• Korean Journal of Materials Research
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• v.2 no.5
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• pp.360-365
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• 1992

Ga-doped polycrystalline ZnO films on glass substrates were prepared by sputtering the targets, which had been prepared by sintering discs consisting of ZnO powder and various amounts of G$a_2O_3$, to investigate the effects of gallium doping and sputtering conditions on electrical properties. Optimizing the RF power density, argon gas pressure and gallium content, transparent Ga-doped ZnO films with resistivity less than 1$0^{-3}$ohm-cm are obtained. Electron concentration of undoped and Ga-doped ZnO films are order of $10^{18}$, $10^{21}$/c$m^2$respectively. After heat treatment in air and $N_2atmosphere, $ the resistivity of Ga-doped ZnO films increases by about two orders of magnitude. The optical transmission is above 80% in the visible range and the optical band widens as the Ga content increases.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.345-345
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• 2014

최근 디스플레이 기술은 급속도로 발전해 가고 있다. 정보화 기술의 발전으로 언제 어디서나 쉽게 정보를 얻을 수 있는 유비쿼터스 시대로 접근하고 있으며, 휴대가 간편하고 이동성을 가진 휴대용 기기가 인기를 끌고 있다. 이에 따라 더 얇고 더 가벼우며 휴대하기 쉬운 디스플레이가 요구 되고 있고, 더 나아가 떨어뜨려도 깨지지 않고 유연하며, 디자인 변형이 자유로우며, 때론 종이처럼 접거나 휘어지거나 두루마리처럼 말을 수 있는 이른바 "플렉서블 디스플레이"에 대한 필요성이 점점 대두되고 있다. 이러한 첨단 디스플레이의 핵심 소자 중 하나는 산화물 박막 트랜지스터 이다. 산화물 반도체는 넓은 밴드갭을 가지고 가시광선 영역에서 투명하며, 높은 이동도를 가지고 있어 차세대 평판디스플레이, 투명디스플레이 및 플렉서블 디스플레이용 박막트랜지스터(TFT)를 위한 채널층으로써 광범위하게 연구되고 있다. 하지만 현재 대부분의 산화물 박막 트랜지스터 제조 공정은 고온에서의 열처리를 필요로 한다. 고온에서의 열처리 공정은 산화물 박막의 제조 공정 단가를 증가시키는 문제점이 있으며, 산화물 박막이 형성되는 기판의 녹는점이 낮은 경우에는 상기 기판의 변형을 가져오므로(예를 들면, 플라스틱 기판, 섬유 기재 등), 상기 산화물 박막이 적용되는 기판의 종류에 제한이 생기는 문제점이 있었다. 이에 플렉시블 디스플레이 등을 위해서는 저온공정이 필수로 선행 되어야 한다. 산화물 TFT는 당초, ZnO계의 재료가 연구되었지만 2004년 말에 Hosono 그룹이 Nature지에 "IGZO (In, Ga, Zn, O)"을 사용한 TFT를 보고한 이후 IGZO, IZO, ISZO, IYZO, HIZO와 같은 투명 산화물반도체가 TFT의 채널물질로써 많이 거론되고 있다. 그 중에서 인듐갈륨 산화물(IGO)는 삼성분계 n-형 산화물 반도체이고, 채널 이동성이 좋고 광투과도가 우수해 투명 TFT에 매우 유용하게 사용할 수 있다. 이 실험에서 우리는 인듐갈륨 산화물 박막 및 트랜지스터 특성 연구를 진행하였다. 인듐갈륨 산화물 박막은 상온에서 rf-magnetron sputtering법을 사용하여 산소분압 1~10%에서 증착 되었다. 증착된 인듐갈륨 산화물 박막은 cubic $In_2O_3$ 다결정으로 나타났으며, 2차상은 관찰 되지 않았다. 산소분압이 10%에서 1%로 변함에 따라 박막의 전도도는 $2.65{\times}10^{-6}S/cm$에서 5.38S/cm 범위에서 조절되었으며, 이를 바탕으로 인듐갈륨 박막을 active층으로 사용하는 bottom gate 구조의 박막트랜지스터를 제작 하였다. 인듐갈륨산화물 박막트랜지스터는 산소분압 10%에서 on/off 비 ${\sim}10^8$, field-effect mobility $24cm^2/V{\cdot}S$를 나타내며 상온에서 플렉서블용 고 이동도 소자 제작의 가능성을 보여준다.

