• 한국재료학회지
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• 제14권12호
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• pp.876-884
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• 2004

This study was to investigate whether the bioactivity of the anodized and hydrothermally treated Ti-6Al-7Nb alloy were affected by the time of hydrothermal treatment. Anodizing was performed at current density 30 $mA/cm^2$ up to 300 V in electrolyte solutions containing $DL-{\alpha}-glycerophosphate$ disodium salt hydrate $(DL-{\alpha}-GP)$ and calcium acetate (CA). Hydrothermal treatment was done at $300^{\circ}C$ for 30 min, 1 hr, 2 hrs, and 4 hrs to produce a thin film layer of hydroxyapatite (HA). The bioactivity was evaluated from HA formation on the surfaces in a Hanks' solution with pH 7.4 at $36.5^{\circ}C$ for 10, 20, and 30 days. Anodic oxide films were porous with pore size of $1\sim4{\mu}m\;and\;3\sim4{\mu}m$ thickness. The anodic oxide films composed with strong anatase peak with presence of rutile peak, and showed the increase in intensity of anatase peak after hydrothermal treatment. It was shown that the intensity of anatase peak increased with increasing the time of hydrothermal treatment but was no difference in rutile peak. The corrosion voltage was the highest in the group of hydrothermal treatment for 2 hrs (Ecorr: -338.6 mV). The bioactivity in Hank's solution was accelerated with increasing the time of hydrothermal treatment.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제5권4호
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• pp.361-373
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• 1992

이온이나 플라즈마를 사용해서 박막형성이나 MBE진공증착법에 비해서 분자배열이나 고차구조의 제어 및 그의 다양성에 있어서 LB법에 대한 기대가 크다. 특히 습식법인 점에서 생체기능을 짜넣을 수 있는 분자소자의 개발에는 불가능하다. 역으로 생체분자의 자기조직화나 정보전달기능을 분자 Level로 이해하는 점에서도 LB법은 중요하다고 본다. 또 저차원자성체 전도체 여기자등 물리량에 의한 차원성을 고찰하는 점에서도 LB막의 거동이 주목되고 있다. 또 자발분극된 강유전성의 고분자 즉 Poly등의 박막에 광조사를 하면 광생성된 캐리어가 내부전계에 따라서 이동하고 ~$10^{4}$V 정도의 높은 광기전력을 발생시키는 것도 나타났다. 얻어진 전류는 단지 초전효과를 상회하고 광전류라고 할 수 있다. 쇼트키형 소자의 금속-반도체의 절연막층을 MIS형이라고 하며 특성이 향상된다. SnO$_{2}$/NiPc/Polyethylene막/Al형 광전지가 만들어졌다. 광전변환막이 다양한 목적에 사용되리라 사료되며 지금은 초기 연구단계이나 실용화하는데는 많은 시간이 소요되나 간단한 디바이스 등과 같은 것은 제작이 가능할 것이며 광에너지로 힌한 화학, 전기, 역학 에너지로 변환되는 데는 시간 문제인것 같다. 1년간 일본 동경공업대학 생명이공학부에서 연구한 내용을 정리하여 보았으며 이에 협조하여 주신 문교부 학술진흥재단에 감사드리며 또 등평연구실에 감사드린다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.466-468
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• 2012

