• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.401-401
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• 2011

태양전지 제작에 있어서 에미터층의 최적화를 위해 POCl 도핑시 에미터층의 면저항 가변에 중요한 파라미터인 온도와 가스비를 변화하여 실험을 진행하였다. 본 실험에 사용될 최초 기판은 두께가 200${\pm}$5 ${\mu}m$, 비저항이 0.5~0.3 ${\Omega}{\cdot}cm$의 P-type(100) 실리콘 기판을 사용하였으며 먼저 POCl3양과 deposition 시간 그리고 산소와 질소의 양을 고정시키고 온도에 따른 에미터 면저항 변화를 알아보았다. 온도는 830, 840, 850, 860, 870, 880$^{\circ}C$로 가변시켰으며 공정온도가 높아질수록 면저항 값이 낮아짐을 알 수 있었다. 균일도는 낮은 온도에서는 다소 좋지 않았지만 온도가 높아질수록 점차 좋아졌으며 870$^{\circ}C$ 이상에서는 거의 균일한 값을 얻을 수 있었다. 한편, 이번에는 공정온도를 고정하고 산소와 POCl3 가스량의 변화에 따른 면저항 특성과 균일도를 알아보았다. 가스비와 압력 그리고 위치별 면저항 특성에 대해서 알아보았고 부분압이 증가함으로 반응로 내의 O2의 양이 증가함을 알 수 있었다. 증가한 O2는 도핑과정에서 산화막을 더 두껍게 형성하게 하며 높은 면저항 값을 가져오게 하였다. 즉, 충분한 가스량의 주입으로 도핑시 균일도를 향상시킬 수 있었다. 이와 같이 부분압이 증가함에 따라 면저항의 증가와 균일도의 향상을 가져왔다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.12 no.6
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• pp.224-230
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• 2002

The statistical experiment method is employed to optimize the deposition condition of Co film with DC magnetron sputtering process. The statistical treatment results showed the significance value below 0.05, low RMS error and R-sq value close to 1, which implied that our experiment and design were very reliable. We found that the sheet resistance decreased to -1.83Ω/$\square$ with the deposition temperature, increased to 11.17Ω/$\square$ with the deposition pressure, and decreased into -0.65Ω/$\square$ with the DC power. We also confirmed that the sheet resistance uniformity was mainly influenced by the deposition temperature as it decreased -4.04％ at the temperature range of 25$\^{C}$∼147$\^{C}$. Finally, we report that the optimum condition of Co film using our statistical method of design of experiment is the deposition temperature of 25$\^{C}$, the deposition pressure of 12mTorr, and the DC power of 1500W.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.158-158
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• 2016

최근 유연정보전자소자의 개발이 대두되고 있다. 이러한 개발 동향에 맞춰 정보전자소자의 각 소재를 유연화하는 연구가 진행되고 있다. 이 중 ITO 기반의 기존 투명전극은 투명전극으로써는 매우 높은 성능을 보이지만, 유연성이 매우 낮기 때문에 대체 투명전극에 대한 연구가 필수적이다. 그래핀, 전도성 고분자, Oxide/metal/oxide, 금속나노와이어 등 다양한 유연 투명전극에 대한 연구가 진행되고 있으나 ITO 급의 면저항/투과도를 얻지 못하고 있다. 은나노와이어는 ITO 대체로 주목받는 투명전극 중에 면저항/투과도가 가장 ITO에 유사하면서, 유연성까지 지니고 있는 장점을 가지고 있다. 반면 약 100 nm 직경의 1차원 나노와이어가 랜덤하게 분포되어 있기 때문에, 위치별로 균일성에 대한 이슈가 존재하고, 표면 조도가 매우 높기 때문에 (ITO ~ 1 nm, AgNW > 20 nm) OLED에 적용하기 어려운 문제가 존재한다. 또한 대면적 OLED에 적용하기에는 여전히 저항이 높은 문제가 존재한다. 본 연구에서는 이러한 은나노와이어의 높은 저항 문제를 해결하기 위해, 마이크로 급의 미세금속배선을 보조배선으로 도입하였다. 이러한 보조배선을 통해 대면적 소자에도 전류가 잘 흐를 수 있고, 이러한 전류가 은 나노와이어를 통해 소자 전면적에 균일하게 도달하여, 대면적에서 균일한 발광을 하게 된다. 본 은나노와이어/금속보조배선 구조는 면저항 4 ohm/sqr., 투과도 90%를 달성하였고 이는 기존 ITO보다 우수한 수치이다. 더욱이, 유연성까지 함께 확보하고 있어 유연 전극으로써의 활용도 충분히 가능하다. 이를 활용해 OLED를 제작한 결과 밝기와 발광균일도가 기존의 ITO를 활용한 것보다 훨씬 높아짐을 확인할 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.6
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• pp.492-497
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• 2001

