• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.206-206
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• 2010

정보화 기술이 급속히 발전함에 따라서 보다 많은 양의 data를 전송, 처리, 저장 하게 되면서 이를 처리 할 수 있는 대용량, 고속, 비휘발성의 차세대 메모리의 개발이 요구 되고 있다. 이 중 저항 변화 메모리(ReRAM)는 일반적으로 전이금속산화물을 이용한 MIM 구조로서 적당한 전기 신호를 가하면 저항이 높아서 전도되지 않는 상태(Off state)에서 저항이 낮아져 전도가 가능한 상태(On state)로 바뀌는 메모리 특성을 가진다. ReRAM은 비휘발성 메모리이며 종래의 비휘발성 기억소자인 Flash memory 보다 access time이 $10^5$배 이상 빠르며, 2~5V 이하의 낮은 전압에서 동작이 가능하다. 또한 구조가 간단하여 공정상의 결함을 현저히 줄일 수 있다는 점 등 많은 장점들이 있어서 Flash memory를 대체할 수 있는 유력한 후보로 여겨지고 있다. 저항 변화의 특징을 잘 나타내는 물질에는 $TiO_2$, $Al_2O_3$, $NiO_2$, $HfO_2$, $ZrO_2$등의 많은 전이금속산화물들이 있다. 본 연구에서는 Reactive DC-magnetron Sputtering 방법과 DC-magnetron sputter를 이용하여 Ti를 증착한 후 Oxidation 방법으로 각각 증착한 $TiO_2$박막을 사용하여 저항변화특성을 관찰하였다. $TiO_2$상부에 Atomic Layer Deposition (ALD)를 이용하여 $HfO_2$ 박막을 증착하여 표면처리를 하고, 또한 $TiO_2$에 다른 전이 금속박막 층을 추가 증착하여 저항변화 특성에 접합한 조건을 찾는 연구를 진행하였다. 하부 전극과 상부 전극 물질로는 Si 100 wafer 위에 Pt 또는 TiN을 사용하였다. 저항변화 특성을 평가하기 위해 Agilent E5270B를 이용하여 current-voltage (I-V)를 측정하였다. X-ray Diffraction (XRD)를 이용하여 증착 된 전기금속 박막 물질의 결정성을 관찰했으며, Atomic Force Microscopy (AFM)을 이용하여 증착 된 샘플의 표면을 관찰했다. SEM과 TEM을 통해서는 sample의 미세구조를 확인 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.179-179
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• 2010

1차원 나노구조를 갖는 ZnO를 성장하기 위해 Laser ablation, Chemical vapor deposition (CVD), Chemical transport method, Molecular beam epitaxy, Sputtering 등의 다양한 형성법들이 이용되어지고 있다. 특히 대량생산과 경제성 측면에서 많은 장점을 가지고 있는 CVD를 이용한 ZnO 성장 및 응용 연구가 활발하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 Thermal CVD를 이용하여 반응물질과 기판 사이의 거리, 기판온도, $O_2$/Zn 비율 등의 성장변수를 변화시켜 ZnO 나노구조를 성장하고 구조 및 광학적 특성을 연구하였다. Scanning electron microscope를 통한 구조 특성평가 결과 반응물질과 기판 사이의 거리가 13 cm 이하의 조건에서 ZnO 나노구조들은 나노판(Nanosheet)과 나노선(Nanowire)이 혼재하여 성장된 것을 보였다. 그리고 반응물질과 기판사이의 거리가 15 cm 이상부터 나노판이 없어지고 수직한 ZnO 나노막대(Nanorod)가 형성되었다. 상온 Photoluminescence 스펙트럼에서 반응물질과 기판사이의 거리가 5에서 15 cm로 증가할수록 결함 (Defect)에 의해 발생된 515 nm 파장의 최대세기 (Maximum intensity)가 10배 이상 감소한 반면, ZnO 나노구조에 의한 378 nm 파장의 NBE발광 (Near band edge emission)은 8배 이상 증가하였다. 이러한 구조 및 광학적 결과로부터, 질서 없이 성장된 것보다 수직 성장된 ZnO 나노구조의 결정질(Crystal quality)이 좋은 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 성장변수에 따른 ZnO 나노구조의 형성 메커니즘을 Zn와 O 원자의 성장거동을 기반으로 한 모델을 이용하여 해석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.262.2-262.2
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• 2013

