• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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• 제2권2호
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• pp.78-84
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• 1998

ZnO:Al films were prepared by an rf magnetron sputtering and targets for the experiments were fabricated by sintering the mixture of ZnO and Al2O3. The most conductive film was obtained from the target with 2.0∼2.2 wt.% of Al2O3. Optical properties studied with spectroscopic ellipsometry showed band gap widening, i.e., the Burstein-Moss shift, with aluminum doping as well as with the elevation of deposition temperature. And it is found that the optical and electrical properties were related to the density of states as well as the variation of donor level. when hydrogen atoms were introduced into the films, the activation energy for the generation of oxygen vacancy was smaller for the films showing higher conductivity. This indicates that the optimum deposition condition for highly conductive ZnO:Al film has strong relation to the optimum doping condition.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.228-228
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• 2010

반도체 집적도의 비약적인 발전으로 각 박막 층간의 두께는 더욱 줄어들었고 이는 각 박막 층간의 확산에 대한 문제를 간과할 수 없게 하였다. 따라서 각 층간의 확산을 방지하기위한 확산방지막의 연구에 대한 관심도는 증가하게 되었다. 또한 본 연구에서 분석을 위하여 사용된 Nanoindenter는 박막 표면에 다이아몬드 팁을 이용하여 압입을 실시하여 이때 시표의 반응에 의한 팁의 위치(Z-축)를 in-situ로 측정하여 인가력과 팁의 위치에 대한 연속 압입곡선을 측정하게 된다. 이를 통하여 박막의 hardness와 elastin modulus를 측정하게 되고, 연속 압입곡선 분석을 통하여 박막의 표면응력 변화를 측정한다. 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si 기판과 금속배선 물질인 Cu와의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W-C-N 확산방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 rf magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착 조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 하여 박막내 질소 비율에 따른 확산방지막을 제작하였다. 이후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온에서 $900^{\circ}C$ 까지 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였고, 고온에서 확산방지막의 열적인 안정성을 Nanoindentation 분석을 이용하여 측정하였다. 측정 결과 박막내 질소 불포함된 박막의 경우 표면 강도는 9.01 GPa에서 194.01 GPa의 급격한 변화를 보였고, 질소가 포함된 박막은 9.41 GPa에서 43.01 GPa으로 상대적으로 적은 차이를 보였다. X-ray 분석 결과에서도 박막내 질소가 포함된 박막이 고온에서도 더 안정된 특성을 보이는 것을 확인하였다.

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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.183-183
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• 2010

본 연구에서는 기존의 투명전도박막(ITO) 재료인 Sn 성분을 Zn로 치환하여, Zn의 성분함량 변 화에 따른 투명전도박막의 특성을 조사하기 위하여, Zn이 100% 치환된 $In_2O_{3(90wt%)}-ZnO_(10wt%)$ (IZO) 그리고 Zn이 3 %와 7 % 치환된 $In_2O_{3(90wt%)}-ZnO_{(3wt%)}-SnO_{2(7wt%)}$, $In_2O_{3(90wt%)}-ZnO_{(7wt%)}-SnO_{2(3wt%)}$ (IZTO) 등의 타겟을 제작하여 RF-magnetron sputtering 법으로 투명전도박막을 성장하였다. 각각의 박막에 대해서 전기적 특성조사와 가시광선영역에서의 광투과도 특성, 성막 특성, 그리고 구조적 특성을 조사하였다. Sn이 100% Zn으로 치환된 IZO 박막의 경우 조성 성분비가 90 : 10 wt.%에서 비저항 값이 $5.2{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$ 정도로 전기전도성이 매우 우수한 것으로 나타났으며, 또한 X-ray 회절패턴 분석결과 성분비에 관계없이 비정질구조임을 확인 하였다. Sn이 일부 Zn으로 치환된 IZTO 박막의 경우 성분비가 90(In) : 7(Zn) : 3(Sn) wt%의 경우 비저항 값은 $6.5{\times}10^{-4}\;{\Omega}cm$ 정도로 우수한 것으로 나타났으며, X-ray 회절패턴 분석결과 비정질 구조임을 확인하였다. 광학적 특성으로는 가시광선영역(400~780nm)에서 IZO, IZTO 박막은 85% 이상의 매우 우수한 투과율을 나타내었다.

