• 한국결정성장학회지
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• 제8권2호
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• pp.286-291
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• 1998

$RuO_2$를 하부 전극으로 적용하여 스퍼터링 가스의 주입비($Ar/O_2$ratio) 변화에 따른 $SrTiO_3$ 박막의 물성을 고찰하였다. 플라스마 가스내 $Ar/O_2$비 변화가 결정성, 표면 morphology등의 $SrTiO_3$ 박막의 미세구조에 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 플라스마 가스내의 산소량이 증가함에 따라 박막의 표면 morpholgy 및 상형성의 향상을 통하여 $SrTiO_3$박막의 전기적 특성을 개선할 수 있음을 관찰하였다. 산소의 양이 증가할수록 ST 박막의 누설전류는 $2.0{\times}10^{-6}A/{\textrm}{cm}^2(Ar/O_2=10/0)$에서 $3.8{\times}10^{-7}A/{\textrm}cm^2(Ar/O_2=5/5)$로 감소하였고, 유전 상수값은 $70(Ar/O_2=10/0)$에서 $190(Ar/O_2=5/5)$으로 증가하였다.

• 한국진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.238-244
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• 2005

rf 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 유리기판 위에 $In_2O_3$ : ZnO=90 : 10 $wt.\%$의 조성비를 갖는 indium-zinc-oxide(IZO) 박막을 산소분압 $O_2$/(Ar +$O_2$) : $0\~10 \%$의 Ar가스 분위기에서 제작하였다. IZO 박막의 면저항은 증착 시 유입되는 산소량이 증가함에 따라 현저하게 증가하는데, 순수한 Ar 가스 분위기에서 증착될 때 $3.7\times10^{-4}\Omega\cdot$ cm 정도의 가장 낮은 비저항과 가시광 영역에서 평균 $85\%$ 이상의 투과율을 보이는 박막이 얻어진다. $600^{\circ}C$의 다양한 환경에서 옅처리될 경우, 순수한 Ar 분위기에서 성막된 IZO 박막의 전기적 저항 변화는 박막 내에 포함된 In 또는 InO와 같은 금속 성분들의 결정화와 산화에 의해 설명되어 진다. 또한 IZO 박막을 공기 중에서 열처리하는 동안 $600^{\circ}C$ 이상에서 현저하게 일어나는 산소 흡착과 구조 변화에 의한 전기적 특성들이 조사된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-7
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• 2021

Ga2O3의 준 안정상인 ε-Ga2O3는 육각형 구조나 준 육각형 구조를 가지는 기판들과 정합성이 우수하여 β-Ga2O3보다 상대적으로 쉽게 낮은 표면 거칠기와 결함 밀도를 갖는 박막을 얻을 수 있다. 이에 ε-Ga2O3를 고온에서 열처리하면 β-Ga2O3로 상전이 되는 특성을 이용하여 표면 거칠기와 결함 밀도가 낮은 고품질 β-Ga2O3 박막의 제조를 시도하였다. 이를 위해서는 고품질 ε-Ga2O3 박막의 성장이 선행되어야 하므로 본 연구에서는 갈륨과 산소의 공급 유량 비율에 따른 Ga2O3 박막의 구조적, 형태적 특성을 분석함으로써 최적의 유량 비율을 조사하였다. 추가로 열처리 조건과 ε-Ga2O3 박막에 혼입된 β-Ga2O3가 상전이 이후 β-Ga2O3의 결정성에 미치는 영향도 함께 조사하였다.

• 한국진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.258-262
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• 2000

$YMnO_3$박막은 고주파 스퍼터를 사용하여 Si(100)과 $Y_2O_3$/si(100)기판에 증착하였다. 증착시에 산소 분압의 조건과 열처리 온도는 YMnO$_3$ 박막의 결정성과 그 메모리 윈도우의 특성에 매우 중요한 영향을 주었다. XRD 측정 결과 산소 분압 0%에서 증착후 $870^{\circ}C$에서 1시간 동안 후열처리한 $YMnO_3$ 박막은 c-축을 따라 매우 잘 배향되었음을 확인하였다. 반면 산소분압 20%에서 Si(100)과 $Y_2O_3$/Si(100) 기판위에 증착된 $YMnO_3$박막의 결정화는 XRD측정 결과 $Y_2$O$_3$ peak가 보이는 것으로 보아 YMnO$_3$박막내에 과잉의 $Y_2O_3$가 c-축으로의 배향을 억제하는 것을 알 수 있다. 특히 산소분압 0%에서 증착한 Pt/$YMnO_3/Y_2O_3$/Si 구조에서의 메모리 윈도우 특성은 c-축으로 잘 배향된 결과로 인해 인가전압 2~12V에서 0.67-3.65V이었으며 이는 $Y_2O_3$/si 기판위에 산소분압 20%에서 증착한 박막 (0.19~1.21V)보다 동일한 인가전압에서 3배 정도의 큰 메모리 윈도우 특성을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.114-114
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• 2010