ZnO는 광학적 및 전기적 성질의 여러 가지 장점 때문에 메모리, 나노발전기, 트랜지스터, 태양전지, 광탐지기 및 레이저와 같은 전자소자 및 광소자로 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다. Al이 도핑된 ZnO 나노결정체를 전기화학적 증착법을 이용하여 형성하고, 형성시간의 변화에 따른 구조적 및 광학적 성질을 관찰했다. ITO로 코팅된 유리 기판에 전기화학증착법을 이용해 Al 도핑된 ZnO를 성장시켰다. Sputtering, pulsed laser vapor deposition, 화학기상증착, atomic layer epitaxy, 전자빔증발법 등으로 Al 도핑된 ZnO 나노구조를 형성할 수 있지만, 본 연구에서는 간단한 공정과정, 저온증착, 고속, 저가의 특성 등으로 경제적인 면에서 효율적인 전기화학증착법을 이용했다. 반복실험을 통하여 Al의 도핑 농도는 Zn와 Al의 비율이 98:2이 되도록, ITO 양극과 Pt 음극의 전위차가 -2.25 V가 되도록 실험조건을 고정했고, 성장시간을 각각 1분, 5분, 10분으로 변화하였다. 주사전자현미경 사진을 보면 Al 도핑된 ZnO는 성장 시간이 증가함에 따라 나노구조의 직경이 커지는 것을 알 수 있다. 광루미네센스 측정 결과는 산소 공핍의 증가로 보이는 500~600 nm대의 파장에서 나타난 피크의 위치가 에너지가 큰 쪽으로 증가했다. 위 결과로부터 성장 시간에 따른 Al 도핑된 ZnO의 구조적 및 광학적 특성변화를 관찰했고, 이 연구 결과는 Al 도핑된 ZnO 나노구조 기반 전자소자 및 광소자에 응용 가능성을 보여주고 있다.

• 한국재료학회지
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• 제6권8호
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• pp.852-857
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• 1996

반응성 스퍼터링법을 이용하며 산화티타늄 박막을 10%~60%의 산소분압하에서 증착하고 열처리 온도와 시간에 따른 박막의 결정화 특성을 고찰하였다. 증착직후에 형성된 비정질 상은 열처리시 산소분압이 15% 이상인 경우에서는 $900^{\circ}C$에서는 rutile로，$500^{\circ}C$에서는 anatase상으로 각각 결정화되었으나 산소 결핑성 비정량도가 심한 10%의 경우에는 온도와 무관하게 장시간의 열처리에서는 rutile 상으로 결정화되었다. 이 경우에 결정화 초기에 형성되는 상은 박막의 산화진행속도가 느린 $500^{\circ}C$이하의 온도에서는 Magneli상 ($Ti_6O_{2n-1}$)이，$50^{\circ}C{sim}600^{\circ}C$ 에서는 비정량적인 anatase상이 형성 되었다. 따라서 초기에 형성된 상이 비정량적일 경우 산화의 진행에 따라서 최종적으로 가장 안정한 상인 rutile상으로 변화하며 초기에 정량적인 상이 형성되면 열처리시 상변화 없이 성장이 계속될 수 있음을 알 수 있다.

