• 대한치과기공학회지
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• 제30권1호
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• pp.25-31
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• 2008

Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys commonly used dental implant materials, particularly for orthopaedic and osteosynthesis because of its suitable mechanical properties and excellent biocompatibility. This alloys have excellent corrosion behavior in the clinical environment. The first factor to decide the success of dental implantation is sufficient osseointegration and high corrosion resistance between on implant fixture and its surrounding bone tissue. In this study, in order to increase corrosion resistance and biocompatibility of Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloy that surface of manufactured alloy was coated with TiN by RF-magnetron sputtering method. The electrochemical behavior of TiN coated Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloy were investigated using potentiodynamic (EG&G Co, PARSTAT 2273. USA) and potentiostatic test (250mV) in 0.9% NaCl solution at 36.5 $\pm$ 1$^{\circ}C$. These results are as follows : 1. From the microstructure analysis, Cp-Ti showed the acicular structure of $\alpha$-phase and Ti-6Al-4V showed the micro-acicular structure of ${\alpha}+{\beta}$ phase. 2. From the potentiodynamic test, Ecorr value of Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys showed -702.48mV and -319.87mV, respectively. Ti-6Al-4V alloy value was higher than Cp-Ti alloy. 3. From the analysis of TiN and coated layer, TIN coated surface showed columnar structure with 800 nm thickness. 4. The corrosion resistance of TiN coated Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys were higher than those of the non-coated Ti alloys in 0.9% NaCl solution from potentiodynamic test, indicating better protective effect. 5. The passivation current density of TiN coated Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys were smaller than that of the noncoated implant fixture in 0.9% NaCl solution, indicating the good protective effect resulting from more compact and homogeneous layer formation.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.11-11
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• 2010

Thin-film-transistors (TFTs) that can be deposited at low temperature have recently attracted lots of applications such as sensors, solar cell and displays, because of the great flexible electronics and transparent. Transparent and flexible transistors are being required that high mobility and large-area uniformity at low temperature [1]. But, unfortunately most of TFT structures are used to be $SiO_2$ as gate dielectric layer. The $SiO_2$ has disadvantaged that it is required to high driving voltage to achieve the same operating efficiency compared with other high-k materials and its thickness is thicker than high-k materials [2]. To solve this problem, we find lots of high-k materials as $HfO_2$, $ZrO_2$, $SiN_x$, $TiO_2$, $Al_2O_3$. Among the High-k materials, $Al_2O_3$ is one of the outstanding materials due to its properties are high dielectric constant ( ~9 ), relatively low leakage current, wide bandgap ( 8.7 eV ) and good device stability. For the realization of flexible displays, all processes should be performed at very low temperatures, but low temperature $Al_2O_3$ grown by sputtering showed deteriorated electrical performance. Further decrease in growth temperature induces a high density of charge traps in the gate oxide/channel. This study investigated the effect of growth temperatures of ALD grown $Al_2O_3$ layers on the TFT device performance. The ALD deposition showed high conformal and defect-free dielectric layers at low temperature compared with other deposition equipments [2]. After ITO was wet-chemically etched with HCl : $HNO_3$ = 3:1, $Al_2O_3$ layer was deposited by ALD at various growth temperatures or lift-off process. Amorphous InGaZnO channel layers were deposited by rf magnetron sputtering at a working pressure of 3 mTorr and $O_2$/Ar (1/29 sccm). The electrodes were formed with electron-beam evaporated Ti (30 nm) and Au (70 nm) bilayer. The TFT devices were heat-treated in a furnace at $300^{\circ}C$ and nitrogen atmosphere for 1 hour by rapid thermal treatment. The electrical properties of the oxide TFTs were measured using semiconductor parameter analyzer (4145B), and LCR meter.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권4호
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• pp.63-69
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• 1999