• Membrane Journal
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• v.27 no.1
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• pp.1-42
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• 2017

Metal-organic frameworks (MOFs) are nanoporous materials that consist of organic and inorganic moieties, with well-defined crystalline lattices and pore structures. With a judicious choice of organic linkers present in the MOFs with different sizes and chemical groups, MOFs exhibit a wide variety of pore sizes and chemical/physical properties. This makes MOFs extremely attractive as novel membrane materials for gas separation applications. However, the synthesis of high-quality MOF thin films and membranes is quite challenging due to difficulties in controlling the heterogeneous nucleation/growth and achieving strong attachment of films on porous supports. Microwave-based synthesis technology has made tremendous progress in the last two decades and has been utilized to overcome some of these challenges associated with MOF membrane fabrication. The advantages of microwaves as opposed to conventional synthesis techniques for MOFs include shorter synthesis times, ability to achieve unique and complex structures and crystal size reductions. Here, we review the recent progress on the synthesis of MOF thin films and membranes with an emphasis on how microwaves have been utilized in the synthesis, improved properties achieved and gas separation performance of these films and membranes.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.19 no.3
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• pp.85-88
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• 2009

Magnetic phases of polycrystalline $Ge_{1-x}Mn_x$ thin films were studied. The $Ge_{1-x}Mn_x$ thin films were grown at $400^{\circ}C$ by using a molecular beam epitaxy. The $Ge_{1-x}Mn_x$thin films were p-type and electrical resistivities were $4.0{\times}10^{-2}{\sim}1.5{\times}10^{-4}ohm-cm$. Based on the analysis of magnetic characteristics and microstructures, it was concluded that the ferromagnetic phase formed on the $Ge_{1-x}Mn_x/SiO_2$/Si(100) thin films was $Ge_3Mn_5$ phase which has about 310 K of Curie temperature. Moreover, the $Ge_{1-x}Mn_x$ thin film which had $Ge_3Mn_5$ phase showed the negative magnetoresistance to be about 9% at 20 K when the magnetic field of 9 T was applied.

• Journal of Conservation Science
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• v.34 no.3
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• pp.179-193
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• 2018

This study is aimed to investigate the provenance of raw materials and firing temperature of jar coffins excavated from the Oryang-dong kiln site and Jeonchon tomb site, Naju, Korea. Most of jar coffin samples shows same range of magnetic susceptibility and have gray color, while 404 and 405 of Jeongchon site are reddish yellow. In some samples fired at high temperature, the water absorption at the mouth rim and body part of same jar coffin were 3.50% and 7.56% respectively. It means that heat transfer and equilibrium in the kiln was not properly continued and the heat energy transferred to the mouth rim and the body part was different. In the petrographic analysis, As a tempering materials, biotite, weathered quartz and feldspar were added in the jar coffins of Oryang-dong site, and biotite, polycrystalline quartz and feldspar in it of Jeongchon site. Tempering materials were found more in the body than in the mouth rim of same jar coffin of Oryang-dong site. It seemed that some samples were fired at over 1,000 to $1,100^{\circ}C$, which showed vitrified texture in the scanning electron images and the rest of samples were fired at below $900^{\circ}C$. Due to similarity of chemical compositions, it is estimated that jar coffins of Jeongchon tomb were produced and supplied from Oryang-dong kiln site. However, the slight difference of some trace elements distribution of samples is attributed to the selection of clay depending on the location.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.4 no.1
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• pp.21-32
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• 1994

