• 한국진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.190-197
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• 1994

본 연구에서는 DC magnetron 스퍼터링법을 이용하여 고정밀, 고저항 저항체 박막으로 TaNx film을 제조하였을 때 형성될 수 있는 화합물 중 TaN0.1, TaN0.8과 TaN 박막의 Rs와 TCR특성을 평가하 고 film층의 우선방향성을 XRD를 이용하여 판명한 뒤 저항체의 Rs와 TCR에 미치는 영향을 조사하였 다. TaN0.1 박막이 35$\Omega$/$\square$의 면저항값과 안정된 TCR값을 나타내는 것을 알수 있었다. 두께50~200nm 의 TaN0.1과 Alumina 기판 사이에 정(+)의 TCR을 갖는 약 50nm의 Cr층을 증착하였을 때 Rs는 180$\Omega$/ $\square$ 과 TCR는 20ppm/$^{\circ}C$인 적층박막을 제조할 수 있었다. TaN0.1, TaN0.8 과 TaN 시편에서 화합물 형성 에 따른 Ta의 결합에너지를 ESCA를 이용하여 조사하였다. 이상의 연구결과로부터 TaN0.1 film이 TaNfilm 보다 고정밀, 고저항 박막 저항체 제조에 있어 우수한 전기저항 특성을 가지며 Cr 중간층 형성 으로 TCR이 $\pm$ppm/$^{\circ}C$정도로 안정된 고정밀 다층 저항체 박막을 형성할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2012

최근 전자산업의 발달에 따른 전자제품의 소형화 및 고기능화 요구에 대응하기 위하여 저항(resistor), 커패시터(capacitor), IC (integrated circuit) 등의 수동소자를 개별 칩(discrete chip) 형태로 형성하여 기판의 표면에 실장하는 기술이 일반화되고 있다. 그러나, 수동 소자의 내장 기술은 기판의 패턴 밀도의 급격한 향상과 더불어 수동소자의 내장 공간도 협소해지는 문제점이 있다. 상기의 문제점을 해결하기 위해 개별 칩 형태의 내장형 저항체를 박막 형태의 내장 저항체를 구현하는 기술의 개발이 최근 주목을 받고 있다. 박막 저항체는 기존의 권선저항 및 후막저항과 비교하여 정밀한 온도저항계수를 가지며 이동통신에 적용시 고주파 영역(GHz)에서의 안정성과 주파수 특성이 좋다는 장점들을 가지고 있다. 박막 저항 물질로는 높은 경도와 우수한 열적 안정성을 가지고 있는 TaN (tantalum nitride)이 주로 사용되고 있다. 일반적으로, TaN 박막은 스퍼터링을 사용하며 제조되며 TaN 박막의 성질은 탄탈륨과 질소의 화학정량비, 박막의 결함 정도, 또는 공정압력 및 증착 온도, 플라즈마 파워 등과 같은 공정조건 등의 변화에 민감하게 변화하므로, TaN 박막의 다양한 연구가 더 필요한 실정이다. 본 연구에서는 반응성 마크네트론 스퍼터링을 사용하여 TaN 박막을 Si 기판 위에 증착하였고 TaN 박막의 원하는 특성을 제어할 수 있도록 질소 분압과 total gas volume을 조절하여 공정을 최적화하는 연구를 진행하였다. 또한 tensile pull-off 방법을 이용하여 TaN 박막의 부착강도를 평가하였고, 온도 사이클 및 고온고습 환경에 노출된 TaN 박막들의 열화 특성들에 대하여 연구하였다.