본 연구에서는 급속 열처리 온도와 분위기를 변화 시키면서 Pt/BST/Pt 커패시터의 전기적 특성 변화를 알아보고, 특성 개선에 대한 체계적인 원인을 분석하였다. 급속 열처리의 온도와 분위기에 따른 Pt/BST/Pt 커패시터의 전기적 특성 변화는 BST 박막 내의 산소 결핍과 관련이 있는 것으로 보인다. 이러한 사실을 확인하기 위하여 450℃, 20mttorr에서 산소와 산소 플라즈마 분위기에서 각각 열처리를 수행한 후 전기적 특성을 비교하였다. 산소 플라즈마에서 열처리를 수행한 BST 커패시터의 누설전류 전류밀도가 단순히 산소 분위기에서 열처리 한 시편과 비교하여 훨씬 낮았다. 또한, 산소 분위기에서 열처리를 수행한 BST 커패시터의 유전율이 약14%정도 감소한 반면, 산소 플라즈마에서 열처리를 수행한 유전율은 거의 감소가 없었다. 위의 결과는 반응성이 강한 산소 원자를 많이 포함하고 있는 산소 플라즈마가 산소 결핍을 보상하는데 있어서 매우 효과적임을 시사하고 있다. 결과적으로, BST박막 내의 산소 결핍이 BST커패시터의 누설전류 밀도와 유전율에 큰 영향을 미치고 있음을 추정할 수 있다. 그리고, 산소 플라즈마에서 열처리를 수행함으로써 유전율의 감소 없이 누설전류 밀도가 크게 개선된 BST커패시터를 얻을 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제29권1호
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• pp.14-18
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• 2020

This study investigates the nitrogen dioxide (NO₂) sensing characteristics of an Si MOSFET gas sensor with a tungsten trioxide (WO₃) sensing layer deposited using the sputtering method. The Si MOSFET gas sensor consists of a horizontal floating gate (FG) interdigitated with a control gate (CG). The WO₃ sensing layer is deposited on the interdigitated CG-FG of a field effect transistor(FET)-type gas sensor platform. The sensing layer is deposited with different thicknesses of the film ranging from 100 nm to 1 ㎛ by changing the deposition times during the sputtering process. The sensing characteristics of the fabricated gas sensor are measured at different NO₂ concentrations and operating temperatures. The response of the gas sensor increases as the NO₂ concentration and operating temperature increase. However, the gas sensor has an optimal performance at 180℃ considering both response and recovery speed. The response of the gas sensor increases significantly from 24% to 138% as the thickness of the sensing layer increases from 100 nm to 1 ㎛. The sputtered WO₃ film consists of a dense part and a porous part. As reported in previous work, the area of the porous part of the film increases as the thickness of the film increases. This increased porous part promotes the reaction of the sensing layer with the NO₂ gas. Consequently, the response of the gas sensor increases as the thickness of the sputtered WO₃ film increases.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.345-345
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• 2014

최근 디스플레이 기술은 급속도로 발전해 가고 있다. 정보화 기술의 발전으로 언제 어디서나 쉽게 정보를 얻을 수 있는 유비쿼터스 시대로 접근하고 있으며, 휴대가 간편하고 이동성을 가진 휴대용 기기가 인기를 끌고 있다. 이에 따라 더 얇고 더 가벼우며 휴대하기 쉬운 디스플레이가 요구 되고 있고, 더 나아가 떨어뜨려도 깨지지 않고 유연하며, 디자인 변형이 자유로우며, 때론 종이처럼 접거나 휘어지거나 두루마리처럼 말을 수 있는 이른바 "플렉서블 디스플레이"에 대한 필요성이 점점 대두되고 있다. 이러한 첨단 디스플레이의 핵심 소자 중 하나는 산화물 박막 트랜지스터 이다. 산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 가지고 가시광선 영역에서 투명하며, 높은 이동도를 가지고 있어 차세대 평판디스플레이, 투명디스플레이 및 플렉서블 디스플레이용 박막트랜지스터(TFT)를 위한 채널층으로써 광범위하게 연구되고 있다. 하지만 현재 대부분의 산화물 박막 트랜지스터 제조 공정은 고온에서의 열처리를 필요로 한다. 고온에서의 열처리 공정은 산화물 박막의 제조 공정 단가를 증가시키는 문제점이 있으며, 산화물 박막이 형성되는 기판의 녹는점이 낮은 경우에는 상기 기판의 변형을 가져오므로(예를 들면, 플라스틱 기판, 섬유 기재 등), 상기 산화물 박막이 적용되는 기판의 종류에 제한이 생기는 문제점이 있었다. 이에 플렉시블 디스플레이 등을 위해서는 저온공정이 필수로 선행 되어야 한다. 산화물 TFT는 당초, ZnO계의 재료가 연구되었지만 2004년 말에 Hosono 그룹이 Nature지에 "IGZO (In, Ga, Zn, O)"을 사용한 TFT를 보고한 이후 IGZO, IZO, ISZO, IYZO, HIZO와 같은 투명 산화물반도체가 TFT의 채널물질로써 많이 거론되고 있다. 그 중에서 인듐갈륨 산화물(IGO)는 삼성분계 n-형 산화물 반도체이고, 채널 이동성이 좋고 광투과도가 우수해 투명 TFT에 매우 유용하게 사용할 수 있다. 이 실험에서 우리는 인듐갈륨 산화물 박막 및 트랜지스터 특성 연구를 진행하였다. 인듐갈륨 산화물 박막은 상온에서 rf-magnetron sputtering법을 사용하여 산소분압 1~10%에서 증착 되었다. 증착된 인듐갈륨 산화물 박막은 cubic $In_2O_3$ 다결정으로 나타났으며, 2차상은 관찰 되지 않았다. 산소분압이 10%에서 1%로 변함에 따라 박막의 전도도는 $2.65{\times}10^{-6}S/cm$에서 5.38S/cm 범위에서 조절되었으며, 이를 바탕으로 인듐갈륨 박막을 active층으로 사용하는 bottom gate 구조의 박막트랜지스터를 제작 하였다. 인듐갈륨산화물 박막트랜지스터는 산소분압 10%에서 on/off 비 ${\sim}10^8$, field-effect mobility $24cm^2/V{\cdot}S$를 나타내며 상온에서 플렉서블용 고 이동도 소자 제작의 가능성을 보여준다.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.143-151
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• 1994