We report the characteristics and the dependence of sputter-deposited Ta films on the process parameters. The properties of as-deposited Ta films such as deposition rate, resistivity, Rs uniformity, reflectivity, and stress were investigated and analyzed as a function of process parameter using a statistical experimental method. The functional relationships between the independent and dependent variables were predicted by surface response. The optimal deposition condition of DC magnetron sputtered Ta films was obtained at the chamber pressure of 2 mTorr, power density of 8 W/$\textrm{cm}^2$, and substrate temperature of 2$0^{\circ}C$ by means of resistivity and Rs uniformity. The fitness value for quadratic model as evaluated by the R- square was 0.85~ 0.9 without pooling. The as-deposited Ta films exhibited the resistivity of ~180$\mu$$\Omega$cm with Rs uniformity of ~2%. The transmission electron microscopy and x-ray diffractometry identified that the phase of as-deposited film was $\beta$-Ta having the grain size of 100~200.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.61-61
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• 2000

Device의 고성능화를 위하여 소자의 고속화, 고집적화가 가속됨에 따라 SALICIDE Process가 더욱 절실하게 요구되고 있다. 이러한 SALICIDE Process의 재료로써는 metal/silicide 중에서 비저항이 가장 낮은 TiSi2(15-25$\mu$$\Omega$cm), CoSi2(17-25$\mu$$\Omega$cm)가 일반적으로 많이 연구되어 왔다. 그러나 Ti-silicide의 경우 Co-silicide는 배선 선폭의 감소에 따른 면저항 값의 변화가 작으며, 고온에서 안정하고, 도펀트 물질과 열역학적으로 안정하여 화합물을 형성하지 않는다는 장점이 있으마 Ti처럼 자연산화막을 제거할 수 없어 Si 기판위에 자연산화막이 존재시 균일한 실리사이드 박막을 형성할 수 없는 단점등을 가지고 있다. 본 연구에서는 Ti Capping layer 에 의한 균일한 Co-silicide의 형성을 일반적인 Si(100)기판과 SCl 방법에 의하여 chemical Oxide를 성장시킨 Si(100)기판의 경우에 대하여 연구하였다. 스퍼터링 방법에 의해 Co를 150 증착후 capping layer로써 TiN, Ti를 각각 100 씩 증착하였다. 열처리는 RTP를 이용하여 50$0^{\circ}C$~78$0^{\circ}C$까지 4$0^{\circ}C$ 구간으로 N2 분위기에서 30초 동안 열처리를 한후, selective metal strip XRD, TEM의 분석장비를 이용하여 관찰하였다. lst RTP후 selective metal strip 후 면저항의 측정과 XRD 분석결과 낮은 면저항을 갖는 CoSi2로의 상전이는 TiN capping과 Co 단일박막이 일반적인 Si(100)기판과 interfacial oxide가 존재하는 Si(100)기판위에서 Ti capping의 경우보다 낮은 온도에서 일어났다. 또한 CoSi에서 CoSi2으로 상전이는 일반적인 Si(100)기판위에서 보다 interfacial Oxide가 존재하는 Si(100)기판 위에 TiN capping과 Co 단일박막의 경우 열처리 후에도 Oxide가 존재하는 불균인한 CoSi2박막을 관찰하였으며, Ti capping의 경우 Oxise가 존재하지 않는 표면과 계면이 더 균일한 CoSi2 박막을 형성 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.252-252
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• 2016