• 센서학회지
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• 제6권2호
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• pp.81-86
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• 1997

DC 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 측온저항체 온도센서용 백금박막을 $Al_{2}O_{3}$ 기판위에 증착시켰다. 열처리 온도, 시간이 증가할수록 박막의 비저항 및 면저항은 감소하였다. Lift-off 방법을 이용하여 $Al_{2}O_{3}$ 기판위에 백금 저항체를 만들었으며, 텅스텐 wire, 실버 에폭시 그리고 SOG를 이용하여 백금박막 측온저항체 온도센서를 제작하였다. $25{\sim}400^{\circ}C$의 온도범위에서 백금박막 측온저항체 온도센서의 저항온도계수와 저항 변화율을 조사한 결과, 열처리 온도, 시간 및 박막의 두께가 증가할수록 저항온도계수가 증가하였으며 측정 온도범위 내에서 저항값은 선형적인 변화를 보였다. 열처리 온도 $1000^{\circ}C$, 시간 240분 그리고 박막두께 $1{\mu}m$ 조건에서 백금의 벌크에 가까운 $3825ppm/^{\circ}C$의 저항온도계수값을 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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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.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
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• pp.217-221
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• 2001

Poly-Si/SiO$_2$/Si의 하부기판구조 위에 Co금속을 E-beam evaporation 방식으로 증착하고 급속 열처리 방식을 통해 inkjet 프린터헤드의 heater로 사용 할 수 있는 코발트실리사이드를 형성하였다. RTA로 열처리 온도와 시간을 변수로하여 코발트실리사이드의 가장 안정적 결정상 및 성분분포를 찾고 이렇게 제작된 박막의 면저항과 표면특성을 통해 고온에서 사용 할 수 있는지를 연구하였다. 박막을 발열체(400~$600^{\circ}C$)로 사용하기 위해서는 발열체가 외부배선과의 접촉 저항보다 커야하고 저항이 고온에서 크게 변하면 안 된다. 코발트 실리사이드는 80$0^{\circ}C$ 20sec에서 발열체로 사용하기에 적당한 특성을 보였다. 그러나 실리사이드반응이 RTA에서 40$0^{\circ}C$ 20sec에서 형성되기 시작하지만 열처리 온도를 높일수록 박막의 면저항과 상변화가 일어남으로 발열체로 사용 할 수 없고, 90$0^{\circ}C$ 20sec 이상에서는 표면의 거칠어짐으로 인해 면저항이 증가하는 현상을 보여 역시 발열체로 사용 할 수 없음을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.1-7
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• 2003

잉크젯 헤드의 발열체에 적용하기 위해 $poly-Si/SiO_2/Si$ 다층기판 위에 결정화된 안정한 코발트실리사이드$(CoSi_2)$ 박막을 형성하여 오메가 형태의 발열체를 제작하고 발열체의 구조적 형상과 온도저항계수 등 전기적 특성을 조사, 연구하였다 $(CoSi_2)$ 박막의 형성은 금속 Co 박막을 급속 열처리장치를 이용하여 $800^{\circ}C$에서 20초 동안 질소 분위기에서 열처리하여 실리사이드 박막을 형성하였다. 발열체의 온도 저항계수 값은 약 $0.0014/^{\circ}C$ 값을 얻을 수 있었다. 인가전압 10 V, 주파수 10KHz 및 펄스간격 $1{\mu}s$ 인가시 발열체의 순간전력은 최대 2W를 나타내었다. 반복된 전압인가에 따른 발열체의 피로특성을 조사한 결과 15 V 이하의 전압인가시 $10^8$ 펄스 cycle 까지 저항변화가 거의 없었으나 17 V 인가전압에서는 $10^6$ cycle에서 발열체의 저항이 급격히 증가하였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2005년도 추계 학술대회
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• pp.133-136
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• 2005

스퍼터링 공정으로 Al이 $2\%$ 함유된 ZnO 박막을 PET에 증착하여 김서림 제거용 투명발열체를 제작하였다. 증착된 투명발열체는 $5\;{\times}\;10^{-3}{\Omega}\;cm$ 의 비저항과 $80\%$ 이상의 가시광 투과도를 나타내었고, 조도는 12.5nm로 양호하였다. 투명발열체의 비저항, 가시광 투과도, 그리고 조도는 각각 Hall 계수 측정장비, IR-VIS-UV spectrophotometer, 그리고 AFM을 이용하여 측정하였다. 증착된 투명발열체에 12V의 전압을 인가하였을 때, 표면의 온도는 평균적으로 1분에 약 $10^{\circ}C$ 증가하였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 춘계학술대회 발표 논문집
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• pp.47-50
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• 2003