최근 고용량의 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하여 고주파 발생의 원인인 배선길이와 실장 면적을 획기적으로 줄이는 임베디드 디커플링 캐패시터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 공정들은 높은 공정온도와 같은 공정상의 한계를 가지고 있어 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹 제작이 가능한 후막코팅기술인 Aerosol Deposition Method (ADM)에 착목하였으며, 이 ADM을 박막공정으로 응용하여 $BaTiO_3$ 박막을 제작하고 고용량의 디커플링 캐패시터 제작을 실현하고자 한다. 하지만, Cu 기판 상에 성막 된 $0.5\;{\mu}m$이하의 $BaTiO_3$ 박막에서는 $BaTiO_3$ 분말 내에 존재하는 평균입자 보다 큰 입자와 응집분말로 인해 발생하는 pore, crater, not-fully-crushed particles와 같은 거시적인 결함들에서의 전류 통전과 울퉁불퉁한 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면에서의 전계의 집중에 의한 전류의 증가로 인하여 큰 누설전류 발생하는 문제에 봉착하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제시된 효과적인 방법으로 Stainless steel 기판과 같이 표면경도가 높은 기판을 사용하는 것이며, 이를 통해 $0.2\;{\mu}m$의 두께까지 유전 $BaTiO_3$ 박막을 성막 할 수 있었으며, 치밀한 표면 미세구조와 줄어든 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면의 거칠기를 확인하였다. 하지만, $BaTiO_3$ 박막 내에 발생하는 누설전류의 근본원인을 확인하기 위해서는 누설전류에 대한 미시적인 접근이 더욱 요구된다. 이에 본 연구에서는 누설전류 발생원인의 미시적 접근을 위해 두께에 따른 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류 전도기구에 대한 조사하였으며, 이를 통해 $BaTiO_3$ 박막내 발생하는 누설전류의 원인은 $BaTiO_3$막 내에서 donor로서 역할을 하는 oxygen vacancy와 불균일한 전계의 집중으로 인한 전자의 tunneling 현상임을 확인할 수 있었다. 또한, Nano-indenter와 Conductive atomic force microscopic를 이용한 정밀 측정을 통해 표면경도의 중요성을 재확인하였으며 $BaTiO_3$ 박막의 두께가 $0.2\;{\mu}m$이하로 더욱 얇아지게 되면 입자간 결합 문제 또한 ADM을 박막화 하는데 있어 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.418.1-418.1
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• 2016

Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 증착된 aluminum oxide ($Al_2O_3$)는 우수한 패시베이션 특성을 가지고 있다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 화학적 패시베이션에 의한 실리콘 표면을 패시베이션 할 수 있다. 또한 $Al_2O_3$는 강한 고정전하를 가져 전계 효과 패시베이션을 할 수 있다. 따라서 $Al_2O_3$ 박막을 태양전지에 적용할 경우 높은 효율을 기대할 수 있다. 실리콘 태양전지를 제작하기 위해 소성공정(> $800^{\circ}C$)은 필수이다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 소성공정시 수소가스를 방출하여 $Al_2O_3$ 박막에 블리스터를 형성시킨다. 이 블리스터는 $Al_2O_3/Si$ 계면에서 발생하여 패시베이션 특성을 감소시킨다. 블리스터를 억제하기 위해 수소의 양을 조절할 필요가 있다. 이 실험에서는 plasma-assisted atomic layer deposition (PAALD)으로 $Al_2O_3$를 증착하였다. PAALD의 RF power를 200 W부터 800 W까지 조절하여 $Al_2O_3$ 막에 포함되는 OH의 농도를 조절하였다. $Al_2O_3$ 박막에 포함되는 OH 농도는 X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 이용하여 분석하였다. 열처리공정 후, 화학적 패시베이션에 의한 유효 반송자 수명 (${\tau}_{eff}$) 향상이 나타났다 소성공정 후 블리스터가 형성되지 않는 조건에서 화학적 패시베이션과 전계 효과 패시베이션에 의해 ${\tau}_{eff}$가 증가하였다. 블리스터가 형성되었을 때 기존 논문들과 같이 패시베이션 특성이 감소하였다. 패시베이션 특성의 감소는 블리스터에 의한 화학적 패시베이션의 감소 때문이며 전계 효과 패시베이션은 오히려 증가하였다. 이를 통해 고온에서 열안정성을 갖는 $Al_2O_3$ 박막을 만들었으며 블리스터가 형성되지 않았고 패시베이션 특성이 증가하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권1호
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• pp.57-61
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• 2004

