• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.191.1-191.1
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• 2013

현재 산업계 전반적으로 사용되고 있는 박막형 태양전지 투명 전도막의 재료로는 ITO 와 Al, In, Ga, B, Si, F 등으로 도핑된 ZnO 박막이 사용되고 있으며, 그 중에서도 Al 이 도핑된 ZnO 박막은 넓은 밴드갭을 가진 n-type 반도체로서, 적외선 및 가시광 영역에서의 높은 투과성과 우수한 전도성을 가지며, 고온에서 안정된 전기적 특성, 낮은 원가 등의 장점을 지녀 그 응용 연구가 활발히 이루어지고 있다 [1]. 본 연구에서는 RF magnetron Sputter 법을 이용하여 Flexible 기판 위에 AZO 박막을 증착하였다. 실험변수로는 RF power, Pressure등을 이용하였고, 최적조건에서의 박막의 투과도는 90%이상, 면저항은 30 ${\Omega}/{\square}$ 이하를 나타내었다. 그리고 (주)인포비온에서 원천기술을 갖고있는 EBA technology를 이용하여 후처리 하여 전기적, 광학적, 구조적인 특성의 변화를 관찰하였다. AZO 박막의 두께를 측정하기 위해 ${\alpha}-step$과 SEM을 이용하였고, 투과도는 UV-Vis spectrometer를 사용하여 박막의 투과도 변화를 관찰 하였다. 전기적인 특성은 4-Point probe를 이용하여 측정하였다. 또한, 박막의 결정성과 거칠기의 변화는 XRD(X-ray Diffraction)와 원자간력현미경(Atomic Force Microscope; AFM) 을 이용하여 측정하였으며, 전기 광학적 특성 변화는 Figure Of Merit(FOM) 수치로 분석하였다. 본 연구에서 AZO 박막의 특성은 EBA 조사 후 특성의 향상이 이루어지는 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.162-167
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• 1999

3가지 방향성을 가진 사파이어 기판 위에 GaN 박막을 OMVPE방식으로 증착시켜 증착된 GaN epilayer를 투과전자현미경으로 분석하여 각 미세구조의 차이를 비교분석하였다. 3 가지 방향 모두에서 GaN 증착층이 관찰되어졌으며 그중 가장 좋은 경계면의 상태와 단일결정성을 보여준 것은 사파이어{0001} 방향의 기판을 사용한 경우였다. 결함들도 {0001} 방향의 기판을 사용한 경우에서 가장 적게 나타났다. 모든 경우에서 buffer layer는 발견되어지지 않았고 그럼에도 불구하고 경계면에서의 격자 뒤틀림이 일어나는 지역이 수 나노미터(nanometer) 정도밖에 안되는 우수한 경계면들이 관찰되었다. 따라서 일반적으로 GaN 박막 증착시에 가장 많이 사용되는 사파이어 basal plane 외에도 결함이 많기는 하지만, {1120}와 {1102} plane 위에도 GaN 증착층이 buffer layer 없이 증착 될 수 있다는 사실을 TEM 관찰을 통하여 알 수 있었으며 사파이어 {0001}면를 기판으로 사용한 경우에 미세구조 측면에서 볼 때 hetero-epitaxial한 GaN 박막층을 얻을 수 있는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.625-630
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• 2013

본 연구는 직경 45 nm인 원통형 나노동공을 가진 산화알루미늄(AAO) 박막에 오일을 함침시켰을때 동점도가 마찰 마멸에 미치는 영향을 규명하고자 실시하였다. 양극산화법으로 제조한 AAO 박막을 직경 1 mm의 440C 스테인리스 강구를 상대재로 하여 왕복동 미끄럼 접촉시험을 실시하였다. 마찰면과 마멸입자는 주사전자현미경과 에닥스(Energy-dispersive X-ray)를 이용해 분석하였다. 높은 동점도 오일의 윤활효과가 저점도 오일에 비해 크게 향상되었다. 동점도가 낮은 경우엔 모든 하중조건에서 심한 마찰흔적과 함께 두꺼운 소성변형층이 넓게 형성되었으며 경계윤활막의 손상으로 접촉면에 물질전이와 화학적 반응 현상이 모두 발생하였다. 오일의 점도가 높은 경우 마찰면에 존재하는 경계윤활막이 파괴되지 않아 마찰흔적과 소성변형층의 형성이 매우 적었으며 물질전이와 화학적 반응이 방지되었다.

• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.394-399
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• 2000

Underlayer의 종류 및 두께가 Al 박막의 texture 및 면저항 변화에 미치는 영향을 연구하였다. Al의 underlayer로는 ionized physical vapor deposition(I-PVD)에 의해 제조된 Ti와 I-PVD Ti 위에 metalorganic chemical vapor deposition(MOCVD)에 의해 제조된 TiN을 적층한 구조가 사용되었으며, 각각에 대해 두께를 변화시키면서 Al 박막의 배향성, 면저항을 조사하고, $400^{\circ}C$, $N_2$분리기에서 열처리하면서 면저항의 변화를 조사하였다. I-PVD Ti만을 Al의 underlayer로 사용한 경우, Ti두께가 5 nm이어도 Al 박막이 우수한 <111> 배향성을 나타내었으나, Al-Ti반응 때문에 열처리 후 Al 배선의 면저항이 크게 상승하였다. I-PVD 와 Al 사이에 MOCVD TiN을 적용함에 의해 Al <111> 배향성의 큰 저하없이 Al-Ti 반응에 의한 면저항의 증가를 억제할 수 있었으며, MOCVD TiN의 두께가 4 nm 이하일 때 특히 우수한 Al <111> 배향성을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.313-313
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• 2009

OLED 소자는 직접발광, 광시야각, 그리고 빠른 응답속도 때문에 동영상에 적합하여 최근 각광받고 있는 디스플레이장치 중의 하나이다. OLED 소자의 양극재료로는 높은 광투과율과 $\sim10^{-4}{\Omega}\;cm$ 수준의 낮은 전기 비저항을 갖는 ITO (Sn-doped $In_2O_3$)가 널리 사용되고 있다. 하지만 원료 물질인 인듐의 수급량 부족으로 인한 문제점과 독성, 저온증착의 어려움, 스퍼터링시 음이온 충격에 의한 막 손상으로 저항의 증가의 문제점이 있고, 또한 액정디스플레이의 투명전극으로 사용될 경우 $400\;^{\circ}C$정도의 높은 온도와 수소 플라즈마 분위기에서 장시간 노출 시 열화로 인한 광학적 특성변화가 문제가 된다. 반면에 Al이 도핑 된 ZnO (AZO)박막은 넓은 밴드갭 (3.37eV)와 400nm에서 700nm 사이의 가시광 영역에서 80% 이상의 우수한 투과성을 지니고 있다. 특히 Al이 도핑된 ZnO는 박막의 전기적 특성이 크게 향상되어 디스플레이나 태양전지로의 응용이 가능하다. 또한 비교적 낮은 비용과 플라즈마에서의 안정성, 무독성, 그리고 전기전도성과 같은 많은 이점이 있다. 그 결과 AZO 박막은 ITO기판을 대안하는 지원물질로 활발히 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 TCO 박막의 면 저항과 표면 거칠기에 따른 OLED 소자의 특성을 분석하였다. ITO와 AZO 박막은 챔버 내 다양한 가스 분위기(Ar, Ar+$O_2$ and Ar+$H_2$)에서 R.F Magnetron Sputtering방법으로 증착하였다. TCO 박막의 구조적인 이해를 돕기 위해서 X-ray diffraction 과 FESEM으로 분석하였다. 광학적 투과도와 박막의 두께는 ultraviolet spectrophotometer (Varian, cary-500)와 surface profile measurement system으로 각각 측정하였다. 면저항 charge carrier 농도, 그리고 TCO 박막의 이동도와 같은 전기적특성은 four-point probe와 hall effect measurement(HMS-3000)로 각각 측정하였다. TCO 박막의 표면 거칠기 조절을 위해 photo lithography 공정을 사용하여 TCO 박막을 화학에칭 하였다. 미세사이즈 패턴 마스크가 사용되었으며 에칭의 깊이는 에칭시간에 따라 조절하였다. TCO 박막의 표면 형태는 FESEM과 AFM으로 관찰하였다. 투명전극으로 사용되는 ITO 및 AZO 기판 상용화를 위해 ITO 및 AZO 기판 위에 ${\alpha}$-NPB, Alq3, LiF, Al 의 순서로 증착 및 패터닝함으로써 OLED 소자를 제작하였다. 전류밀도와 전압 그리고 발광휘도와 전압과 같은 전기적 특성은 spectrometer(minolta CS-1000A)를 이용하여 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.100-102
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• 2013