$(PbZr_{52},Ti_{48})O_{3}$인 composite ceramic target을 사용하여 R. F. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 기판온도 $300^{\circ}C$에서 Pt/Ti/Si 기판위에 PZT 박막을 증착하였다. 페롭스 카이트 PZT박막을 얻기 위하여 PbO분위기에서 로열처리를 행하였다. 하부전극으로 Pt를 사용하였으며 Pt(205$\AA$)/Ti(500 $\AA$)/Si 및 Pt(1000$\AA$)/Ti(500$\AA$)/Si기판을 준비하여 Pt두께화 Ti층이 산소의sink로 작용함으로서 이를 가속화하였다. Ti층의 상부는 산소의 확산으로 인하여 TiOx층으로 변태하였고 하부는 in diffused Pt와 함께 실리사이드층을 형성하였다. TiOx 층의 형성은PZT층의 방향성에 영향을 주었다. 유전상수 (10kHz), 누설전류, 파괴전압, 잔류분극 및 항전계는 각각 571, 32,65$\mu A /\textrm{cm}^2$, 0.40MV/cm, 3.3$\mu C /\textrm{cm}^2$, 0.15MV/cm이었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.52-61
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• 2003

R.F 마그네트론 스퍼터링법으로 ZrO$_2$ 확산 방지막과 SrBi$_2$Ta$_2$$O_{9}$ 강유전 박막을 증착하여 MFIS 구조론 제작하였다. 절연층의 후열처리가 절연층 및 MFIS 구조의 전기적 특성에 미치는 영향을 관찰하기 위해서 일반 분리기로와 RTA로에서 각각 산소 분위기와 아르곤 분위기에서 550~85$0^{\circ}C$의 온도범위에서 후열처리를 행한 후, C-V 특성 및 누설전류 특성을 분석하였다. RTA 75$0^{\circ}C$ 산소 분위기에서 후열처리된 20nm의 두께를 가지는 ZrO$_2$ 박막에서 최대의 메모리 윈도우 값을 얻었다. Pt/SBT(260nm)ZrO$_2$(20nm)/Si 구조는 Pt/SBT(260nm)/Si 구조의 값보다 C-V 특성 및 누설전류 특성이 우수하였으며 이러한 결과는 ZrO$_2$ 박막이 SBT와 Si사이에서 우수한 완충층의 역할을 함을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제6권5호
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• pp.323-328
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• 1996

$4^{\circ}$ 기울어진 Si(111) 웨이퍼를 기판으로 사용해 Cu($50\;{\AA}$) 바닥층 위에 외부 자장의 인가없이 NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) 삼층막을 형성하여 자기이방성과 자기저항 특성을 연구하였다. NiFe($60\;{\AA}$) 층과 Co($30\;{\AA}$) 층을 Cu($50\;{\AA}$) 바닥층 위에 각각 단층막으로 형성할 경우에 면내 일축자기이방성이 유도되었으며, 기판을 기준으로 NiFe 층과 Co 층의 자화용이축은 면내에서 상호 수직임이 관찰되었다. NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) 삼층막을 동일한 기판과 바닥층 위에 형성할 경우, NiFe층과 Co층의 자기이방성은 단층박에서의 자기이방성이 재현되어, 자화용이축이 면내에서 상호 수직으로 놓임이 처음으로 발견되었으며 ~2.2%의 자기 저항비가 측정되었다. 이를 자기이방성이 유도되지 않은, 유리 기판위에 형성한 NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) 삼층막과 비교할 때 ~1.2% 큰 자기저항비를 보이며, 두 자성층의 자화 상태가 반평행을 유지해 자기저항비가 일정하게 유지되는 구간도 현저히 증하가였다. 위의 결과는 적절한 기판의 선택을 통해 삼층막을 이루는 두 자성층 내의 자기이방성 유도와 자화용이축 방향의 조절이 가능함을 나타내며, 이는 헤드 또는 메모리 소자 응용에 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제17권8호
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• pp.447-451
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• 2007