Zinc Oxide (ZnO)은 wurtzite 결정구조를 가지고 있으며, 밴드갭 에너지가 약 3.3eV로 반도성 산화물이다. $In_2O_3$이 첨가된 ZnO 박막을 점자빔증착법을 이용하여 1737F 유리기판에 제조하였다. $400^{\circ}C$의 증착온도에서 $In_2O_3$의 첨가량에 따른 ZnO 박막의 결정성, 미세구조를 비롯한 전기.광학적 특성을 조사하였다. 첨가되는 $In_2O_3$의 양에 따라 투명전도성 산화막으로써의 ZnO 박막의 특성이 변화되었다. $In_2O_3$의 첨가량이 감소할수록 비정질상에서 결정성의 ZnO 막을 얻을 수 있었다. 0.2at%의 $In_2O_3$가 첨가된 출발물질에서 제조된 $In_2O_3$-doped ZnO막은 약 $6.0 {\times} 10^{-3} {\Omega}cm$ 정도의 비저항값과 가시광선 영역에서 85% 이상의 광투과도를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.1057-1061
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• 2007

본 연구에서는 AlAs와 ZnO target을 사용하여 RF magnetron sputtering 시스템에서 layer-by-layer 방법으로 증착한 ZnO 박막의 특성에 대하여 조사하였다. 또한 열처리 전에 $H_2O_2$용액을 사용한 처리가 박막 특성에 미치는 영향도 조사하였다. 연구 결과 열처리 조건에 따라 n-형 또는 p-형 박막이 형성되는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과는 박막의 전도 형태를 임의로 수정할 수 있음을 의미하는 동시에 박막 특성의 열적 불안정성을 암시하는 것이기도 하다. 144시간까지 스트레스를 인가한 후 측정한 박막 특성 결과 열처리 과정 중 발생하는 이러한 박막 특성 변화는 열처리 전 박막을 30% $H_2O_2$용액에 1분간 처리함으로써 억제할 수 있는 것으로 관찰되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권3호
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• pp.407-410
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• 1998

$RuO_2$를 하부전극으로 적용한 (Ba,Sr)$TiO_3$[BST] 박막의 Sputtering 가스내 $O_2/Ar$ 비에 따른 특성을 고찰하였다. $O_2/Ar$ 비가 1/9에서 5/5로 증가함에 따라 BST 박막의 유전상수는 135에서 190로 증가한 반면, 누설전류 특성은 $1.9{\times}10^{-7}\; A/{\textrm}{cm}^2$에서 $1.7{\times}10^{-6}; A/{\textrm}{cm}^2$로 저하되었다. $O_2/Ar$ 비 증가에 따른 BST 박막의 결정성의 향상에도 불구하고 BST 박막의 표면거칠기의 증가와 BST/ $RuO_2$계면에서의 산소결핍 지역의 확장 등이 BST 박막의 누설전류 특성의 저하를 초래하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권2호
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• pp.59-65
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• 2006

Al이 첨가된 ZnO(ZnO : Al) 박막과 F이 첨가된 ZnO(ZnO : F) 박막을 sol-gel 법을 이용하여 glass 기판위에 코팅하였다. 공통적으로 (002)면의 c-축 배향성을 보였지만 I(002)/[I(002) + I(101)]와 FWHM(full width at half-maximum) 값은 차이를 보였다. 특히 입자크기에 있어서는 ZnO : Al 박막에서 첨가농도가 증가함에 따라 입자크기가 감소한 반면 ZnO : F 박막에서는 F 3 at%까지 입자크기가 증가하다가 그 이후로 다시 감소하는 경향을 보였다. 진기적 성질의 측정을 위해서 Hall effect measurement를 이용하였는데 ZnO : Al 박막의 경우 Al 1 at%에서 비저항이 $2.9{\times}10^{-2}{\Omega}cm$ 이었고 ZnO : F에서는 F 3 at%에서 $3.3{\times}10^{-1}{\Omega}cm$의 값을 보였다. 또한 ZnO : F 박막은 ZnO : Al 박막에 비해서 캐리어 농도는 낮았지만(ZnO : Al $4.8{\times}10^{18}cm^{-3}$, ZnO : F $3.9{\times}10^{16}cm^{-3}$) 이동도에 있어서 상당히 큰 값(ZnO : Al $45cm^2/Vs$ ZnO:F $495cm^2/Vs$)을 보였다. 가시광선 영역에서의 평균 광투과도에 있어서는 ZnO : Al 박막에서 $86{\sim}90%$의 값을 보였지만 ZnO : F에서는 $77{\sim}85%$로 상대적으로 낮은 광투과도를 나타내었다.