Magnetron-sputtering법을 사용하여 기존에 연구하였던 CrAlN (Cr 7：Al 3)박막에 Si를 첨가하여 Si의 함량 변화에 따라 미세구조와 화학적 결합상태, 온도저항계수(TCR) 및 산화저항의 영향과 기계적특성 개선을 통한 multi-functional heater resistor layer로써의 가능성을 연구하였다. CrAlSiN 박막의 Si 함량에 변화에 따라 온도저항계수 변화를 확인하였으며 X-선 회절 분석(XRD) 패턴 분석결과 CrAlSiN 박막의 결정구조가 Bl-NaCl 구조를 가지고 있는 것을 확인하였으며 SEM과 AFM을 통한 표면 및 미세구조 분석결과 Si의 함량이 증가할수록 입자가 조밀해짐을 알 수 있었다. 최근 digital priting technology의 핵심 기술로 부각되고 있는 inkjet priting technology는 널리 태양전지뿐만 아니라 thin film process, lithography와 같은 반도체 공정 기술에 활용 할 수 있기 때문에 반도체 제조장비에도 사용되고 있으며, 현재 thermal inkjet 방식을 사용하고 있다. Inkjet printing technology는 전기 에너지를 잉크를 배출하기 위해 열에너지로 변환하는 thermal inkjet 방식을 사용하고 있는데, 이러한 thermal inkjet 방식은 기본적으로 전기저항이 필요하지만 electrical resistor layer는 잉크를 높은 온도에서 순간적으로 가열하기 때문에 부식이나 산화 등의 문제가 발생할 수 있어 이에 대한 보호층을 필요로 한다. 하지만, 고해상도, 고속 잉크젯 프린터, 대형 인쇄 등을 요구되고 있어 저 전력 중심의 잉크젯 프린터의 열효율을 방해하는 보호층 제거에 필요성이 제기되고 있다. 본 연구는 magnetron-sputtering을 사용하여 기존의 CrAlN 박막에 Si를 합성하여 anti-oxidation, corrosion resistance 그리고 low temperature coefficient of resistance 값을 갖는 multi-functional heater resistor layer로써 CrAlSiN 박막의 Si 함량에 따른 효과에 초점을 두었다. 본 실험은 CrAlN 박막에 Si 함량을 4~11 at%까지 첨가시켜 함량의 변화에 따른 특성변화를 확인하였다. 함량이 증가할수록 amorphous silicon nitride phase의 영향으로 박막의 roughness는 감소하였으며 XRD 분석결과 (111) peak의 Intensity가 감소함을 확인하였으며 SEM 관찰시 모든 박막이 columnar structure를 나타내었으며 Si함량이 증가할수록 입자가 치밀해짐을 보여주었다.Si함량이 증가할수록 CrAlN 박막에 비하여 면저항은 증가하였으며 TCR 측정결과 Si함량이 6.5 at%일 때 가장 안정한 TCR값을 나타내었다. Multi-functional heater resistor layer 역할을 하기 위해서, CrAlSiN 박막의 원소 분포, 표면 거칠기, 미세조직, 전기적 특성 등을 조사하였다. CrAlN 박막의 Si의 첨가는 크게 XRD 분석결과 주상 성장을 억제 할 수 있으며 SEM 분석을 통하여 Si 함량이 증가할수록 Si3N4 형성이 감소하며 입자크기가 작아짐을 확인하였다. 면저항의 경우 Si 함량이 증가함에 따라 높은 면저항을 나타내었으며 Si함량이 6.5 at%일 때 가장 낮은 TCR 값인 3120.53 ppm/K값을 보였다. 이 값은 상용되고 있는 heater resistor보다 높지만, CrAlSiN 박막이 더 우수한 기계적 특성을 가지고 있기 때문에 hybrid heater resistor로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권2호
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• pp.49-54
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• 2002