• 열처리공학회지
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• 제24권6호
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• pp.307-310
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• 2011

We have investigated the structural, electrical and optical properties of $In_2O_3$ thin films deposited by RF magnetron sputtering and then annealed at $150^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ in vacuum. The structural and electrical properties are strongly related to annealing temperature. All the annealed $In_2O_3$ films are grown as a hexagonal wurtzite phase and the largest grain size is observed in the films annealed at $300^{\circ}C$. The sheet resistance decreases with a increase in annealing temperature and $In_2O_3$ film annealed at $300^{\circ}C$ shows the lowest sheet resistance of $174{\Omega}/{\Box}$. The optical transmittance of $In_2O_3$ films in a visible wavelength region also depends on the annealing temperature. The films annealed at $300^{\circ}C$ show higher transmittance of 76% than those of the films prepared in this study.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.255-255
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• 2010

Recently, nonvolatile memories (NVM) of various types have been researched to improve the electrical performance such as program/erase voltages, speed and retention times. Also, the charge trap memory is a strong candidate to realize the ultra dense 20-nm scale NVM. Furthermore, the high charge efficiency and the thermal stability of SiC nanocrystals NVM with single $SiO_2$ tunnel barrier have been reported. [1-2] In this study, the SiC charge trap NVM was fabricated and electrical properties were characterized. The 100-nm thick Poly-Si layer was deposited to confined source/drain region by using low-pressure chemical vapor deposition (LP-CVD). After etching and lithography process for fabricate the gate region, the $Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$ (NON) and $SiO_2/Si_3N_4/SiO_2$ (ONO) barrier engineered tunnel layer were deposited by using LP-CVD. The equivalent oxide thickness of NON and ONO tunnel layer are 5.2 nm and 5.6 nm, respectively. By using ultra-high vacuum magnetron sputtering with base pressure 3x10-10 Torr, the 2-nm SiC and 20-nm $SiO_2$ were successively deposited on ONO and NON tunnel layers. Finally, after deposited 200-nm thick Al layer, the source, drain and gate areas were defined by using reactive-ion etching and photolithography. The lengths of squire gate are $2\;{\mu}m$, $5\;{\mu}m$ and $10\;{\mu}m$. The electrical properties of devices were measured by using a HP 4156A precision semiconductor parameter analyzer, E4980A LCR capacitor meter and an Agilent 81104A pulse pattern generator system. The electrical characteristics such as the memory effect, program/erase speeds, operation voltages, and retention time of SiC charge trap memory device with barrier engineered tunnel layer will be discussed.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권12호
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• pp.1116-1122
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• 2010

Metal interconnections of multilayer Al/Ni and TiW/seed-Ni/Ni were formed on glass, and the adhesion strength and nanoindentation response of the composite layers were evaluated. The Al/Ni multilayer was formed by an anodic bonding of glass to Al and subsequent electroless plating of Ni, while the TiW/Ni multilayer was fabricated by sputter deposition of TiW and seed-Ni onto glass and electroless plating of Ni. Because of the diffusion of aluminum into glass during the anodic bonding, anodically bonded glass/Al joint exhibited greater interfacial strength than the sputtered glass/TiW one. The Al/Ni on glass also showed excellent resistance against delamination by bending deformation compared to the TiW/seed-Ni/Ni on glass. From the nanoindentation experiment of each metal layer on glass, it was found that the aluminum layer had extremely low hardness and elastic modulus similar to the glass substrate and played a beneficial role in the delamination resistance by lessening stress intensification at the joint. The indentation data of the multilayers also supported superior joint reliability of the Al/Ni to glass compared to that of the TiW/seed-Ni/Ni to glass.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권3호
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• pp.243-247
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• 2012

