Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제10권5호
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pp.169-172
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2009
The ZnO/CuSn/ZnO (ZCSZ) multilayer films were deposited on polycarbonate substrates using reactive RF and DC magnetron sputtering. The thickness of each layer was 50 nm/5 nm/45 nm, respectively. The ZCSZ films showed a sheet resistance of $44{\Omega}$/Sq, which was an order of magnitude lower than that indium tin oxide (ITO) films. Although the ZCSZ films had a CuSn interlayer that absorbed visible light, both films had similar optical transmittances of 74% in the visible wavelength region. The figure of merit of the ZCSZ films was $1.0{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$ and was greater than the value of the ITO films, $1.6{\times}10^{-4}{\Omega}^{-1}$. From the X-ray diffraction (XRD) analysis, the ITO films did not show any diffraction peaks, whereas the ZCSZ films showed diffraction peaks for the ZnO (100) and (002) phases. The hardness of the ITO and ZCSZ films were 5.8 and 7.1 GPa, respectively, which were determined using nano-indentation. From these results, the ZCSZ films exhibited greater optoelectrical performance and hardness compared to the conventional ITO films.
본 논문에서는 가변형 $Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5(BZN)$ Pyrochlore 박막을 이용한 고가변형 inter-digital capacitor를 제안하였다. 가장자리 전계 효과를 이용한 가변성의 향상과 DC 전압의 감소를 위해 inter-digital capacitor의 전극이 박막 내부에 삽입되었다. 2.5D simulator를 이용한 설계 결과, 제 안된 구조의 inter-digital capacitor(IDC)가 일반적인 구조의 IDC에 비해 가변성이 10 % 향상되었다. 제안된 IDC는 설계 결과를 바탕으로 실리콘 기판 위에 BZN 박막을 이용하여 제작되었다. BZN 박막은 reactive RF magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었다. 제작된 inter-digital capacitor는 5.8 GHz와 18 V의 DC 인가 전압에서 최대 가변율이 50 %였다.
고주파 마그네트론 반응성 스퍼터링(rf magnetron reactive sputtering)으로 티타늄산화물 박막을 제조하여 산소비율에 따른 반응성 스퍼터링의 증착기구를 조사하고 산소비율 및 기판온도에 따른 산화물 조성의 변화, 미세조직, 광학적 특성의 변화를 연구하였다. 기존의 진공기상증착법으로 증착만 박막에 비해, 금속타겟을 사용하여 높은 증착속도를 얻을 수 있는 반응성 마그네트론 스퍼터링으로 성막한 티타늄산화물 박막은 치밀도가 우수하여 높은 굴절률(2.06)과 높은 광투과율을 보였다. 상온에서 성막된 티타늄 산화물박막의 경우, 산소비율이 낮은 조건에서는 다결정형의조직을 보였으나 산소비율이 높은 경우에는 비정질조직을 나타냈으며, 기판온도가 30$0^{\circ}C$ 이상에서는 산소비율에 상관없이 다결정형의 조직을 나타냈다. 하지만 산소비율이 임계값이상에서는 박막의 조성, 증착속도 등이 거의 변하지 않는 안정된 증착조건을 보였다. 30% 이상의 산소비율의 반응성 스퍼터링의 조건에서는 TiO$_{2}$의 조성의 박막으로 성장하여 약 3.82-3.87 eV의 band gap을 나타냈으며 기판온도의 증가에 따라 비정질 TiO$_{2}$에서 다결정 TiO$_{2}$으로 조직의 변화를 보여 광투과도도 약간 증가하는 경향을 나타냈다.
RF magnetron reactive sputtering 법으로 Fe-Zr-N 박막을 제작하여 열처리 온도와 질소 분압의 변화에 따른 포화자화, 보자력, 고주파에서의 투자율 그리고 열적 안정성을 조사하였다. Fe-Zr-N 박막은 비정질과 결정질의 경계 조성인 $Fe_{72-78}Zr_{7-10}N_{15-18}$의 조성범위에서 연자성을 나타내었다. 이러한 박막은 포화자속밀도 1.55 T, 1 MHz에서의 실효 투자율은 3000 이상의 연자성을 나타내고 열처리 온도 $550^{\circ}C$ 까지도 실효투자율 2500 정도의 열적 안정성을 나타내었다. 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 $10~15\AA$이었다.
