized toward the only vertical direction, resulting a crystalline silicon grain with a size of $3{\sim}4{\mu}m$ under the hole. Lateral growth seems to be not occurred. For the AIC experiment, the glass/Al/$SiO_2$/a-Si stacks were prepared where an Al layer was deposited on glass substrate by DC sputter, $SiO_2$ and a-Si films by PECVD method, respectively. Prior to the a-Si deposition, a $30{\times}30$ micron-sized hole array with a diameter of $1{\sim}2{\mu}m$ was fabricated utilizing the femtosecond laser pulses to induce the AIC process through the key holes and the prepared workpieces were annealed in a thermal chamber for 2 hours. After heat treatment, the surface morphology, grain size, and crystal orientation of the polycrystalline silicon (pc-Si) film were evaluated by scanning electron microscope, transmission electron microscope, and energy dispersive spectrometer. In conclusion, we observed that the vertical crystal growth was occurred in the case of the crystallization of a-Si with aluminum by the MIC process in a small area. The pc-Si grain grew under the key hole up to a size of $3{\sim}4{\mu}m$ with the workpiece.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권3호
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• pp.107-112
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• 2010

높은 광흡수 계수를$(1{\times}10^5cm^{-1})$ 가지는 CIGS는 Ga의 비율에 따라서 밴드갭을 조절할 수 있다는 장점을 지니고 있다. CIGS의 밴드갭은 Ga의 비율에 따라 $CuInSe_2$(Eg: 1.0 eV)에서 $CuGaSe_2$(Eg: 1.68 eV)까지의 범위에 존재하며, 태양전지에 서 이상적인 fill factor 모양을 가지도록 Ga의 비율을 높게 조성한다. CIGS 흡수층을 제작하는 방법에는 co-evaporator 방식이 가장 널리 사용되며 연구되고 있다. 이에 본 연구에서는 수평 형태의 hydride vapor transport (HVT)법을 고안하여 CIGS 나노 구조 및 에피성장을 시도하였다. HVT법은 $N_2$ 분위기에서 원료부의 CIGS 혼합물을 HCl과 반응시켜 염화물 기체상태로 변환 후 growth zone까지 이동하여 성장을 하는 방식이다. 성장기판은 c-$Al_2O_3$ 기판과 u-GaN을 사용하였다. 성장 후 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM)과 energy dispersive spectrometer(EDS)를 이용하여 관찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권9호
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• pp.601-606
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• 2000

Ni mono-silicide는 선폭이 0.15$\mu\textrm{m}$이하에서도 전기저항이 커지는 현상이 없고 Ni와 Si이 1:1로 반응하기 때문에 얇은 실리사이드의 제조가 가능하고 도펀트의 재분포 현상을 감소시킬수 있다. 따라서 0.15$\mu\textrm{m}$급 이하 디바이스에 사용이 기대되는 NiSi의 제조를 위한 Ni 박막의 증착조건 확보와 열처리 조건에 따른 NiSi의 기초 물성조사를 수행하였다. Ni mono-silicide는 sputter의 물리적 증착방법으로 Ni 박박을 증착후 관상로를 상용하여 $150~1000^{\circ}C$ 온도 범위에서 제조하였다. 그후 SPM을 이용하여 각 시편의 표면조도를 측정하였고, 미세구조와 성분분석은 EDS가 장착된 TEM을 사용하여 측정하였다. 각 열처리 온도별 생성상의 전기적 성질은 4 point probe로 측정하였다. 본 연구의 결과, SPM은 비파괴 방법으로 NiSi가 NiSi$_2$로 변태되었는지 확인할 수 있는 효과적인 공정모니터링 방법임을 확인하였고, $800^{\circ}C$이상 공온 열처리에 잔류 Ni의 산화방지를 의해 산소분압의 제어가 $Po_2$=1.5$\pm$10(sup)-11색 이하가 되어야 함을 알 수 있었으며, 전지적 특성실험으로부터 본 연구에서 제조된 박막의 NiSi$\longrightarrow$NiSi$_2$ 상태변온도는 $700^{\circ}C$라고 판단되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.642-642
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• 2013

Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as high electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency. Especially, chemical vapor deposition (CVD) grown graphene has been used as a promising material for high quality and large-scale graphene film. Unfortunately, although CVD-grown graphene has strong advantages, application of the CVD-grown graphene is limited due to ineffective transfer process that delivers the graphene onto a desired substrate by using polymer support layer such as PMMA(polymethyl methacrylate). The transferred CVD-grown graphene has serious drawback due to remaining polymeric residues generated during transfer process, which induces the poor physical and electrical characteristics by a p-doping effect and impurity scattering. To solve such issue incurred during polymer transfer process of CVD-grown graphene, various approaches including thermal annealing, chemical cleaning, mechanical cleaning have been tried but were not successful in getting rid of polymeric residues. On the other hand, lithographical patterning of graphene is an essential step in any form of microelectronic processing and most of conventional lithographic techniques employ photoresist for the definition of graphene patterns on substrates. But, application of photoresist is undesirable because of the presence of residual polymers that contaminate the graphene surface consistent with the effects generated during transfer process. Therefore, in order to fully utilize the excellent properties of CVD-grown graphene, new approach of transfer and patterning techniques which can avoid polymeric residue problem needs to be developed. In this work, we carried out transfer and patterning process simultaneously with no polymeric residue by using a metal etch mask. The patterned thin gold layer was deposited on CVD-grown graphene instead of photoresists in order to make much cleaner and smoother surface and then transferred onto a desired substrate with PMMA, which does not directly contact with graphene surface. We compare the surface properties and patterning morphology of graphene by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy(AFM) and Raman spectroscopy. Comparison with the effect of residual polymer and metal on performance of graphene FET will be discussed.

• 한국분말재료학회지
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• 제22권5호
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• pp.321-325
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• 2015

The triboelectric property of a material is important to improve an efficiency of triboelectric generator (TEG) in energy harvesting from an ambient energy. In this study, we have studied the TEG property of a semiconducting $SnO_2$ which has yet to be explored so far. As a counter triboelectric material, PET and glass are used. Vertical contact mode is utilized to evaluate the TEG efficiency. $SnO_2$ thin film is deposited by atomic layer deposition on bare Si wafer for various thicknesses from 5.2 nm to 34.6 nm, where the TEG output is increased from 13.9V to 73.5V. Triboelectric series are determined by comparing the polarity of output voltage of 2 samples among $SnO_2$, PET, and glass. In conclusion, $SnO_2$, as an intrinsic n-type material, has the most strong tendency to be positive side to lose the electron and PET has the most strong tendency to be negative side to get the electron, and glass to be between them. Therefore, the $SnO_2$-PET combination shows the highest TEG efficiency.

• 한국결정성장학회지
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• 제11권1호
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• pp.20-26
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• 2001

Ti와 B을 각각의 증발원으로 한 2원 전자빔 증착법으로 500$^{\circ}$의 기판온도에서 (100) Si 기판 위에 티타늄 붕화물 (${TiB}_{x}$) 박막을 증착시켰다. 이 방법은 여러 가지 boron-to-totanium ratio ($0{\le}B/Ti \le 2.5$)를 가지는 비당량 (${TiB}_{x}$ 박막의 표면 조도 역시 B/Ti비에 의존하여 변화되었다. 그리고 Pure Ti 박막은 (002)면의 우선 성장거동을 나타내었으나, $B/Ti{\ge}1.0$의 경우 (111)면의 우선 성장거동을 보이는 단일상의 TiB 박막이 성장되었다. 그러나 B농도가 더욱 증가됨에 따라 육방정계의 ${TiB}_{2}$상이 형성되기 시작하여 $B/Ti{\ge}2.0$ 의 조성비를 가지는 박막에서는 단일상의 ${TiB}_{2}$ 화합물을 나타내었다. 그리고 Si 기판상에 증착된 ${TiB}_{x}$ 박막의 잔류응력은 B/Ti비에 의존하나, 2원 전자빔 증착법으로 성장된 모든 박막에서 3~$20{\times}^9$dyn/$\textrm{cm}^2$ 정도의 인장응력을 나타내었다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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• pp.1261-1262
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• 2008