$CaF_2$ crystals were grown with various growth rates by Bridgman method, and the electrical properties of these were studied to examine the changes of ionic conductivities with growth rates by AC Impedance Analyzer. As the growth rates were higher, $CaF_2$ crystals were grown to polycrystals from single crystal. And as grain boundaries and various defects were altered, the ionic conductivities were changed dramatically. $YF_3$ added to $CaF_2$ for disorderizing $CaF_2$ structure and improving the number of $F^-$ carriers and vacancies in $CaF_2$ crystals. Then $Ca_{1-x}Y_XF_{2+X}$ crystals were gained. And the ionic conductivities of $Ca_{1-x}Y_XF_{2+X}$ crystals were investigated with $YF_3$ addition. The ionic conductivities of $CaF_2$ and $Ca_{1-x}Y_XF_{2+X}$ crystals with temperatures were compared. In addition, the effects of clusterings and defects on the electrical properties of solid electrolytes were researched.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.125.2-125.2
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• 2011

CuInGaSe2 (CIGS)을 포함한 Chalcopyrite계 물질은 직접천이형 반도체이면서, ${\sim}1{\times}10^5cm^{-1}$ 이상의 광흡수계수를 보이며, 조성제어를 통한 밴드갭 조절이 가능해 차세대 고효율 박막태양전지재료로 매우 주목받고 있다. 최근, CIGS 박막태양전지 제조를 위해 CIGS 흡수층의 여러 가지 박막제조 공정들이 개발되고 있으나, 동시증착법과 소위 2단계법이라 일컬어지는 금속 전구체 스퍼터링 증착 후 셀렌화 공정을 가장 대표적인 공정이라 말 할 수 있다. 동시증착법은 실험실 수준의 소면적 셀에서 20%에 가까운 높은 효율의 CIGS 박막태양전지 제조에 성공하였음에도 불구하고, 상용화를 위한 대면적 셀 제조를 위해 해결해야 할 문제들이 아직 남아있다. 또한, 2단계법의 경우는 스퍼터링 공정을 기반으로 대면적 셀 제조에는 용이하나, CIGS/Mo 계면에서의 Ga 응집현상의 발생 및 셀렌화 공정에 사용되는 독성가스($H_2Se$)의 문제 등이 남아 있어 새로운 시각에서의 접근 방법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 CIGS 4성분계 단일 타겟을 사용, RF 스퍼터링 공정을 통해 $200{\times}200mm^2$ 기판 위에 CIGS 박막을 제조하여 그 특성을 분석하였다. XRD 분석결과, 동시증착법에서 일반적으로 관찰되는 CIGS/Mo 계면에서의 $MoSe_2$ 상의 존재는 관찰되지 않았으며, CIGS 단일상의 다결정 박막이 제조되었음을 알 수 있었다. 또한, CIGS 박막제조 후, RTA 공정을 통해 CIGS 박막의 결정성이 향상됨을 관찰 할 수 있었으며, SIMS 분석결과, Mo층의 공정 조건에 따라 CIGS/Mo 계면에서의 금속원소 (In, Ga, Mo)의 상호확산이 크게 억제됨을 알 수 있었다. 그 외의 특성평가 결과들을 통하여 CIGS 4성분계 단일 타겟을 사용한 CIGS 박막태양전지 제조의 유용성에 대해 논의하고자 한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.1
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• pp.20-27
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• 1997

We have investigated the formation techniques of copper thin films which would be useful for sub-quarter-micron integrated circuits. A chemical vapor deposition technology has been tried for the better side wall formation of the thin films, and a metal organic compound, named (hface)Cu(VTMS) (hexafluoroacetylacetonate vinyltrimethylsilane copper(I)) was used as the precursors. We have deposited the copper thin films on TiN and $SiO_2$substrates. The film resistivity and deposition selectivity have been measured as functions of substrate temperature and chamber pressure. Best electrical properties were obtained at $180^{\circ}C$ of substrate temperature and 0.6 Torr of chamber pressure. Under the optimum deposition conditions, polycrystalline copper structures were observed to be grown, and the deposition rate of 120 nm/min was measured. The electrical resistivity as low as 0.25$mu \Omega$.cm, and the surface roughness of 15.5 nm were also measured. These are the suitable electrical and material properties required in the sub-quarter-micron device fabrication. Also, in the substrate temperature range of 140-$250^{\circ}C$, high deposition selectivity was observed between TiN and $SiO_2$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.341-341
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• 2011

