• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.1
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• pp.84-89
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• 1996

분자선 증착법(Molecular Beam Epitaxy)에 의하여 성장시킨 고농도 InGaAs layer에서 성장중지법이 계면 거칠기에 미치는 영향이 연구되었다. 계면을 평활화하기 위하여 단원자층의 GaAs 또는 AIAs를 InGaAs alyer 양쪽 계면에 증착한 뒤 뒤이어 성장중지를 실시하였다. Photoluminescence(PL) 측정에 의하면, 단원자 GaAs층 증착을 통한 평활화법보다 상당히 향상된 계면조건을 보여졌다. 고 분해능 단면 전자현미경법(Cross-section high resolution transmission electron microscopy, XHRTEM)에 의해 관찰되어진바, 계면 평활화법에 의해 계면의 평활성, 연속성 및 결정결함 밀도등에서 현저한 향상이 얻어졌다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.29.2-29.2
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• 2010

최근 박막형 LED 및 박막형 태양전지등의 기존 마이크로 소자들의 효율향상을 위한 개선으로 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 관심을 받고 있다. 이는 가능성으로만 여겨져왔던 나노기술이 기존 박막형 소자에서 포화된 효율상향 접근방식의 한계에 따른 것으로 생각되며, 나아가 나노기술로 제작된 나노소자가 우리 생활을 채우게 될 날이 얼마남지 않은 것을 의미한다. 특히, 디스플레이 소자에서의 나노기술은 더욱 더 중요시 되고 있다. 그로 인해 투명성과 우수한 광전기적 특성을 지닌 산화물 반도체와 그 나노구조 대한 관심이 날로 높아지고 있으며, 그 가운데 산화아연계(ZnO, MgZnO등) 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 많이 연구되고 있다. 산화아연은 c축으로 우선 배향성을 가지는 우르짜이트 구조로써, 나노선 성장이 다른 산화물에 비해 용이하고 그 물리적, 화학적 특성이 안정 우수하다. 이러한 산화아연 나노선 제작법 가운데, 유기금속화학기상증착법은 다른 성장법에 비해 결정학적 광학적 특성이 우수하고 성장속도가 빨라 고품질 나노선 성장에 용이한 장비로 각광받고 있다. 하지만 bottom-up 공정을 기반으로 한 나노소자제작에서 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 1) 수직형 대면적 성장, 2) 나노선 밀도 조절의 어려움, 3) 기판과의 계면층에 자발적으로 생성되는 계면층의 제거, 4) 고온성장시 precursor의 증발 문제 등이 그것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 산화아연 나노구조 성장 시, 마그네슘(Mg)을 도입하여, 각 원소의 조성 차이에 따라 기판 표면에 30nm 두께 미만의 상분리층(단결정+비정질층)을 자발적으로 형성시켰다. 성장이 진행됨에 따라, 아연이 rich한 단결정 층에서는 나노선이 선택적으로 성장하게 하였고, 마그네슘이 rich한 비정질 층에서는 성장이 이루어지지 않게 하였다. 따라서 산화아연이 증발되는 온도영역에서 10nm 이하 직경을 가지는 나노선을 자발적으로 계면층 없이 수직 성장하였다. 또한, 표면의 단결정, 비정질의 사이즈를 Mg 유량으로 적절히 조절한 결과, 산화아연계 나노월 구조성장이 가능하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.131-131
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• 2011

이종접합 태양전지 제작을 위해 기판의 buffer layer로 사용되는 기존의 a-Si 박막을 SiON 박막으로 대체하려는 연구가 진행 중이다. 기존의 a-Si 박막은 대면적에서 균일도를 담보하기 어렵고, 열적 안정성에 취약한 문제점이 있다. 이에 반해 SiON 박막은 일종의 화학 반응인 oxidation 방법으로 형성이 되기 때문에 막의 균일도를 담보 할 수 있고, $400^{\circ}C$이상의 온도에서 형성되기 때문에 열적 안정성이 우수한 장점이 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기판위에 직접 형성이 되기 때문에 기판과 SiON 계면 사이의 pssivation이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 이종접합 태양전지에 적용키 위한 SiON 박막을 형성하고, 기판과 SiON 계면에서의 passivation 향상을 위한 계면 결함 감소에 대한 연구를 진행하였다. 실험을 위한 SiON 박막은 공정온도 $450^{\circ}C$, 공정압력 100 mTorr, 증착파워 120 mW/cm2에서 5분간 증착하였으며, 이때 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 증착된 박막은 2~4 nm의 두께로 증착이 되었으며, 1.46의 광학적 굴절률을 가지는 것으로 분석되었다. 계면의 결함을 줄이기 위해 PECVD를 이용한 NH3 plasma treatment를 실시하였다. 공정온도 $400^{\circ}C$, 공정압력 150mTorr~450 mTorr, 플라즈마 파워 60mW/cm2에서 30분간 진행하였으며, 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 계면의 결함이 줄었는지 확인하기 위해 C-V 측정을 위한 시료를 제작하여 분석을 하였다. 실험 결과 VFB가 NH3 plasma treatment 이후 positive 방향으로 shift 됨을 알 수 있었다. Dit 분석을 통해 공정 압력 450 mTorr에서 $4.66{\times}108$[cm2/eV]로 가장 낮은 계면 결함 밀도를 확인 할 수 있었다. 결과적으로 NH3 plasma 처리를 통해 positive charge를 갖는 N-content가 형성되었음을 예측해 볼 수 있으며, N-content가 증가하면, 조밀한 Si-N 결합을 형성하면서, boron 및 phosphorus diffusion을 막는데 효과적이다. 또한, plasma treatment 과정에서 H-content에 의한 passivation 효과를 기대할 수 있다.