A ruthenium (Ru) catalytic layer and a conventional Pt layer were assessed as counter electrodes (CE) for dye sensitized solar cells (DSSCs). Ru films with different thicknesses of 34, 46, and 90 nm were deposited by atomic layer deposition (ALD). Pt layers with the same thicknesses were prepared by sputtering. $0.45cm^2$ DSSCs were prepared and their properties were characterized by FE-SEM, cyclic voltammetry (CV), impedance spectroscopy (EIS), and current-voltage (I-V). FE-SEM revealed that the crystallized Ru films and Pt films had been deposited quite conformally. CV showed that the catalytic activity of Pt was much greater than that of Ru. In addition, although the catalytic activity of Pt did not depend on the thickness, that of Ru showed an increase with increasing thickness. Impedance analysis revealed high charge transfer resistance at the Ru interface and a decrease with increasing Ru thickness, whereas Pt showed low resistance with no thickness dependence. Despite the relatively small catalytic activity of Ru, the I-V result revealed the average energy conversion efficiency of Ru and Pt to be 2.98% and 6.57%, respectively. These results suggest that Ru can be used as counter electrodes in DSSCs due to its extremely low temperature process compatibility.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권10호
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• pp.818-822
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• 2011

ZnO nanorods were grown on Au-coated Si substrates by vapor phase transport (VPT) at the growth temperature of $600^{\circ}C$ using a mixture of zinc oxide and graphite powders as source material. Au thin films with the thickness of 5 nm were deposited by ion sputtering. Temperature-dependent photoluminescence (PL) was carried out to investigate the optical properties of the ZnO nanorods. Five peaks at 3.363, 3.327, 3.296, 3.228, and 3.143 eV, corresponding to the free exciton (FX), neutral donor bound exciton ($D^{\circ}X$), first order longitudinal optical phonon replica of free exciton (FX-1LO), FX-2LO, and FX-3LO emissions, were obtained at low-temperature (10 K). The intensity of these peaks decreased and their position was red shifted with the increase in the temperature. The FX emission peak energy of the ZnO nanorods exhibited an anomalous behavior (red-blue-red shift) with the increase in temperature. This is also known as an "S-shaped" emission shift. The thermal activation energy for the exciton with increasing temperature in the ZnO nanorods is found to be about 26.6 meV; the values of Varshni's empirical equation fitting parameters are = $5{\times}10^{-4}eV/K$, ${\beta}=350K$, and $E_g(0)=3.364eV$.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.910-912
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• 2009

투명전극은 비저항이 $1{\times}10^{-3}{\Omega}/cm$이하, 면저항이 $10^3{\Omega}/sq$이하로 전기전도성이 우수하고 380에서 780nm의 가시광선 영역에서의 투과율이 80%이상이라는 두 가지 성질을 만족시키는 박막이다. 기존의 평판디스플레이의 경우, 금속 산화물 투명전극이 진공 증착 공정을 통해 도포된 유리기판상의 각 화소를 포토리소그래피 공정으로 제조된 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)로 제어함으로써 화상을 구현한다. 본 연구에서는 스퍼터링 진공 증착 장치를 이용하여 투명 도전막(ITO: Indium Tin Oxide)을 제작하고 제작된 ITO 박막의 광 및 전기 그리고 물성적 특성을 조사하여 최상의 공정 조건을 확립하였다. a-Si:H 박막위에 형성되는 ITo 박막은 a-Si:H 박막의 특성상 온도 및 스퍼터링 전력에 대한 연구가 주요 문제이다. 본 실험에서는 $In_2O_3:SnO_2$의 조성비는 90:10 wt% 인 타겟의 특성이 우수하였고, $Ar:O_2$의 분압비는 100:1 및 42:8 의 조건이 적당하였으며, 온도는 $200^{\circ}C$ 가장 우수한 특성을 얻을 수 있었다. $200^{\circ}C$ 는 비정질 실리콘의 성능에 좋은 영향을 미치는 온도이며, 알려진 것과 같이 $23^{\circ}C$ 즉 실온의 경우에 비해 막의 균질성 및 특성이 우수 한 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 제작한 박막은 광 투과도가 90% 이상, 비저항이 $300{\mu}{\Omega}cm$ 이하의 특성을 갖게되어 이미지센서, 태양전지, 액정 텔레비젼등 빛의 통과와 전도성등 두가지 특성에 동시에 만족 될만한 성능을 가질 수 있음을 확인하였다.