최근 AMOLED 구동이 가능한 소자에 대한 연구가 활발히 진행중이다. AMOLED구동 가능소자는 LTPS TFT, a-Si TFT, OTFT, Oxide TFT가 있으며 그 중에서 현재 대부분 LTPS TFT를 사용하고 있다. LTPS TFT는 높은 전자 이동도와 안정성을 가지고 있기 때문에 현재 각광 받는 AMOLED에 잘 맞는다. 하지만 LTPS TFT는 고비용, 250$^{\circ}C$ 이상의 공정온도, Substrate가 Glass, Metal로 제한 된다는 문제점이 있으며, 균일성이 낮고 현재 대면적 기술이 부족한 상태이다. 해결방안으로 AMOLED를 타겟으로 하는 Oxide TFT 기술이 떠오르고 있다. Oxide TFT는 이동도가 높고 저온공정이 가능하며 Substrate로 Plastic 기판을 사용할 수가 있어 차후에 Flexible 소자로서의 적용이 가능하다. 또한 기존의 진공장비 사용대신 용액공정이 가능하여 장비사용시간 및 절차를 단축시킬 수 있어 비용적인 유리함을 가지고 있다. Oxide TFT는 단결정 산화물과 다결정 복합 산화물 두 가지 범주를 가지고 있다. Oxide TFT의 재료물질은 ZnO, ZTO, IZO, SnO2, Ga2O3, IGO, In2O3, ITO, InGaO3(ZnO)5, a-IGZO이 있다. 본 연구에서는 산화물질 중 하나인 ZTO를 이용하여 TFT 소자를 제작하였다. 산화물 특성상 열처리 온도에 따라 형성되는 결정의 정도가 다르기 때문에 온도 및 시간 변수에 따른 ZTO의 특성변화에 초점을 맞추어 연구함으로서 최적화된 조건을 찾고자 실험을 진행하였다. 실험을 위한 기판으로 n-type wafer을 사용하였다. PE-CVD 장비를 이용하여 SiNx를 120 nm 증착하고, ZTO 용액을 spin-coating을 이용하여 channel layer을 형성하였다. 균일하게 형성된 ZTO의 결정을 위하여 200$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$, 400$^{\circ}C$, 500$^{\circ}C$에서 1시간, 3시간, 6시간, 10시간의 온도 및 시간 변수를 두어 공기 중에서 열처리 하였다. ZTO는 약 30 nm 두께로 형성되었다. Thermal evaporator를 이용하여 Source, Drain의 알루미늄 전극을 형성하고, wafer 뒷면에는 Silver paste를 이용하여 Gate전극을 만들었다. 제작된 소자를 dark room temperature에서 측정하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.9 no.1
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• pp.30-37
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• 1996

Previously, crystallization of a-Si:H films on glass substrates were limited to anneal temperature below 600.deg. C, over 10 hours to avoid glass shrinkage. Our study indicates that the crystallization is strongly influenced by anneal temperature and weakly affected by anneal duration time. Because of the high temperature process and nonconducting substrate requirements for poly-Si TFTs, the employed substrates were limited to quartz, sapphire, and oxidized Si wafer. We report on poly-Si TFT's using high temperature anneal on a Si:H/Mo structures. The metal Mo substrate was stable enough to allow 1000.deg. C anneal. A novel TFT fabrication was achieved by using part of the Mo substrate as drain and source ohmic contact electrode. The as-grown a-Si:H TFT was compared to anneal treated poly-Si TFT'S. Defect induced trap states of TFT's were examined using the thermally stimulated current (TSC) method. In some case, the poly-Si grain boundaries were passivated by hydrogen. A-SI:H and poly-Si TFT characteristics were investigated using an inverted staggered type TFT. The poly -Si films were achieved by various anneal techniques; isothermal, RTA, and excimer laser anneal. The TFT on as grown a-Si:H exhibited a low field effect mobility, transconductance, and high gate threshold voltage. Some films were annealed at temperatures from 200 to >$1000^{\circ}C$ The TFT on poly-Si showed an improved $I_on$$I_off$ ratio of $10_6$, reduced gate threshold voltage, and increased field effect mobility by three orders. Inverter operation was examined to verify logic circuit application using the poly Si TFTs.