• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.578-584
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• 2017

PET (Polyethylene terephthalate) 플라스틱 기판 위에 IZTO (In-Zn-Sn-O) 박막을 증착하기 전에, $SiO_2$ 버퍼층을 전자빔 증착 방법으로 100 nm 의 두께로 증착하였다. IZTO 박막은 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 RF 파워는 30~60 W 로, 공정 압력은 1~7 mTorr 로 변화시켜가며 $SiO_2$/PET 에 증착하여 IZTO 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. RF 파워 50 W 와 공정 압력 3 mTorr 에서 증착한 IZTO 박막이 $4.53{\times}10^{-3}{\Omega}$ 의 제일 큰 재료평가지수와 이때 $4.42{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$ 의 비저항과 $27.63{\Omega}/sq.$ 의 면저항으로 가장 우수한 전기적 특성을 보였고, 가시광 영역 (400~800 nm) 에서의 평균 투과도도 81.24 % 로 가장 큰 값을 나타내었다. AFM 으로 IZTO 박막의 표면 형상을 관찰한 결과, 모든 IZTO 박막이 핀홀이나 크랙 같은 결함이 없는 표면을 가지며, RF 파워 50 W 와 공정 압력 3 mTorr에서 증착한 박막이 1.147 nm 의 가장 작은 표면 거칠기를 나타내었다. 이로부터 $SiO_2$/PET 구조위에 증착한 IZTO 박막이 차세대 플렉시블 디스플레이 소자에 응용될 수 있는 매우 유망한 재료임을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.192-192
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• 2013

본 연구에서는 RF/DC 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하여co-sputtering 방법으로 성장시킨 고이동도를 갖는Ge-doped $In_2O_3$In2O3 (IGO) 박막의 전기적, 광학적, 구조적 특성을 평가하고, 이를 유기태양전지와 유기발광다이오드에 적용함으로써 고이동도 IGO 투명전극의 소자 적용가능성을 타진하였다. GeO2 타겟에 인가되는 도핑 Power와 급속열처리 온도가 30 W, $500^{\circ}C$일 때, 최적화 된 IGO 박막으로부터 $2.8{\times}10^{-4}$ Ohm-cm의 낮은 비저항과 86.9% (550 nm)의 높은 투과도를 확보하였다. 뿐만 아니라 Near Infra-red (750~1,200 nm) 영역에서의 IGO투명전극의 광투과율이 결정질의 ITO보다 높은(약15%) 투과도를 보이는 것을 통해 IGO박막의 높은 LAS (Lewis Acid Strength) 값을 가지는 Ge 원소의 도핑이 NIR 영역의 광투과율 향상에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 최적 조건의 IGO 박막을 적용하여 Fill Factor 67.38%, Short circuit current density 8.43 mA/cm2, open circuit voltage 0.60 V, efficiency 3.44%의 유기태양전지 및 19.24%의 외부양자효율을 갖는 유기발광다이오드를 제작함으로써 결정질 ITO 전극(20.05%)을 대체할 수 있는 고투과, 고이동도 IGO 투명 전극 및 이를 이용한 광전소자 적용 가능성을 타진하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.501-504
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• 2003

본 연구에서는 박막트랜지스터의 특성 향상을 위하여 강유전성 박막을 게이트 절연충으로 사용하기 위하여 강유전성 박막과 a-Si:H 의 계면특성을 조사하였다. 먼저 강유전성 박막 중에 대표적인 SrTiO$_3$를 E-BEAM 증착기로 박막을 형성시켰다. 형성된 박막은 $N_2$ 분위기에서 15$0^{\circ}C$~$600^{\circ}C$로 1시간 ANNEALING 하여 전자현미경으로 표면을 측정하였다. SrTiO$_3$의 유전상수는 50~100 정도였으며 항복전계는 1~l.5 MV/cm로 매우 우수한 유전특성을 갖고 있었다. 강유전체 박막 위에 a-SiN:H,a-Si:H(n-type a-Si:H) 등을 PECVD로 증착하여 MFNS구조를 형성하였다. 계면특성을 C-V PLOTTER로 측정한 결과 SrTiO$_3$ 박막은 SiN 과의 접합이 매우 안정되어 있었고 C-V특성은 SiN/a-Si:H 과 유사하였다. 그러나 FERROELECTRIC/a-S:H의 경우가 훨씬 CAPACITANCE값이 컸으며, 이는 강유전체 박막의 높은 유전상수에 기인 된 것이라 생각된다.