잉크젯 헤드의 발열체에 적용하기 위해 $poly-Si/SiO_2/Si$ 의 다층기판 위에 결정화된 안정한 $SiO_2$ 코발트 실리사이드 박막을 증착하여 발열체를 제작하고 이들 발열체의 구조적 형상과 온도저항계수 등 전기적 특성을 조사하였다. $SiO_2$ 코발트실리사이드 박막의 형성은 금속 Co 박막을 급속 열처리장치를 이용하여 $800^{\circ}C$에서 20 초 동안 질소 분위기에서 열처리하여 실리사이드 박막을 형성하였다. 발열체의 온도저항계수 값은 약 $^0.0014/{\circ}C$ 값을 얻을 수 있었다. 인가전압 10V, 주파수 10 kHz 및 펄스간격 $1\mu\textrm{s}$ 인가시 발열체의 순간전력은 최대 2 watt를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권1호
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• pp.36-41
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• 2002

$H_2$(5%)/Ar의 환원분위기에서 $900^{\circ}C$ 이상의 온도로 소결함으로써 화학양론적인 조성비를 만족하면서 이중 페롭스카이트 구조를 갖는 $Sr_2FeMoO_6$ (SFMO) 소결체를 제조하였다. SFMO 소결체는 우수한 강자성 특성을 나타내었고 8K에서 15%와 상온에서 3% 정도의 자기저항비를 나타내었다. 이 SFMO 소결체를 타겟으로하여 스퍼터링법으로와의 단결정 기판 위에 비정질 SFMO 박막을 증착한 후, 적절한 H$_2$(5%)/Ar의 환원분위기, $680^{\circ}C$ 이상) 열처리 조건의 고상결정법으로 이중 페롭스카이트 구조의 다결정 SFMO 박막을 제조하였다. 이 SFMO 박막은 강자성 특성을 잘 나타내었으나, 자기저항 특성은 상온에서는 나타나지 않았고 8K에서 약 0.3-0.5%의 자기저항비를 나타내었다. 이와같이 박막의 경우 자기저항 특성이 떨어지는 이유는 제조된 SFMO 박막이 화학양론비를 만족하지 못하고 조직의 치밀도가 떨어져서 결정립 사이에서 발생하는 자기스핀 터널링이 제대로 발생하지 못하였기 때문이라 생각되었다.

• 센서학회지
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• 제7권1호
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• pp.45-50
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• 1998

마그네트론 코스퍼터링법으로 측온저항체 온도센서용 Pt-Co 합금박막을 $Al_{2}O_{3}$ 기판위에 증착시켰다. Lift-off 방법을 이용하여 $Al_{2}O_{3}$ 기판위에 Pt-Co 합금박막 저항체를 만들었으며, 인가전력, 진공도, 열처리 온도 및 신간에 따른 합금박막의 물리적, 전기적 특성을 조사하였다. 열처리 온도, 시간이 증가할수록 박막의 비저항 및 면저항이 감소하였다. 인가전력 Pt : $4.4 W/cm^{2}$, Co : $6.91\;W/cm^{2}$, 진공도 10 mTorr, $800^{\circ}C$, 60분간 열처리를 행한 Pt-Co 합금박막의 비저항 및 면저항은 각각 $15{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$, $0.5{\Omega}/{\square}$이었다. 그리고 $25{\sim}600^{\circ}C$의 온도범위에서 $3000{\AA}$ 두께를 가지는 Pt-Co 합금박막의 저항온도계수는 $3740ppm/^{\circ}C$로 측정되었다. 이러한 결과로 Pt-Co 합금 박막은 측온저항체 온도센서로서의 가능성을 확인하였다.