We investigated the dependence of the various annealing conditions and thickness ($6\sim45nm$) of the Ti-doped $Al_2O_3$ coating on the electrochemical properties and the capacity fading of Ti-doped $Al_2O_3$ coated $LiCoO_2$ films. The Ti-doped-$Al_2O_3$-coating layer and the cathode films were deposited on $Al_2O_3$ plate substrates by RF-magnetron sputter. Microstructural and electrochemical properties of Ti-doped-$Al_2O_3$-coated $LiCoO_2$ films were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and a dc four-point probe method, respectively. The cycling performance of Ti-doped $Al_2O_3$ coated $LiCoO_2$ film was improved at higher cut-off voltage. But it has different electrochemical properties with various annealing conditions. They were related on the microstructure, surface morphology and the interface condition. Suppression of Li-ion migration is dominant at the coating thickness >24.nm during charge/discharge processes. It is due to the electrochemically passive nature of the Ti-doped $Al_2O_3$ films. The sample be made up of Ti-doped $Al_2O_3$ coated on annealed $LiCoO_2$ film with additional annealing at $400^{\circ}C$ had good adhesion between coating layer and cathode films. This sample showed the best capacity retention of $\sim92%$ with a charge cut off of 4.5 V after 50 cycles. The Ti-doped $Al_2O_3$ film was an amorphous phase and it has a higher electrical conductivity than that of the $Al_2O_3$ film. Therefore, the Ti-doped $Al_2O_3$ coated improved the cycle performance and the capacity retention at high voltage (4.5 V) of $LiCoO_2$ films.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.65-65
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• 2012

Copper zinc tin sulfide ($Cu_2ZnSnS_4$, CZTS) is a very promising material as a low cost absorber alternative to other chalcopyrite-type semiconductors based on Ga or In because of the abundant and economical elements. In addition, CZTS has a band-gap energy of 1.4~1.5eV and large absorption coefficient over ${\sim}10^4cm^{-1}$, which is similar to those of $Cu(In,Ga)Se_2$(CIGS) regarded as one of the most successful absorber materials for high efficient solar cell. Most previous works on the fabrication of CZTS thin films were based on the vacuum deposition such as thermal evaporation and RF magnetron sputtering. Although the vacuum deposition has been widely adopted, it is quite expensive and complicated. In this regard, the solution processes such as sol-gel method, nanocrystal dispersion and hybrid slurry method have been developed for easy and cost-effective fabrication of CZTS film. Among these methods, the hybrid slurry method is favorable to make high crystalline and dense absorber layer. However, this method has the demerit using the toxic and explosive hydrazine solvent, which has severe limitation for common use. With these considerations, it is highly desirable to develop a robust, easily scalable and relatively safe solution-based process for the fabrication of a high quality CZTS absorber layer. Here, we demonstrate the fabrication of a high quality CZTS absorber layer with a thickness of 1.5~2.0 ${\mu}m$ and micrometer-scaled grains using two different non-vacuum approaches. The first solution-processing approach includes air-stable non-toxic solvent-based inks in which the commercially available precursor nanoparticles are dispersed in ethanol. Our readily achievable air-stable precursor ink, without the involvement of complex particle synthesis, high toxic solvents, or organic additives, facilitates a convenient method to fabricate a high quality CZTS absorber layer with uniform surface composition and across the film depth when annealed at $530^{\circ}C$. The conversion efficiency and fill factor for the non-toxic ink based solar cells are 5.14% and 52.8%, respectively. The other method is based on the nanocrystal dispersions that are a key ingredient in the deposition of thermally annealed absorber layers. We report a facile synthetic method to produce phase-pure CZTS nanocrystals capped with less toxic and more easily removable ligands. The resulting CZTS nanoparticle dispersion enables us to fabricate uniform, crack-free absorber layer onto Mo-coated soda-lime glass at $500^{\circ}C$, which exhibits a robust and reproducible photovoltaic response. Our simple and less-toxic approach for the fabrication of CZTS layer, reported here, will be the first step in realizing the low-cost solution-processed CZTS solar cell with high efficiency.