• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권3호
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• pp.155-158
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• 2017

In this paper, ZnO Thin Film Transistors (TFTs) were fabricated by a sol-gel method using a low-temperature process, and their physical and electrical characteristics were analyzed. To lower the process temperature to $200^{\circ}C$, we used a zinc nitrate hydrate ($Zn(NO_3)_2{\cdot}xH_2O$) precursor. Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) analysis showed that the zinc nitrate hydrate precursor solution had 1.5% residual organics, much less than the 6.5% of zinc acetate dihydrate at $200^{\circ}C$. In the sol-gel method, organic materials in the precursor disrupt formation of a high-quality film, and high-temperature annealing is needed to remove the organic residuals, which implies that, by using zinc nitrate hydrate, ZnO devices can be fabricated at a much lower temperature. Using an X-Ray Diffractometer (XRD) and an X-ray Photoelectron Spectrometer (XPS), $200^{\circ}C$ annealed ZnO film with zinc nitrate hydrate (ZnO (N)) was found to have an amorphous phase and much more oxygen vacancy ($V_o$) than Zn-O bonds. Despite no crystallinity, the ZnO (N) had conductance comparable to that of ZnO with zinc acetate dihydrate (ZnO (A)) annealed at $500^{\circ}C$ as in TFTs. These results show that sol-gel could be made a potent process for low-cost and flexible device applications by optimizing the precursors.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.473-479
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• 2011

In this paper, we have compared amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin-film transistor (TFT) with the nano-crystalline embedded-IGZO ($N_c$-embedded-IGZO) TFT fabricated by solid-phase crystallization (SPC) technique. The field effect mobility (${\mu}_{FE}$) of $N_c$-embedded-IGZO TFT was 2.37 $cm^2/Vs$ and the subthreshold slope (S-factor) was 0.83 V/decade, which showed lower performance than those of a-IGZO TFT (${\mu}_{FE}$ of a-IGZO was 9.67 $cm^2/Vs$ and S-factor was 0.19 V/decade). This results originated from generation of oxygen vacancies in oxide semiconductor and interface between gate insulator and semiconductor due to high temperature annealing process. However, the threshold voltage shift (${\Delta}V_{TH}$) of $N_c$-embedded-IGZO TFT was 0.5 V, which showed 1 V less shift than that of a-IGZO TFT under constant current stress during $10^5$ s. This was because there were additionally less increase of interface trap charges in Nc-embedded-IGZO TFT than a-IGZO TFT.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.821-825
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• 2009

Recently, transparent ZnO-based TFTs have attracted much attention for flexible displays because they can be fabricated on plastic substrates at low temperature. We report the fabrication and characteristics of ZnO TFTs having different channel thicknesses deposited at low temperature. The ZnO films were deposited as active channel layer on $Si_3N_4/Ti/SiO_2/p-Si$ substrates by RF magnetron sputtering at $100^{\circ}C$ without additional annealing. Also, the ZnO thin films deposited at oxygen partial pressures of 40%. ZnO TFTs using a bottom-gate configuration were investigated. The $Si_3N_4$ film was deposited as gate insulator by PE-CVD at $150^{\circ}C$. All Processes were processed below $150^{\circ}C$ which is optimal temperature for flexible display and were used dry etching method. The fabricated devices have different threshold slop, field effect mobility and subthreshold slop according to channel thickness. This characteristics are related with ZnO crystal properties analyzed with XRD and SPM. Electrical characteristics of 60 nm ZnO TFT (W/L = $20\;{\mu}m/20\;{\mu}m$) exhibited a field-effect mobility of $0.26\;cm^2/Vs$, a threshold voltage of 8.3 V, a subthreshold slop of 2.2 V/decade, and a $I_{ON/OFF}$ ratio of $7.5\times10^2$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.236-236
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• 2013