• 센서학회지
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• 제8권2호
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• pp.171-176
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• 1999

PECVD법을 이용하여 $Al_2O_3$ 기판위에 증착된 $Fe_3O_4$박막의 상전이를 통하여 ${\gamma}-Fe_2O_3$ 박막을 제조하였다. ${\gamma}-Fe_2O_3$ 박막의 상전이는 주로 증착온도와 $Fe_3O_4$의 산화과정에 의해 유도되었다. $Fe_3O_4$ 상은 $200{\sim}300^{\circ}C$의 증착온도에서 in-situ로 얻을 수 있었다. 증착온도에 따른 상변화는 없었으며 $250^{\circ}C$에서 증착된 $Fe_3O_4$상이 가장 안정된 상을 나타내었다. ${\gamma}-Fe_3O_3$ 상은 $280{\sim}300^{\circ}C$의 온도범위에서 $Fe_3O_3$ 상을 산화시켜 유도하였다. $Fe_3O_4$ 상과 ${\gamma}-Fe_2O_3$ 상은 같은 spinel구조를 가지고 있으며 공존상으로서 존재함을 알 수 있었다. 또한, $Al_2O_3$에 산화된 ${\gamma}-Fe_2O_3$ 박막은 다공성의 미세구조를 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.92-92
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• 2008

ZIO(Indium-doped Zinc Oxide) 박막은 고밀도, 고순도 ZIO($In_2O_3$ : 3.33, 6.50, 9.54, 12.44, 15.22 wt%) 타겟 5개를 이용하여 RF 마그네트론법으로 기판온도 RT에서 non-alkali 유리 기판위에 증착하였다. 스퍼터 가스로서는 Ar 가스를 사용하였다. $In_2O_3$ 9.54 wt%인 타겟을 이용하여 RT에서 증착한 박막이 가장 낮은 비저항 $9.13{\times}10^{-4}{\Omega}cm$를 나타내었다. ZIO 박막의 전기적 특성은 Hall 효과 측정장비, 박막의 결정구조는 X-선 회절(XRD), 광학적 특성은 UV 측정장비를 사용하여 측정하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권4호
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• pp.125-131
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• 2023

Ga₂O₃ 박막은 금속 유기 화학기상증착법을 사용하여 Ti 기판에 350~500℃ 범위의 비교적 낮은 온도로 증착되었다. 낮은 온도를 선택하여 Ti 기판의 열적 변형과 Ga₂O₃ 박막에 미치는 영향을 최소화하였다. 500℃ 이하에서 박막 형성 시, 기판 표면에서 원자들의 확산에너지가 충분하지 못하여 박막 표면이 3차원 성장으로 인해 거칠어지는 경향을 보였다. 그러나 500℃에서 형성된 박막은 2차원 박막 형태로 형성되었으며 비교적 균일한 표면을 가지고 있음을 확인하였다. 모든 증착된 박막은 비정질 구조였다. Ti 금속 기판 위에 형성된 Ga₂O₃ 박막 위에 금속 전극을 형성하여 수직 쇼트키 다이오드를 제작하였으며, 제작된 다이오드의 전류-전압(I-V) 및 캐패시턴스-전압(C-V) 특성을 평가하였다. I-V 측정 결과, 대부분의 다이오드 소자에서 매우 높은 동작 전압을 나타냈으며, 비교적 균일한 표면을 갖는 500℃에서 성장한 샘플은 가장 낮은 동작 전압을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, C-V 측정 결과, 박막의 성장 온도가 높을수록 커패시턴스 값이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.72-74
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• 2003

Rf magnetron sputtering을 이용하여 InP, GaAs 기판위에 ZnO 박막을 증착시켰다. 진공 ampul 및 $Zn_3P_2$ 분위기 하에서 열처리 과정을 통해 P와 As을 ZnO 박막내에 도핑하였으며, 박막의 전기적 특성 측정 결과 정공의 농도가 $10^{16}cm^{-3}-10^{19}cm^{-3}$ 으로서 p-형 전기전도도를 나타내었다. XRD 측정을 통하여 ZnO 박막의 내부에 이상이 존재하지 않는다는 것을 확인하였다. 또한 FESEM을 이용하여 p-형 ZnO 박막의 표면을 관찰하였으며 그 위에 n-형 ZnO 박막을 sputtering을 이용하여 증착시켜 I-V 특성을 관찰하였다. 본 실험을 통해 P 및 As의 확산을 통한 p-형 ZnO 박막의 성장이 가능하였으며, I-V 특성으로부터 ZnO의 발광소자 및 자외선 검출기로의 응용이 가능함을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권12호
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• pp.1128-1132
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• 2002