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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.225-225
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• 2010

In this study, the optimum structure of a magnetic thin film inductor was designed for application of DC-DC converters. The $Ni_{81}Fe_{19}$ (at%) alloy was selected as a high-frequency($\geq$ MHz) magnetic thin film core material and deposited on various substrates (bare Si, $SiO_2$ coated Si) using a high vacuum RF magnetron sputtering system. As-deposited NiFe thin films show similar magnetic properties compared to bulk NiFe alloys, indicating that they have a good film quality. The optimum design of solenoid-type magnetic thin film inductors was performed utilizing a Maxwell computer simulator (Ansoft HFSS V7.0 for PC) and parameters obtained from the magnetic properties of magnetic core materials selected. The high-frequency characteristics of the inductance(L) and quality factor(Q) obtained for the designed inductors through simulation agreed well with those obtained by theoretical calculations, confirming that the simulated result is realistic. The optimum structure of high-performance ($Q{\geq}60$, $L\;=\;1{\mu}H$, efficiency${\geq}90%$), high-frequency (${\geq}5MHz$), and solenoid-type magnetic thin film inductors was designed successfully.

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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.190-190
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• 2010

Zinc oxide is the most attractive material due to the large direct band gap (3.37 eV), excellent chemical and thermal stability, and large exciton binding energy (60 meV). Recently, ZnO nanorods were used as the high efficient antireflection coating layer of solar cells based on silicon (Si). In this reports, we studied the effects of rapid thermal annealing (RTA) treatment on optical properties of ZnO nanorods. For fabrication of ZnO nanorods, there are many methods such as hydrothermal method, sol-gel method, and metal organic chemical vapor deposition method. Among of them, we used the conventional wet chemical method which is simple and low temperature growth. In order to synthesize the ZnO nanorods, the ZnO films were deposited on Si substrate by RF magnetron sputtering at room temperature and the samples were dipped to aqua solution containing the zinc nitrate and hexamethylentetramines (HMT). The synthesis process was achieved in keeping with temperature of $90-95^{\circ}C$ and under constant stirring. The morphology of ZnO nanorods on glass and Si was characterized by scanning electron microscopy. For the analysis of antireflection performance, the reflectance and transmittance were measured by spectrophotometer. And for analyzing the effects of RTA treatment on ZnO nanorods, crystalline properties were investigated by X-ray diffraction measurements and optical properties was estimated by photoluminescence spectra.

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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.191.2-191.2
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• 2013

The negative photoconductivity was frequently observed in some semiconductors. It was known that the origin of the negative photoresponse from ZnO is molecular chemisorption or the charging effect of nanoparticles in bulk matrix. However, the origin of the negative photoresponse of thin film was not still clear. One of possible explanation is due to the deep level trap scheme, which describes the origin of the negative photoresponse via defect state under illumination of light. However, the defect states below Fermi level have high capture rate by Coulomb effect, so that these states are usually filled by electrons if the defect states have donor-like character. Therefore the condition which the defect states located in below Fermi level should be partially filled by electrons make more difficult to understand of mechanism of the negative photoresponse. In this study, n-ZnO/p-Si heterojunction diodes were fabricated by UHV RF magnetron sputter. Then, some diodes show the negative photoresponse under ultra-violet light illumination. The defect state of the ZnO was analyzed by photoluminescence and deep level transient spectroscopy. To interpret the negative photoconductivity, band diagram was simulated by using SCAPS program.

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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.216.2-216.2
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• 2013

Nano-indenter는 팁을 박막 표면으로부터 일정 깊이까지 일정한 비율로 힘을 팁에 인가하여 그에 따른 박막의 반응을 in-situ로 확인하기 위하여 고안된 장치이며, 박막은 물론 나노 구조물까지 다양한 범위에서 기계적 특성을 분석하기 위하여 사용되고 있다. 이 연구에서는 유전체 및 확산방지막으로 사용되는 Hf을 rf magnetron sputter로 증착하였으며 이때 Ar 가스와 함께 $N_2$ 가스의 혼합 비율을 다르게 하여 HfN을 증착하였다. 질소 분압에 따라 증착된 HfN 박막은 고온중에서 질소의 영향을 확인하기 위하여 $800^{\circ}C$로 질소 분위기에서 20분간 열처리하여 이후 박막의 nano-mechanical 특성을 nanoindenter를 사용하여 확인하였고 최대 압입력을 250 ${\mu}N$으로 고정하였다. 측정결과 고온 열처리후 HfN 박막은 증착시 질소 분압이 0%에서 5%로 증가함에 따라 surface hardness는 8.6 GPa에서 8.1 GPa로 elastic modulus는 123.7 GPa에서 134 GPa로 각각 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 질소 분압이 2.5%로 증착된 HfN 박막은 열처리후 박막 표면의 물리적 특성이 깊이 방향으로 층을 이루고 있어 nano-indenter 압입시 다수의 pop-in이 나타남을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.211.2-211.2
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• 2013