본 연구에서는 TiO$_2$ 하지층이 첨가된 hexagonal barium-ferrite(BaM) 박막을 RF/DC magnetron sputtering system을 이용하여 상온에서 증착한 후, 여러 온도에서 열처리하여 결정화하였다. BaM박막에 TiO$_2$ 하지층을 첨가하여 열처리한 경우 Si와 BaM의 (006), (106), (114), (217), (2011) peak들이 사라지고 (008)의 intensity가 낮아졌으며 SiO$_2$와 (116), (302)의 peak들이 성장하였음을 XRD pattern을 통하여 알 수 있었다. BaM 박막의 자기적 특성을 VSM을 통하여 알아본 결과, 보자력, 잔류자화, 각형비 등의 자기적인 특성들은 수직에 비해 수평이 더 좋게 나타났는데, 이러한 결과로 박막면에 평행한 방향으로의 자화용이축이 존재하고 있다는 것을 알 수 있었다. SEM을 통하여 증착압력 및 열처리 시간에 따른 결정화 정도와 자기적 특성을 알아본 결과 5 mTor 보다 10 mTrr에서 더 좋게 나타났으며, 열처리를 시작한 뒤 10분 이내에 750 $^{\circ}C$ 이상에서 대부분의 특성변화가 일어났음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 여러 하지층이 첨가된 hexagonal barium-ferrite(BaM) 박막을 RF/DC magnetron sputtering system을 이용하여 상온에서 증착한 후, 850 $^{\circ}C$에서 10분간 열처리하여 결정화하였다. BaM 박막에 여러 하지층을 첨가하여 고온 열처리한 경우 수평방향의 (107), (114) peak과 수직방향의 (006), (008) peak이 같이 관찰되어 결정이 random한 방향으로 성장되었다는 것을 알 수 있었다. BaM 박막의 자기적 특성을 VSM을 통하여 알아본 결과, 보자력 , 잔류자화, 각형비 등의 자기적인 특성들은 수직에 비해 수평이 좀더 좋게 나타났는데, 이러한 결과로 박막면에 평행한 방향으로의 자화용이축이 존재하고 있다는 것을 알 수 있었다. SEM과 AFM을 통하여 표면의 모양을 살펴본 결과 grain size는 박막의 두께가 두꺼워지면서 증가하였으며, 300 $\AA$ 두께에서 판상모양과 긴 모양의 grain들이 관찰되었다. 이러한 grain 모양은 박막의 두께가 600$\AA$으로 증가할 때까지 계속되는 것을 관찰하였으나, 1500$\AA$의 두께에서는 단지 긴 모양의 grain들만이 관찰되었다.
Diamond-like carbon(DLC) films were deposited on buffer-layered ZnS substrates by radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition(RF-PECVD) method. Ge and GeC buffer layera were used between DLC and ZnS substrates to promote the adhesion of DLC on ZnS substrates. Ge buffer layers were sputter deposited by RF magnetron sputtering and $GeC^1$ buffer layers were deposited by same method except using acetylene reactive gas. The relatinship between film properties and deposition conditions was investigated using gas pressure, RF power and dc bias voltage as PECVD parameters. The hardness of DLC films were measured by micro Vickers hardness test and the adhesion of DLC films on buffer-layered ZnS substrates were studied by Sebastian V stud pull tester. The optical properties of DLC films on butter-layered ZnS substrates were characterized by ellipsometer and FTIR spectroscopy.
Carbon nitride films with ${\beta}-C_3N_4$ crystals were grown by rf reactive magnetron sputtering system with negative DC bias. Chamber baking system to supply whole chamber with activation energy was used to reduce the contamination of H and O atoms. XRD peaks showed the existence of crystalline ${\beta}-C_3N_4$(200) and lonsdaleite structures. FTIR spectroscopy studies revealed that the film contain ${\alpha}-C_3N_4$ and ${\beta}-C_3N_4$ with $1011\;cm^{-1},\;1257\;cm^{-1}\;and\;1529\;cm^{-1}$ peaks. We could also find the grain growth of hexagonal structure from SEM photograph, which is coincident with the theoretical carbon nitride unit cell. ${\alpha}$-step was used to make the thickness profile of the grown films.
구리-바나듐 산화물 양극을 이용하여 $(Cu_{0.5}V_2O_5)$으로 구성된 전 고상의 리튬이차박막전지를 제작하였다. 구리-바나듐 산화물 박막은 reactive DC magnetron sputtering을 이용하여 co-sputtering에 의해 제조하였고 Lipon고체전해질은 순수한 질소 분위기 하에서 RF 스퍼터링으로 제조하였다. XRD분석을 통해 구리-바나듐 산화물 박막이 비정질임을 확인하였고, EC:DMC(1:1 in IM $LiPF_5$)액체전해질을 사용한 반전지 구조에서 그 전기화학적 특성을 고찰하였다. Lipon고체전해질의 이온전도도는 $25^{\circ}C$에서 $1.02\times10^{-6}S/cm$를 나타내었고 전고상 박막전지는 $1.5V\~3.6V$의 전압구간, $50{\mu}A/cm^2$의 전류밀도에서 500싸이클까지 약 $50{\mu}Ah/cm^2{\mu}m$의 방전용량을 유지하였다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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