MFS-FET(Metal-Ferroelectric-Semiconductor Field Effect Transistor) 구조의 비휘발성 기억소자용 $ReMnO_3$(Re:Y, Ho, Er) 박막을 금속 유기 화학 기상 증착법(MOCVD)으로 증착하였다. $ReMnO_3$ 박막을 Si(100) 기판 위에 700${\circ}C$-2시간 증착 시켜 결정화를 위해 대기 중에서 900${\circ}C$-1시간 열처리 시 육방정계(hexagonal) 단일상의 $ReMnO_3$ 박막을 형성하였다. 육방정계 단일상 구조에서 $ReMnO_3$ 박막의 강유전 특성은 c-축 배향성에 의존하였으며, c-축 배향성이 우수한 $YMnO_3$ 박막의 잔류 분극(Pr) 값은 105 nC/$cm^2$로 가장 우수하였다. 또한 누설 전류 밀도(leakage current density) 값은 미세구조의 결정립 크기에 의존하였으며, 결정립 크기가 100∼150 nm인 $YMnO_3$ 박막의 누설 전류 밀도 값은 인가전압 0.5 V에서 $10^{-8}$ A/$cm^2$을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2010

현재 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘 기반의 개발이 주를 이루고 있으며, 이 비정질 실리콘은 성막공정이 간단하고 대면적에 용이하지만 전기적인 특성이 우수하지 않기 때문에 디스플레이의 적용에 어려움을 겪고 있다. 이에 따라 poly-Si을 이용한 박막 트랜지스터의 연구가 진행되고 있는데, 이는 공정온도가 높고, 대면적에의 응용이 어렵다. 따라서 앞으로 저온 공정이 가능하며 대면적 응용이 용이한 박막 트랜지스터의 연구가 필수적이다. 한편 최근 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용되는 물질에는 oxide 기반의 ZnO, SnO2, In2O3 등이 주로 사용되고 있고, 보다 적합한 채널층을 찾기 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 최근 Hosono 연구팀에서 IGZO를 채널층으로 사용하여 high mobility, 우수한 on/off ratio의 특성을 가진 소자 제작에 성공함으로써 이를 시작으로 IGZO의 연구 또한 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히, ZnO는 wide band gap (3.37eV)을 가지고 있어 적외선 및 가시광선의 투과율이 좋고, 전기 전도성과 플라즈마에 대한 내구성이 우수하며, 낮은 온도에서도 성막이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 그러나 intrinsic ZnO 박막은 bias stress 같은 외부 환경이 변했을 경우 전기적인 성질의 변화를 가져올 뿐만 아니라 고온에서의 공정이 불안정하다는 요인을 가지고 있다. ZnO의 전기적인 특성을 개선하기 위해 본 연구에서는 hafnium을 doping한 ZnO을 channel layer로 소자를 제작하고 전기적 특성을 평가하였다. 이를 위해 DC magnetron sputtering을 이용하여 ZnO 기반의 박막 트랜지스터를 제작하였다. Staggered bottom gate 구조로 ITO 물질을 전극으로 사용하였으며, 제작된 소자는 semiconductor analyzer를 이용하여 출력특성과 전이 특성을 평가하였으며, ZnO channel layer 증착시 hafnium이 도핑 되는 양을 조절하여 소자를 제작한 후 intrinsic ZnO의 소자 특성과 비교 분석하였다. 그 결과 hafnium을 doping 시킨 소자의 field effect mobility가 $6.42cm^2/Vs$에서 $3.59cm^2/Vs$로 낮아졌지만, subthreshold swing 측면에서는 1.464V/decade에서 0.581V/decade로 intrinsic ZnO 보다 좋은 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 그리고 intrinsic ZnO의 경우 외부환경에 대한 안정성 문제가 대두되고 있는데, hafnium을 도핑한 ZnO의 경우 temperature, bias temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성이 확보된다면 intrinsic ZnO 박막트랜지스터의 문제점을 해결할 수 있는 물질로 될 것이라고 기대된다.

• 센서학회지
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• 제6권4호
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• pp.265-273
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• 1997

RF 마그네트론 스펏터링 방법으로 ZnO 박막을 성장시켜 TMA 가스 센서를 제작하였다. ZnO 박막의 성장분위기 가스와 첨가불순물이 박막의 표면 캐리어(전자) 농도, Hall 전자 이동도, 전기저항률 및 감도에 미치는 영향을 동작온도와 TMA 가스 농도를 변화시켜가며 조사하였다. 산소분위기에서 성장된 박막이 아르곤의 경우보다, 촉매불순물이 첨가된 박막이 첨가되지 않은 경우보다, 각각 표면 캐리어 농도와 Hall 전자 이동도가 높았고, 높은 감도 및 낮은 전기저항률을 나타내었다. 산소분위기에서 성장되었고, 불순물로 4 wt.%의 $Al_{2}O_{3}$, 1 wt.%의 $TiO_{2}$ 및 0.2 wt.%의 $V_{2}O_{3}$를 첨가한 ZnO 박막으로 만든 센서가 가장 높은 표면 캐리어 농도 $5.95{\times}10^{20}cm^{-3}$ 및 Hall 전자 이동도 $177\;cm^{2}/V{\cdot}s$와 가장 낮은 전기저항률 $0.59{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ 및 가장 높은 감도 12.1을 나타내었다. 이때 TMA 가스 농도는 8 ppm, 동작온도는 $300^{\circ}C$였다.