최근 학계나 산업계에서 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO 박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 온도가 상승함에 따라 균일하게 발열 되지 않으며, 글라스의 곡면 부분에서 유연성이 부족하여 크랙이 발생하는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 ITO의 결정화 온도 $160^{\circ}C$ 이상의 고온공정 또는 증착 후 열처리가 필요 하는 추가적인 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO 박막의 단점을 개선하는 ITO/Ag/ITO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일성, 발열 유지 안정도를 조사하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 non-alkali glass (Corning E-2000) 기판 상에 마그네트론 스퍼터링 공정으로 상온에서 ITO/Ag/ITO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드 형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 100 W, RF (ITO) power 200 W로 하였으며 ITO박막두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 10 ~ 20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 ITO 단일 타깃(SnO2, 10 wt.%)과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, 고순도 Ar을 이용하여 방전하였으며 총 주입량은 20 sccm, working pressure는 1.0 Pa을 유지하였다. 증착전 타깃 표면의 불순물 제거와 방전의 안정성을 유지하기 위해 10분간 pre-sputtering을 진행하고 증착하였다. 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU)으로 측정하였으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800)으로 관찰하였다. 또한 투명 면상 발열체의 성능은 0.5 ~ 3 V/cm의 다양한 전압을 power supply (Keithly 2400, USA)를 통해서 시편 양 끝단에 인가한 후 시간에 따른 투명면상 발열체의 표면 온도변화를 infrared thermal imager (IR camera, Nikon)를 이용하여 관찰하였다. 하이브리드 구조를 가진 ITO박막의 두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막의 두께는 10, 15, 20 nm로 변화를 주었다. 이들 박막의 면저항 값은 각각 5.3, 3.2, $2.1{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 각각 86.9, 81.7, 66.5 %였다. 이에 비해 두께 95 nm의 단일 ITO박막의 면저항 값은 $59.5{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 89.1 %였다. 하이브리드 구조의 전기적특성은 금속층의 두께가 증가할수록 캐리어 농도 값이 증가함에 따라 비저항 값이 감소되어 면저항 값도 감소된 것이며, 금속 삽입층의 전도특성이 비저항에 큰 영향을 주고 있음을 보여준다. 하지만 금속 층의 두께가 증가할수록 Ag층이 연속적인 막을 형성하여 반사율이 증가함에 따라 투과도가 감소하였다. 따라서 하이브리드 구조를 가진 투명 면상 발열체에 금속 삽입층의 두께 조절은 매우 중요한 인자임을 확인 할 수 있었다. 또한 발열성능을 평가 하기 위해 시편 양 끝단에 3 V전압을 인가한 결과, 금속 삽입층의 두께가 10 nm에서 5 nm씩 증가한 하이브리드 구조를 가진 투명면상 발열체의 최고 온도는 각각 98, 150, $167^{\circ}C$ 였으며, 단일 ITO의 최고 온도는 $32^{\circ}C$였다. 이 것은 동일한 두께 (95 nm)의 단일 ITO 박막과 비교하여 면저항이 낮은 하이브리드 박막의 발열량은 약 $120^{\circ}C$로 발열효율이 매우 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.177.2-177.2
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• 2014

현재 플렉시블 전자기기에 대한 수요가 증가함에 따라 Ag nanowire는 ITO 대체용 투명전극 물질로 주목받고 있다. Ag nanowrie 투명전극은 면저항이 약 $300{\Omega}/sq$ 정도인 PEDOT 투명전극 보다 성능이 우수하지만, 표면에 나노와이어의 적층으로 100 nm 크기의 돌기들이 존재하여 균일한 표면특성이 요구되는 투명전극에 불리한 요인이 된다. Ag nanowire를 투명전극으로 사용하여 OLED를 제조할 경우, 40 nm~100 nm의 두께를 갖는 HTL층보다 투명전극 표면의 Rpv 값이 큰 경우 Leakage current가 증가하므로 이러한 돌기들을 감소시키는 것이 Ag nanowire를 투명전극에 적용할 수 있는 중요한 요건이 된다. 본 연구에서는 PET film 위에 Ag nanowire를 얇게 코팅하여 투과도 약 87%, 면저항 $20{\Omega}/sq$ 이하의 특성을 갖는 투명전극을 제조하였다. 그리고 Ag nanowire를 코팅한 투명전극의 표면 Roughness를 감소시키기 위해 Roll press를 이용하여 나노와이어를 물리적으로 압착하였고, 압착된 Ag nanowire 투명전극 위에 PEDOT를 코팅하여 전도도 및 표면 Roughness를 감소시키는 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.371-371
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• 2010