Amorphous InGaZnO (${\alpha}$-IGZO) thin-film transistors (TFTs) are are very promising due to their potential use in thin film electronics and display drivers [1]. However, the stability of AOS-TFTs under the various stresses has been issued for the practical AOSs applications [2]. Up to now, many researchers have studied to understand the sub-gap density of states (DOS) as the root cause of instability [3]. Nomura et al. reported that these deep defects are located in the surface layer of the ${\alpha}$-IGZO channel [4]. Also, Kim et al. reported that the interfacial traps can be affected by different RF-power during RF magnetron sputtering process [5]. It is well known that these trap states can influence on the performances and stabilities of ${\alpha}$-IGZO TFTs. Nevertheless, it has not been reported how these defect states are created during conventional RF magnetron sputtering. In general, during conventional RF magnetron sputtering process, negative oxygen ions (NOI) can be generated by electron attachment in oxygen atom near target surface and accelerated up to few hundreds eV by self-bias of RF magnetron sputter; the high energy bombardment of NOIs generates bulk defects in oxide thin films [6-10] and can change the defect states of ${\alpha}$-IGZO thin film. In this paper, we have confirmed that the NOIs accelerated by the self-bias were one of the dominant causes of instability in ${\alpha}$-IGZO TFTs when the channel layer was deposited by conventional RF magnetron sputtering system. Finally, we will introduce our novel technology named as Magnetic Field Shielded Sputtering (MFSS) process [9-10] to eliminate the NOI bombardment effects and present how much to be improved the instability of ${\alpha}$-IGZO TFTs by this new deposition method.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.27-29
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• 2009

본 연구에서는 Titanate Nanotube (TNT)를 LBL-SA (layer-by-layer self-assembling) method을 이용하여 전기변색 (electrochromism device, ECD) 소자에 적용하고자 하였다. TNT 분말은 10M NaOH와 $TiO_2$를 혼합한 후 autoclave에서 130$^{\circ}C$, 48시간 동안 수열합성하여 제조하였다. 주사전자현미경 (SEM)으로 TNT 분말의 형상을 관찰한 결과, 직경 20$\sim$30nm, 길이 500$\sim$600nm의 튜브 형상을 나타내었으며, X-선 회절시험 (XRD) 결과 층상구조로 확인되었다. 코팅 물질의 표면 전하를 이용한 LBL-SA method에 적용시키기 위해 수용액 중에서 TNT 입자 표면 전하를 TBAOH (tetrabutylammonium hydroxide)를 적정하여 제타 전위 값이 -40mV로 최대가 되도록 하였으며, 이때 pH 값은 9로 나타났다. 2전극 시스템을 이용하여 cycle voltammetry를 측정한 결과, -0.5$\sim$-1.5V 영역에서 산화환원전위 피크가 뚜렷하게 나타났으며, 짙은 갈색으로 변색되는 것을 확인하였다. 본 연구 결과로서 TNT 박막은 전기를 인가하였을 때 n-type 반도체 성질을 갖는 것으로 나타났으며, 앞으로 display 연구 분야에 적용할 수 있을 것으로 주목된다.

• 한국표면공학회지
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• 제48권6호
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• pp.322-328
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• 2015

We investigated the diffusion behaviors, electrical properties, microstructures, and composition of In-Ga-Zn-O (IGZO) oxide thin films deposited by radio frequency reactive magnetron sputtering with increasing annealing temperatures. The samples were deposited at room temperature and then annealed at 300, 400, 500, 600 and $700^{\circ}C$ in air ambient for 2 h. According to the results of time-of-flight secondary ion mass spectrometry and X-ray photoelectron spectroscopy, no diffusion of In, Ga, and Zn components were observed at 300, 400, 500, $600^{\circ}C$, but there was a diffusion at $700^{\circ}C$. However, for the sample annealed at $700^{\circ}C$, considerable diffusion occurred. Especially, the concentration of In and Ga components were similar at the IGZO thin film but were decreased near the interface between the IGZO and glass substrate, while the concentration of Zn was decreased at the IGZO thin film and some Zn were partially diffused into the glass substrate. The high-resolution transmission electron microscopy results showed that a phase change at the interface between IGZO film and glass substrate began to occur at $500^{\circ}C$ and an unidentified crystalline phase was observed at the interface between IGZO film and glass substrate due to a rapid change in composition of In, Ga and Zn at $700^{\circ}C$. The best values of electron mobility of $15.5cm^2/V{\cdot}s$ and resistivity of $0.21{\Omega}cm$ were obtained from the sample annealed at $600^{\circ}C$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.352-352
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• 2013