Poly-Si/$SiO_2$/Si 하부기판구조 위에 Co 금속을 E-beam evaporation 방식으로 증착하고 급속 열처리 방식을 통해 프린터 heater용 코발트실리사이드 박막을 형성하였다. 급속열처리 온도 (600~$900^{\circ}C$)와 시간 (20~40초)을 변수로 하여 코발트실리사이드의 결정상 및 성분분포를 조사하였다. 또한 제작된 박막의 면저항과 결정특성 분석을 통해 고온에서의 열적 안정성을 확인하였다. $800^{\circ}C$ 온도에서 20초간 급속열처리한 경우 면저항이 약 $0.8 \Omega /\Box$ 인 안정한 $CoSi_2$ 결정상의 코발트실리사이드 박막이 얻어졌다. 그러나 $700^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 결정상의 변화에 따라 코발트실리사이드 박막의 면저항이 급격히 증가하였다. 코발트실리사이드 박막의 온도저항계수는 약 $0.0014/^{\circ}C$ 값을 나타내었으며, 프린터 발열체로 응용가능함을 확인 할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.19-23
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• 2018

광전소자용 투명전극으로 적용하기 위한 초박형 Al 박막에 대한 기초연구를 수행하였다. 유리 기판 상에 3-12 nm의 두께를 가지는 Al 박막을 형성하였으며, 박막의 두께가 7 nm 이상일 때부터 면저항이 측정되었으며 두께가 증가할 때 면저항이 점진적으로 감소하였다. 박막 내 그레인 크기(Grain size)는 두께가 증가할수록 비례하여 증가하였다. 광 투과도의 경우 가시광선영역(380~770 nm) 파장 기준으로, 3 nm 박막 두께에서 평균 85%의 투과도가 측정된 데 반하여, 4, 5 nm 두께에서 평균 50, 60%로 급격하게 감소되기 시작하며 그 이후 두께 증가에 따라 투과도가 점진적으로 감소하였다. 본 연구결과는 향후 Oxide/Metal/Oxide(OMO) 구조의 고투과, 저저항 투명전극 적용을 위한 기초 결과로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국안광학회지
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• 제15권4호
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• pp.299-305
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• 2010

목적: 본 연구에서는 투명 전도막으로 사용할 안티몬주석산화물 박막의 특성변수인 RF 전력, T-S간 거리 등의 변화에 따른 박막의 광학적, 전기적, 구조적 특성을 알아보았다. 방법: 안티몬주석산화물 박막을 마그네트론 스퍼트링 방법으로 실온에서 $SnO_2:Sb_2O_5$= 95:5 wt%의 비율로 제작하였다. 결과: 안티몬주석산화물 박막은 RF 입력전력에 가장 민감한 특성변화를 보였는데, 30W의 RF 입력전력에서 광투과율이 78%, 표면거칠기가 0.56 nm, 면저항이 1007 $\Omega{\cdot}cm^{-2}$이었다. 결론: 안티몬주석산화물 박막은 T-S간 거리와 RF 전력에 따라 구조적, 광학적 및 전기적 특성이 크게 달라지는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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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.