탄소나노튜브(CNT)는 기계적인 특성이 뛰어나며, 화학적으로 안정하고, 전기적으로 도체 및 반도체성을 가지고 있을 뿐만이 아니라 직경이 최소 1nm 수준으로 종횡비 및 비표면적이 매우 큰 특성을 가지고 있다. CNT는 투명전극, 유연성 디스플레이, 전자종이 분야 등 투명 전극 응용 분야에서 ITO 대체 신소재로 각광을 받고 있다. 본 발표에서는 SWCNT 전도막의 특성을 향상시키기 위해 PET 기판에 다양한 전처리 방법을 적용하여 SWCNT의 부착력 및 접착력, 투명전극의 면저항, 투과도 및 균일도 향상을 통해 SWCNT 투명전극 특성향상 연구를 진행했다. 접촉각과 표면에너지 제어를 통한 박막특성과의 상관관계 분석, 전처리 방법에 따른 표면에너지 및 제타포텐셜 변화와 박막특성과의 관계를 규명, Roughness 조절을 통한 기판의 면저항과 투과도 향상, 플라즈마 및 polymer 처리를 통해 물리적, 화학적 기판 전처리에 따른 SWCNT 투명전극 특성 향상을 목적으로 실험을 진행했다. 플라즈마 처리 후 polymer 처리된 박막에서는 친,소수 작용기 양의 변화에 따른 상관관계를 보이지 않았지만, 플리즈마 처리 후 친,소수 작용기 양과 Roughness 변화정도에 대해서는 면저항과 투과도의 변화를 보였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.2
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• pp.145-152
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• 1996

태양전지의 앞면전극으로 사용될 SnO2박막을 spray pyrolysis 방법으로 증착하여 증착조건에 따른 박막 특성을 연구하였다. 증착온도가 증가함에 따라 SnO2박막의 우선방위가 (200)면에서 면밀도가 더 높은 (211), (110)면으로 바뀌었고 막의 미세구조도 거칠고 각진 구조에서 평탄한 구조로 변하였다. 또한 더 안정된 결정면 성장과 온도 증가에 의해 CI, F 등의 불순물 흡착이 어려워져 전자 전하농도가 감소하고 비저항 값이 증가하였다. 특히 50$0^{\circ}C$ 이상에서는 전하농도가 크게 감소하여 비저항이 크게 증가하였다. NH4F/Sn=2.3인 용액으로 40$0^{\circ}C$에서 증착된 SnO2박막은 약 90%이상의 광투과도를 갖고 균일한 도핑으로 인해 약 4$\times$10-4$\Omega$ .cm의 낮은 비저항 값을 나타내었다. 두께에 따른 판저항과 광투과도의 상반된 효과를 고려한 figure of merit으로부터 투명전극으로써 가장 적절한 두께는 약 500nm이었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.228.1-228.1
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• 2014

투명전도성 산화물(TCO,Transparent Conductive Oxide) 물질로 널리 사용되는 ITO 박막은 산화물 반도체를 평판 디스플레이용 투명전극 재료로 개발하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. ITO (Indium tin oxide)는 약 3.5 eV 정도의 넓은 밴드갭을 가진 축퇴반도체로서 전기적 및 광학적 특성이 우수하기 때문에 대표적 투명전도성 박막으로 가장 많이 사용되고 있다.현재 양산화된 ITO의 조성비는 90:10WT%인 타겟을 사용하는대 투명전극은 비저항이 $1{\times}10-3{\Omega}/sq$이하로 면저항이 $103{\Omega}/sq$전기전도성이 우수하고 380에서 780 nm의 가시광선 영역에서의 투과율이 80% 이상이라는 두 가지 성질을 만족시키는 박막이다. 본 실험에서는 SnO2 1~5wt% 인 ITO타겟을 제작하고 RF-Magnetron Sputtering을 사용하여 영구자석을 이용한 고밀도 플라즈마로 높은 점착성과, 균일한 박막 및 대면적 공정이 가능한 RF-magnetron sputtering방법으로 기판인 Slide glass위에 ITO를 증착하여 광학적 특성 및 전기적 특성에 대하여 측정하였다. 전기적, 광학적 특성 등 XRD을 통해 분석하였다. 그리고 증착된 모든 ITO 박막에서 가시광 투과율을 측정하기 위해 UV-Vis spectrophptometer을 이용하여 분석한 결과 90%이상의 높은 투과율이 측정되었다. ITO박막은 Anti-Fogging, Self-Cleaning, Solar cell 및 디스플레이소자 등 다양한 산업에 이용 가능할 것으로 생각된다.