국내 에너지 소비량의 21.6%가 건물 분야에 소비되고 있다. 창호는 벽체에 비해 8~10배 이상 낮은 단열 특성을 가지기 때문에 열 손실량이 크다. 유리는 창호를 이루는 요소 중 가장 큰 면적을 차지하고 있으며, 창호의 단열성능을 2배로 향상시키면 30% 이상 건물의 에너지 절감 효과를 가질 수 있다. 창호의 단열 성능을 향상시키기 위해서 Low-e(emissivity) 기술 연구가 진행 중이다. 이번 실험에서는 RF 마그네트론 스퍼터링 시스템을 사용하여 XG 유리기판 위에 ZnO박막을 증착하고, evaporator 장비를 사용하여 metal층인 Ag를 증착하였다. 그리고 다시 한번 ZnO박막을 증착하였다. Low-e 연구에 활용할 수 있는지를 확인하기 위해 XRD, AFM, 투과도를 측정하였다. ZnO박막의 증착 조건은 초기압력 $3.0{\times}10^{-6}$ Torr, 공정압력 $2.0{\times}10^{-2}$ Torr, RF파워 30 W, Ar gas는 50 sccm, 증착온도는 상온으로 하였다. Metal층인 Ag를 증착하기 위해 evaporator의 증착 조건은 Rotate rate 2 rpm, voltage 0.3V, 공정압력 $5.0{\times}10^{-6}$ Torr이며, 변수로 Ag두께를 3,5,7,9,11,13,15 nm로 하였다. AFM 측정결과 Ag두께가 증가할수록 RMS roughness값이 높아졌으며, 최소 0.71 nm의 거칠기를 가지는 것을 확인하였다. XRD분석결과 37도 부근의 피크가 발생하여 ZnO 박막이 결정질 구조임을 확인할 수 있었다. 그리고 UV-Visible-NIR 분광 광도계를 이용하여 광학적 투과를 측정한 결과 Ag두께가 13 nm일 때 가시광 영역의 투과도가 최대 75%, 적외선 영역의 투과도가 최소 28%로 좋은 차단 특성을 가지는 것을 확인하였다. 위 결과들로 ZnO 박막이 Low-e 기술에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2009

$ZrO_2$ is one of the most attractive high dielectric constant (high-k) materials. As integrated circuit device dimensions continue to be scaled down, high-k materials have been studied more to resolve the problems for replacing the EY31conventional $SiO_2$. $ZrO_2$ has many favorable properties as a high dielectric constant (k= 20~25), wide band gap (5~7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2/Si$ structure. In order to get fine-line patterns, plasma etching has been studied more in the fabrication of ultra large-scale integrated circuits. The relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Due to the easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure of the inductively coupled plasma (ICP), we chose it for high-density plasma in our study. And the $BCl_3$ included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compound In this study, the surface kinetic properties of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of Ch addition to $BCl_3/Ar$ gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature. The figure 1 showed the etch rate of $ZrO_2$ thin film as function of gas mixing ratio of $Cl_2/BCl_3/Ar$ dependent on temperature. The chemical state of film was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characteristics of the plasma were estimated using optical emission spectroscopy (OES). Auger electron spectroscopy (AES) was used for elemental analysis of etched surface.

• 한국재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.322-327
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• 2019

Hole carrier selective MoOx film is obtained by atomic layer deposition(ALD) using molybdenum hexacarbonyl[$Mo(CO)_6$] as precursor and ozone($O_3$) oxidant. The growth rate is about 0.036 nm/cycle at 200 g/Nm of ozone concentration and the thickness of interfacial oxide is about 2 nm. The measured band gap and work function of the MoOx film grown by ALD are 3.25 eV and 8 eV, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) result shows that the $Mo^{6+}$ state is dominant in the MoOx thin film. In the case of ALD-MoOx grown on Si wafer, the ozone concentration does not affect the passivation performance in the as-deposited state. But, the implied open-circuit voltage increases from $576^{\circ}C$ to $620^{\circ}C$ at 250 g/Nm after post-deposition annealing at $350^{\circ}C$ in a forming gas ambient. Instead of using a p-type amorphous silicon layer, high work function MoOx films as hole selective contact are applied for heterojunction silicon solar cells and the best efficiency yet recorded (21 %) is obtained.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.49.2-49.2
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• 2009