비냉각 적외선 검출기는 산업용 군사용으로 최근 각광을 받고 있다. 이는 주야간 빛이 없는 곳에서도 사물의 열을 감지할 수 있어 인체감지 및 보안감시, 에너지 절감 등에 응용될 수 있는 핵심부품이다. 비냉각 적외선 검출기로는 재료의 저항의 변화를 감지하는 마이크로볼로미터형이 가장 많이 사용된다. 감지재료로는 비정질 실리콘(a-Si)과 산화바나듐(VOx)이 가장 많이 사용된다. VOx 박막은 일반적으로 RF sputtering 방법으로 증착이 되며, 저항이 낮고, 저항의 온도변화 계수(TCR)가 크며 신호 대 잡음 특성이 우수한 반면 산소(oxygen) phase가 다양하여 갓 증착된 상태의 박막은 재현성이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존의 V 타겟을 사용한 VOx 박막을 증착하는 방법을 개선하여 ZnO 나노박막을 중간에 삽입하여 저항 특성을 조절할 뿐만 아니라 열처리에 의해 TCR 값을 향상시키고, VO2 phase 가 주로 나타나는 박막 증착 및 공정 방법을 소개한다. RF sputtering 장비를 이용하여 산소와 아르곤 가스의 혼합비를 4.5로 하였으며, VOx 증착 시 플라즈마 Power는 150 W 로 하여 상온에서 증착하였다. 갓 증착된 VOx 다층박막의 XRD 스펙트럼은 V2O5 피크가 주된 상을 이루고 있었으며, 산소열처리에 의해 VO2 상이 주로 나타남을 알 수 있었다. TCR 값은 갓 증착된 샘플에서 -0.13%/K의 값을 얻었으며, $300^{\circ}C$에서 50분간 열처리 후 -3.37%/K 으로 급격히 향상됨을 알 수 있었다. 저항은 열처리 후 약 100 kohm으로 낮아져 검출소자를 위한 조건에 적합한 특성을 얻을 수 있었다. 또한 산소열처리의 온도 및 시간에 따라 TCR 및 표면 거칠기 특성을 조사하였으며, 최적의 열처리 조건을 얻고자 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.359-361
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• 1998

$SiH_{4}$를 반응물질로 사용하여 electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition(ECR-PECVD)로 실리콘 기판위에 증착한 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)으로부터 가시 photoluminescence(PL) 가 관찰되었다. a-si:H/Si로 부터의 PL은 다공질실리콘으로부터의 PL과 유사하였다. 급속열처리에 의해 $500^{\circ}C$에서 2분간 산소분위기에서 어닐링된 시편의 수소함량은 1~2%로 줄어들었고 시편은 가시 PL을 보여주지 않았는데 이는 a-Si:H의 PL과정에서 수소가 중요한 역할을 한다는 것을 뜻한다. 증착된 a-Si:H의 두께가 증가함에 따라 PL의 세기는 감소하였다. $SiH_{4}$를 사용하여 ECR-PECVD에 의해 Si상에 증착된 a-Si:H로부터의 가시 PL은 Si과 증착된 a-Si:H막 사이에 증착이 이루어지는 동안에 형성된 수소화실리콘으로부터 나오는 것으로 추론된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4468-4472
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• 2010

ICP-CVD 방법에 의해 제작된 SiOC 박막을 유전상수와 화학적 이동의 상관성에 대하여 조사하였다. SiOC 박막은 플라즈마 에너지에 의해서 해리작용과 재결합작용에 의해서 cross link 구조를 갖게 되는 Si-O 와 C-O 결합으로 구성된 $930{\sim}1230\;cm^{-1}$ 영역에서 혼합된 Si-O-C 주 결합으로 이루어졌다. C-O 결합은 $1270cm^{-1}$에서 보여지는 Si-$CH_3$ 결합의 말단부분인 C-H 결합이 전기음성도가 큰 산소에 의해서 끌리는 효과로부터 만들어진 결합이다. 그러나 Si-O 결합은 Si-$CH_3$ 결합이 분해되고 난뒤 2차 이온결합에 의해서 만들어진 결합이다. Si-O 결합의 증가는 주결합에서 오른쪽 결합이 증가하기 때문이며, FTIR 스펙트라에 의해서 red shift로 나타났다. 이러한 결과는 SiOC 박막이 보다 더 안정되고 강한 박막임을 의미한다. 그래서 SiOC 박막은 열처리 후 비정질도가 높고 거칠기가 감소되는 것을 확인하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제27권1호
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• pp.98-103
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• 2011

Photocatalysis using UV light and catalysts is an attractive low temperature and non-energy- intensive method for remediation of a wide range of chemical contaminants like chloroform (CF). Recently development of environmental friendly and sustainable catalytic systems is needed before such catalysts can be routinely applied to large-scale remediation or drinking water treatment. Titanium dioxide is a candidate material, since it is stable, highly reactive, and inexpensive. Diatoms are photosynthetic, single-celled algae that make a microscale silica shell with nano scale features. These diatoms have an ability to biologically fabricate $TiO_2$ nanoparticles into this shell in a process that parallels nanoscale silica mineralization. We cultivated diatoms, metabolically deposited titanium into the shell by using a two-stage photobioreactor and used this biogenic $TiO_2$ to this study. In this study we evaluated how effectively biogenic $TiO_2$ nanoparticles transform CF compared with chemically-synthesized $TiO_2$ nanoparticlesthe and effect of pretreatment of diatom-produced $TiO_2$ nanoparticles on photocatalytic transformation of CF. The rate of CF transformation by diatom-$TiO_2$ particles is a factor of 3 slower than chemically-synthesized one and chloride ion production was also co-related with CF transformation, and 79~91% of CF mineralization was observed in two $TiO_2$ particles. And the period of sonication and mass transfer due to particle size, evaluated by difference of oxygen tention does not affect on the CF transformation. Based on the XRD analysis we conclude that slower CF transformation by diatom-$TiO_2$ might be due to incomplete annealing to the anatase form.