• Journal of IKEEE
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• v.18 no.4
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• pp.620-624
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• 2014

In this study, the electrical characteristics of Ni/CNT/$SiO_2$ structures were investigated in order to analyze the mechanism of carbon nanotubes in 4H-SiC MIS device structures. We fabricated 4H-SiC MIS capacitors with or without carbon nanotubes. Carbon nanotubes were dispersed by isopropyl alcohol. The capacitance-voltage (C-V) is characterized at 300 to 500K. The experimental flat-band voltage ($V_{FB}$) shift was positive. Near-interface trapped charge density and oxide trapped charge density values of Ni/CNT/$SiO_2$ structure were less than values of reference samples. With increasing temperature, the flat-band voltage was negative. It has been found that its oxide quality is related to charge carriers or defect states in the interface of 4H-SiC MIS capacitors. Gate characteristics of 4H-SiC MIS capacitors can be controlled by carbon nanotubes between Ni and $SiO_2$.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.22 no.4
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• pp.144-152
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• 2021

Understanding charge transfer across the interface between organic semiconductor and gate insulator gives insight into the development of high-performance organic memory as well as highly stable organic field-effect transistors (OFETs). In this work, we firstly unveil a novel interfacial charge transfer mechanism, in which hole transfer from organic semiconductor to polymer insulator was nonlinearly boosted by localized states coupling. For this, OFETs based on rubrene single crystal semiconductor and Mylar gate insulator were fabricated via vacuum lamination, which allows stable repetition of lamination and delamination between semiconductor and gate insulator. The surfaces of rubrene single crystal and Mylar film were selectively degraded by photo-induced oxygen diffusion and UV-ozone treatment, respectively. Consequently, we found that the interfacial charge transfer and resultant bias-stress effect were nonlinearly boosted by coupling between localized states in rubrene and Mylar. In particular, the small number of localized states in rubrene single crystal provided fluent pathway for interfacial charge transport.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.8
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• pp.1458-1467
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• 1992

Recently, the composite materials have been researched actively by many researchers because of its useful properties. Especially, an interface crack on the dissimilar material exposes the behavior of the mixed mode crack even though under only the tension stress. In the previous papers, crack energy density(CED) was shown as the crack behavior evaluation parameter which can be expressed consistently from the onset until a final fracture. In a present paper, the basic properties of CED on the interface crack are examined because the results by CED at the homogeneous material above are also expected to be held at the dissimilar material. And we proposed that the contribution of each mode of CED can be separated and be evaluated. Furthermore, the total CED and contribution of each mode are evaluated by domain integral through a finite element analysis at the elastic crack model and the basic examination are carried out.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.156-156
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• 2015