투명전극은 디스플레이, 태양전지와 같은 광전자 소자에 필수적이며, 지금까지 개발된 재료 중에는 ITO가 가장 투명하면서 전기전도도가 높고 생산성도 좋기 때문에 투명전극의 재료로 사용하고 있다. ITO는 낮은 비저항(${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$) 과 높은 투과율 (~85 %), 상대적으로 넓은 밴드갭 에너지 (3.5 eV) 의특성과 같이 뛰어난 전기적 광학적 특성에 반해서 높은 원자재 가격, 불안정한 공급량 등으로 인한 문제점이꾸준히 제기되고 있다. 따라서 $In_2O_3$:Sn, ZnO:Al, ZnO:Ga, ZnO:F, ZnO:B, TiN 등과 같은 물질들로대체하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. ZnO는 ITO보다원자재의 수급이 원활하기 때문에 원가가 낮으며, 상대적으로 낮은 온도에서도 제작이 가능하다. 또한 화학적으로 안정적이므로 ZnO에 Al, Ga 등의 3족 원소를 도핑함으로써 낮은 비저항의 박막 제작이 가능하고, ITO 박막과 비교하여 etching이 쉬우며 기판과의 접착성이 좋으며, sputtering 공정시 plasma 분위기에서의 안정성이 뛰어나고 박막증착율이 높기 때문에 투명전극으로 적합한 재료이다. 본 연구에서는 cylindrical type의 Aldoping된 ZnO single target을 사용하여 박막 증착 압력의 변화를 주어 유리기판 위에 DC sputtering을 하였다. Fieldemission scanning electron microscope (FESEM)을 통해 ZnO:Al 박막의 표면의 형상과 두께를 확인하였으며, X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 박막의 결정학적 특성을 관찰하였다. 투명전극용 물질로서 ZnO:Al 박막의 적합성 여부를 확인하기 위하여 Van der Pauw 방법을 이용하여 박막의 비저항, 전자 이동도, 캐리어 농도를 측정하였으며, 박막의 기계적 성질 및 표면 접착성을 확인하기 위하여 nano-indentaion 분석을 하였다. 또한 UV-vis spectrophotometer를 이용하여 ZnO:Al 박막의 투과율을 분석하여 투명전극으로의 응용 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.160-160
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• 2015

InGaZnO (IGZO) thin-film transistors (TFTs) are very promising due to their potential use in high performance display backplane [1]. However, the stability of IGZO TFTs under the various stresses has been issued for the practical IGZO applications [2]. Up to now, many researchers have studied to understand the sub-gap density of states (DOS) as the root cause of instability [3]. Nomura et al. reported that these deep defects are located in the surface layer of the IGZO channel [4]. Also, Kim et al. reported that the interfacial traps can be affected by different RF-power during RF magnetron sputtering process [5]. It is well known that these trap states can influence on the performances and stabilities of IGZO TFTs. Nevertheless, it has not been reported how these defect states are created during conventional RF magnetron sputtering. In general, during conventional RF magnetron sputtering process, negative oxygen ions (NOI) can be generated by electron attachment in oxygen atom near target surface and accelerated up to few hundreds eV by self-bias of RF magnetron sputter; the high energy bombardment of NOIs generates bulk defects in oxide thin films [6-10] and can change the defect states of IGZO thin film. In this study, we have confirmed that the NOIs accelerated by the self-bias were one of the dominant causes of instability in IGZO TFTs when the channel layer was deposited by conventional RF magnetron sputtering system. Finally, we will introduce our novel technology named as Magnetic Field Shielded Sputtering (MFSS) process [9-10] to eliminate the NOI bombardment effects and present how much to be improved the instability of IGZO TFTs by this new deposition method.