ITO (indium tin oxide)는 스마트폰을 비롯한 여러전자제품의 터치패널 투명전극으로 가장 많이 쓰이고 있는 물질이다. 산화 인듐(In2O3)과 산화 주석(SnO2)의 화합물로 우수한 전기적 특성과 광학적 특성을 지녀 태양전지 분야에서도 그 활용가능성이 높다. 또한 최근 고효율 태양전지인 HIT (heterojunction with intrinsic thin layer) solar cell의 경우 Si 기판의 두께가 얇고, 소자의 양면에서 태양광을 흡수하여 효율을 증가 시키데, 특히 투명 전극의 물리적 특성들과 계면의 트랩의 상태가 효율에 영향을 미친다. 본 연구에서는 HIT Si 기판의 태양전지 구조에 전극으로 쓰일 ITO 박막을 sputtering 방법으로 증착하여 물리적 특성을 연구하였다. ITO 타겟을 활용한 radio frequency magnetron sputtering 방법으로 Si 기판에 ITO 박막을 증착하였다. 50W의 방전전력과 Ar 10 sccm 분위기에서 성장시킨 ITO 박막을 Transmission Electron Microscope 로 측정하였다. X-ray Diffraction 측정으로 ITO 결정의 방향성을 확인하고 Photoluminescence 측정으로 성장된 ITO 박막의 밴드갭 에너지를 확인하였다. $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$에서 후열처리한박막의 광 투과율, 비저항, 이동도를 측정 비교하여 적절한 후열처리 온도를 찾는 연구를 진행하였다. Sputtering 방법으로 성장시킨 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성을 측정하여 HIT solar cell에 활용될 가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권11호
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• pp.1061-1066
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• 1996

RF magnetron reactive sputtering법으로 Fe75.5Zr8.3N16.2/SiO2(250$\AA$) 다층 박막을 FeZrN의 두께를 변화시키면서 제조하고, 제조된 박막을 진공 열처리하여 열처리 온도에 따른 포화자화, 보자력, 고주파에서의 투자율 그리고 열적 안정성을 조사하였다. Fe75.5Zr8.3N16.2/SiO2(250$\AA$) 다층박막은 FeZrN의 두께가 800$\AA$이상일 때 좋은 연자성을 나타내었다. Fe75.5Zr8.3N16.2/SiO2(250$\AA$)다층 박막을 45$0^{\circ}C$로 열처리 했을 때 포화자속밀도(1.08 T), 보자력 0.41 Oe, 1 MHz에서의 실효 투자율은 3000이상의 연자성을 나타내었다. 그 이유는 X-선 회절 분석 결과 열처리에 의해서 ZrN 미결정이 석출하여 $\alpha$-Fe 결정 성장이 억제되어 우수한 연자기적 성질이 나타난다고 판단된다. 이때 $\alpha$-Fe 입자 크기는 40-50$\AA$, ZrN의 입자 크기는 10-15$\AA$이다. 그리고 실효 투자율의 주파수 의존성에서 단층막에서는 5 MHz 이상에서 실효 투자율이 급격히 감소하는 경향을 보였으나, 다층막에서는 40MHz까지 실효 투자율이 1600이 되어 고주파에서의 연자성이 개선되었다.

• 한국재료학회지
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• 제18권2호
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• pp.61-64
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• 2008

Electrical optical switching and structural transformation of $Ge_{15}Sb_{85}$, $Sb_{65}Se_{35}$ and N2.0 sccm doped $Sb_{83}Si_{17}$ were studied to investigate the phase change characteristics for PRAM application. Sb-based materials were deposited by a RF magnetron co-sputtering system and the phase change characteristics were analyzed using an X-ray diffractometer (XRD), a static tester and a four-point probe. Doping Ge, Se or Si atoms reinforced the amorphous stability of the Sb-based materials, which affected the switching characteristics. The crystallization temperature of the Sb-based materials increased as the concentration of the Ge, Se or Si increased. The minimum time of $Ge_{15}Sb_{85}$, $Sb_{65}Se_{35}$ and N2.0 sccm doped $Sb_{83}Si_{17}$ for crystallization was 120, 50 and 90 ns at 12 mW, respectively. $Sb_{65}Se_{35}$ was crystallized at $170^{\circ}C$. In addition, the difference in the sheet resistances between amorphous and crystalline states was higher than $10^4{\Omega}/{\gamma}$.