Laser-based crystallization techniques are ideally-suited for forming high-quality crystalline Si films on active-matrix display backplanes, because the highly-localized energy deposition allows for transformation of the as-deposited a-Si without damaging high-temperature-intolerant glass and plastic substrates. However, certain significant and non-trivial attributes must be satisfied for a particular method and implementation to be considered manufacturing-worthy. The crystallization process step must yield a Si microstructure that permits fabrication of thin-film transistors with sufficient uniformity and performance for the intended application and, the realization and implementation of the method must meet specific requirements of viability, robustness and economy in order to be accepted in mass production environments. In recent years, Low Temperature Polycrystalline Silicon (LTPS) has demonstrated its advantages through successful implementation in the application spaces that include highly-integrated active-matrix liquid-crystal displays (AMLCDs), cost competitive AMLCDs, and most recently, active-matrix organic light-emitting diode displays (AMOLEDs). In the mobile display market segment, LTPS continues to gain market share, as consumers demand mobile devices with higher display performance, longer battery life and reduced form factor. LTPS-based mobile displays have clearly demonstrated significant advantages in this regard. While the benefits of LTPS for mobile phones are well recognized, other mobile electronic applications such as portable multimedia players, tablet computers, ultra-mobile personal computers and notebook computers also stand to benefit from the performance and potential cost advantages offered by LTPS. Recently, significant efforts have been made to enable robust and cost-effective LTPS backplane manufacturing for AMOLED displays. The majority of the technical focus has been placed on ensuring the formation of extremely uniform poly-Si films. Although current commercially available AMOLED displays are aimed primarily at mobile applications, it is expected that continued development of the technology will soon lead to larger display sizes. Since LTPS backplanes are essentially required for AMOLED displays, LTPS manufacturing technology must be ready to scale the high degree of uniformity beyond the small and medium displays sizes. It is imperative for the manufacturers of LTPS crystallization equipment to ensure that the widespread adoption of the technology is not hindered by limitations of performance, uniformity or display size. In our presentation, we plan to present the state of the art in light sources and beam delivery systems used in high-volume manufacturing laser crystallization equipment. We will show that excimer-laser-based crystallization technologies are currently meeting the stringent requirements of AMOLED display fabrication, and are well positioned to meet the future demands for manufacturing these displays as well.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2006년도 6th International Meeting on Information Display
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• pp.537-539
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• 2006

We developed an 4.5" $192{\times}64$ active matrix organic light-emitting diode display on a glass using organic thin-film transistor (OTFT) switching-arrays with two transistors and a capacitor in each sub-pixel. The OTFTs has bottom contact structure with a unique gate insulator and pentacene for the active layer. The width and length of the switching OTFT is $800{\mu}m$ and $10{\mu}m$ respectively and the driving OTFT has $1200{\mu}m$ channel width with the same channel length. On/off ratio, mobility, on-current of switching OTFT and on-current of driving OTFT were $10^6,0.3{\sim}0.5\;cm^2/V{\cdot}sec$, order of 10 ${\mu}A$ and over 100 ${\mu}A$, respectively. AMOLEDs composed of the OTFT switching arrays and OLEDs made using vacuum deposition method were fabricated and driven to make moving images, successfully.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.61-66
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• 2018

본 연구에서는 DRAM 제조 집적공정의 금속배선으로 사용하는 구리의 자기 열처리(self-annealing) 후 박막 특성 변화에 대한 연구를 진행하였다. 구리를 증착하고 상온에서 시간이 경과하면 구리가 성장하여 결정체 크기 변화가 생기는데 이를 자기 열처리라고 부른다. 구리 금속의 증착은 전기 도금법(electroplating)을 사용하였다. 구리 도금액으로 유기 첨가물이 다른 두 가지 시료인 기준 도금액과 평가 도금액 두 용액에 대해 평가 하였다. 자기 열처리 시간이 경과함에 따라 시간에 대해 면 저항 값의 변화가 없는 영역과 이후 급격하게 떨어지는 구간으로 나누어지고 최종적으로 포화면 저항 값을 보인다. 최종적인 면 저항 값은 초기 값 대비 20% 개선 효과를 보인다. 평가 전해액의 자기 열처리 효과가 기준 용액 대비 더 빠른 시간 안에 이루어졌는데 이는 유기 첨가물의 차이 때문이다. 개선의 효과 분석으로 TEM 장비를 이용하여 결정체 변화를 관찰하였고 자기 열처리 공정에 의해 효과적인 결정체 성장이 이루어졌음을 발견했다. 또한 단면 TEM 측정 결과 자기 열처리 된 시료는 전류 방향으로의 결정체 경계면 숫자가 줄어드는 bamboo 구조를 보인다. 열적 열하 특성(thermal excursion characteristics) 측정 결과 고온 열처리 대비 자기 열처리 시료가 hillock 특성이 보이지 않고 이는 박막의 신뢰성 특성을 향상 시킨다. Electron backscattered diffraction (EBSD) 측정 결과 결정체가 $2{\mu}m$까지 성장한 결정체를 관찰하였고 스트레스에 의한 void를 억제하는데 유리한 (100) 면 비중이 증가하는 방향으로 결정체 성장이 이루어짐을 알 수 있다.