도금 시뮬레이션의 목적은 실제 도금 상황에서의 전류밀도 및 도금두께 분포를 정확히 예측하여 최상의 품질과 최적의 공정조건을 확립하는데 있다. 제품에 부착된 도금 두께는 기하학적 배치에 의한 저항 (1차 전류밀도), 전기화학적 전하교환 반응에 의한 분극 (2차 전류밀도) 및 확산, 유동 등 도금물질의 공급에 의한 분극(3차 전류밀도)에 의해 결정이 된다. 현재까지 도금 시뮬레이션은 1차 전류밀도 예측에 대한 전자기학적 해석과 Butler-Volmer 식에 근거한 동력학적 전기화학 해석을 통해 2차 전류밀도 분포 해석만 이루어졌다. 즉, 도금 반응에 있어서 물질공급은 항상 일정하게 유지되는 것을 가정하고 해석을 하였다. 이는 3차 전류밀도 분포에 있어서 전극반응 계면에서의 유동에 의한 물질공급이 전기화학과는 다른 물리(physics) 영역이어서 이를 전기화학과 coupling 하는데 기술적으로 어렵기 때문이었다. 그러므로, 물질공급반응이 속도결정단계가 되는 고속도금이나 저농도 도금, gap, tranch, via hole, through hole 등의 도금의 경우에는 해석결과에 큰 오차를 야기하게 된다. 본 발표에서는 그동안 접근하지 못했던 전기도금 해석에 있어서 유동해석을 커플링하여 다중물리해석을 한 결과를 발표한다. 시편으로는 회전원판전극과 회전 헐셀을 이용하여 회전속도 (rpm)에 따른 전류밀도 및 도금두께 분포의 변화 거동을 예측하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.22-22
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• 2009

최근 산화물 반도체와 나노소자 대한 관심이 날로 높아지고 있는 가운데 산화아연(ZnO) 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 많이 연구되고 있다. 산화아연은 c축으로 우선 배향성을 가지는 우르짜이트 구조로써, 나노선 성장이 다른 산화물에 비해 용이하고 그 물리적, 화학적 특성이 안정 무수하다. 이러한 산화아연 나노선 제작법 가운데, 유기금속화학기상증착법은 다른 성장법에 비해 결정학적 광학적 특성이 우수하고 성장속도가 빨라 고품질 나노선 성장에 용이한 장비로 각광받고 있다. 하지만 bottom-up 공정을 기반으로 한 나노소자제작에서 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 1) 수직형 대면적 성장, 2) 나노선 밀도 조절의 어려움, 3) 기판과의 계면층에 자발적으로 생성되는 계면층의 제거, 4) 고온성장시 precursor의 증발 문제 등이 그것이다. 본인은 이러한 문제점을 해결하기 위해 산화아연 나노구조 성장 시, 마그네슘(Mg)을 도입하여, 각 원소의 함량 분포 정도에 따라 기판 표면에 30nm 두께 미만의 상분리층(단결정+비정질층)을 자발적으로 형성시켰다. 성장이 진행됨에 따라, 아연이 rich한 단결정 층에서는 나노선이 선택적으로 성장하게 하였고, 마그네슘이 rich한 비정질 층에서는 성장이 이루어지지 않게 하였다. 따라서 산화아연이 증발되는 온도영역에서 10nm 이하 직경을 가지는 나노선을 자발적으로 계면층 없이 수직 성장하였다. 또한, 표면의 단결정, 비정질의 사이즈를 Mg 함량으로 적절히 조절한 결과, 산화아연계 나노월 구조성장이 가능하였다.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.21 no.4
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• pp.129-134
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• 2020

Understanding charge trapping at the interface between conjugated semiconductor and polymer dielectric basically gives insight into the development of long-term stable organic field-effect transistors (OFET). Here, the charge transport properties of OFETs using polymer dielectric with various molecular weights (MWs) have been investigated. The conjugated semiconductor, pentacene exhibited morphology and crystallinity, insensitive to MWs of polymethyl methacrylate (PMMA) dielectric. Consequently, transfer curves and field-effect mobilities of as-prepared devices are independent of MWs. Under bias stress in humid environment, however, the drain current decay as well as transfer curve shift are found to increase as the MW of PMMA decreases (MW effect). The charge trapping induced by MW effect is irreversible, that is, the localized charges are difficult to be delocalized. The MW effect is caused by the variation in the density of polymer chain ends in the PMMA: the free volumes at the PMMA chain ends act as charge trap sites, corresponding to drain current decay depending on MWs of PMMA.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.24 no.1
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• pp.41-45
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• 2014

We have investigated the passivation property of $SiN_x$ and $SiO_2$ thin films formed using various process conditions for the application of crystalline Si solar cells. An increase in the thickness of $SiN_x$ deposited using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) led to the improvement of passivation quality. This could be associated with the passivation of Si dangling bonds by hydrogen atoms which were supplied during PECVD deposition. The $SiO_2$ thin films grown using dry oxidation process exhibited better passivation behavior than those using wet oxidation process, implying the dry oxidation process was more effective in the formation of high quality $SiO_2$ thin films. The relative effective life time gradually decreased with increasing dry oxidation temperature. Such a degradation of passivation behavior could be attributed to the increase in interface trap density caused by thermal damages.