• 한국진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.86-91
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• 2004

전이금속 갈라이드는 고온 응용성이 높은 물질로 관심을 모으고 있다. CsCl구조를 갖는 것으로 알려진 넓은 조성 범위에서 전이금속 갈라이드에 대해 물리적 특성과 전자구조의 상호관계에 대해 체계적인 연구를 하였다. $Co_{l-x}Ga$ $_{x}$ 합금($0.35\leq$x$\leq0.55$)을 arc-melting 방법으로 제작하였으며, 합금 제작 후 시료의 균질성을 높이기 위해 $1000 ^{\circ}C$에서 48시간동안 열처리하였다. 결정 구조를 알아보기 위해 x-ray diffraction을 측정한 결과, 이 조성 범위 안에서 모두 CsCl(B2)구조를 갖는 것으로 밝혀졌다. 화학적 상태와 전자 구조를 알아보기 위해서 x-선 광전자 분광, 그리고 x-선 흡수끝머리 부근 미세구조 (XANES)를 측정하였으며, 조성에 따라 서로 다른 물리적 특성을 보였다. 합금제작 과정에서 시료의 산화가 이루어졌으며 포함된 산소는 Ga과 결합하여 $Ga_2O_3$상을 이루었다. 전자 구조적으로 Co의 d 전자와 Ga의 p 전자사이의 p-d hybridization에 의해 합금이 형성되었다.

• 한국재료학회지
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• 제12권12호
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• pp.962-966
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• 2002

The $SrBi_2$$Nb_2$$O_{9}$ (SBN) thin films were deposited with $SrNb_2$$O_{6}$ / (SNO) and $Bi_2$$O_3$ targets by co-sputtering method. For the growth of SBN thin films, we adopted the various power ratios of two targets; the power ratios of the SNO target to $Bi_2$$O_3$ target were 100 W : 20 W, 100 W : 25 W, and 100 W : 30 W during sputtering the SBN films. We found that the electrical properties of SBN films were greatly dependent on Bi content in films. The $Bi_2$Pt and $Bi_2$$O_3$ phase as second phases occurred at the films with excess Bi content greater than 2.4, resulting in poor ferroelectric properties. The best growth condition of the SBN films was obtained at the power ratio of 100 W : 25 W for the two targets. At this condition, the crystallinity and electrical properties of the films were improved at even low annealing temperature as $700^{\circ}C$ for 1h in oxygen ambient and the Sr, Bi and Nb component in the SBN films were about 0.9, 2.4, and 1.8 respectively. From the P-E and I-V curves for the specimen, the remnant polarization value ($2P_{r}$) of the SBN films was obtained about 6 $\mu$C/c $m^2$ at 250 kV/cm and the leakage current density of this thin film was $2.45$\times$10^{-7}$ $A/cm^2$ at an applied voltage of 3 V.V.

• 한국진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.291-297
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• 2007

본 연구에서는 Ag-Cu합금 코팅에 의한 탄소나노튜브의 전계방출특성 변화를 연구하였다. 화학기상증착 방법을 사용하여 수직 성장시킨 탄소나노튜브에 직류 마그네트론 스퍼터를 이용하여 Ag-Cu합금을 증착하였고, 열처리 전 후의 탄소나노튜브의 표면형상 변화와 전계방출특성에 변화를 연구하였다. 연구결과 Ag-Cu합금 코팅으로 전계방출 문턱전압이 현저히 낮아졌으며 전류밀도는 $6V/{\mu}m$의 인가전압 하에서 약 5배 향상된 것을 확인하였다. 또한 Ag-Cu합금이 코팅된 탄소나노튜브는 산소가 많이 포함된 분위기에서도 안정적인 전계방출 특성을 보였으며, 이는 Ag-Cu합금 코팅이 분위기 진공에 상존하는 산소기체가 탄소나노튜브를 공격하는 것을 막아주는 역할을 하여 열악한 분위기에서도 전계방출이 안정적으로 발생하였기 때문인 것으로 생각된다.