• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.321-322
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• 2012

의료용 방사선 장비는 초기의 아날로그 방식의 필름 및 카세트에서 진보되어 현재는 디지털 방식의 DR (Digital Radiography)이 널리 사용되며 그에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. DR은 크게 간접방식과 직접방식의 두 분류로 나눌 수 있는데, 간접방식은 X선을 흡수하면 가시광선으로 전환하는 형광체(Scintillator)를 사용하여 X선을 가시광선으로 전환하고, 이를 Photodiode와 같은 광소자로 전기적 신호로 변환하여 방사선을 검출하는 방식을 말하며, 직접 방식은 X선을 흡수하면 전기적 신호를 발생 시키는 광도전체(Photoconductor)를 사용하여 광도전체 양단 전극에 고전압을 인가한 형태를 취하고 있는 가운데, X선이 조사되면 일차적으로 광도전체 내부에서 전자-전공쌍(Electron-hole pair)이 생성된다. 이들은 광도전체 양단의 인가되어 있는 전기장에 의해 전자는 +극으로, 전공은 -극으로 이동하여 아래에 위치한 Active matrix array을 통해 방사선을 검출하는 방식이다. 본 연구에서는 직접방식 X-ray 검출기에서 활용되는 a-Se을 ITO (Indium Thin oxide) glass 상단에 Thermal evaporation증착을 이용하여 두께 $50{\mu}m$, 33 넓이로 증착 시킨 다음, a-Se상단에 Sputtering증착을 이용하여 ITO를 11 cm, 22 cm, $2.7{\times}2.7cm$ 넓이로 증착시켜 상하부의 ITO를 Electrode로 이용하여 직접방식의 X-ray검출기 샘플을 제작하였다. 제작 과정 중 a-Se의 Thermal evaporation증착 시, 저진공 $310^{-3}_{Torr}$, 고진공 $2.210^{-5}_{Torr}$에서 보트의 가열 온도를 두 번의 스텝으로 나누어 증착 시켰다. 첫 번째 스텝 $250^{\circ}C$, 두 번째 스텝은 $260^{\circ}C$의 조건으로 증착하여 보트 내의 a-Se을 남기지 않고 전량을 소모할 수 있었으며, 스텝간의 온도차를 $10^{\circ}C$로 제어하여 균일한 박막을 형성 할 수 있었다. Sputtering증착 시, 저진공 $2.510^{-3}$, 고진공 $310^{-5}$에서 Ar, $O_2$를 사용하여 100 Sec간 플라즈마를 생성시켜 ITO를 증착하였다. 제작된 방사선 각각의 검출기 샘플 양단의 ITO에 500V의 전압을 인가하고, 진단 방사선 범위의 70 kVp, 100 mA, 0.03 sec 조건으로 X-ray를 조사시켜 ITO넓이에 따른 민감도(Sensitivity)와 암전류(Dark current)를 측정하였다. 측정결과 민감도(Sensitivity)는 X-ray샘플의 두께에 따른 $1V/{\mu}m$ 기준 시, 증착된 ITO의 넓이가 11 cm부터 22 cm, $2.7{\times}2.7cm$까지 각각 $7.610nC/cm^2$, $8.169nC/cm^2$, $6.769nC/cm^2$로 22 cm 넓이의 샘플이 가장 높은 민감도를 나타내었으나, 암전류(Dark current)는 $1.68nA/cm^2$, $3.132nA/cm^2$, $5.117nA/cm^2$로 11 cm 넓이의 샘플이 가장 낮은 값을 나타내었다. 이러한 데이터를 SNR (Signal to Noise Ratio)로 합산 하였을 시 104.359 ($1{\times}1$), 60.376($2{\times}2$), 30.621 ($2.7{\times}2.7$)로 11 cm 샘플이 신호 대 별 가장 우수한 효율을 나타냄을 알 수 있었다. 따라서 ITO박막의 면적이 클수록 민감도는 우수하나 그에 따른 암전류의 증가로 효율이 떨어짐을 검증 할 수 있었으며, 이는 ITO면적이 넓어짐에 따른 저항의 증가로 암전류에 영향을 끼침을 할 수 있었다. 본 연구를 통해 a-Se의 ITO 박막 면적에 따른 전기적 특성을 검증할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.265-266
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• 2012

의료용 X-ray의 발전에 따라, 영상의 Digital화가 필요하게 되었다. Digital 영상 구현을 위해 다양한 형태의 영상 검출기가 개발되었다. 진단 영상의 조건으로는 구현 시간이 빠르고 해상도가 높아야 한다. 조건에 부합하는 Flat panel 형태의 직접방식과 간접방식 검출기의 개발이 주로 이루어졌으며, X-ray 검출 효율이 높고 공간 분해능이 높은 직접 방식의 검출기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 직접방식의 X-ray 검출물질로는 A-Se이 이용되었다. 하지만 A-Se의 경우 낮은 원자번호로 인해 X-ray에 대한효율이 낮으며, 제조 공정과 수율의 문제로 인해 대체 물질의 개발과 공정의 개선이 필요하다. 선행 연구를 통해 X-ray 검출물질의 전기적 특성을 파악을 통해 대체 물질로서 가능성을 알아보았다. 본 연구에서는 기존에 제작된 X-ray 검출물질의 상부전극 증착 물질과 증착법 선정에 대한 연구이다. 선행 연구를 통해 선정된 X-ray 검출물질은 HgI2이다. 상, 하부 전극 선택에 있어 HgI2의 일함수 값(4.15eV)을 고려하여 그와 비슷한 일함수 값을 가진 물질로 전기적 장벽을 제거하여야 한다. 따라서, ITO (일함수 4.45eV)와 Au (일함수 5.1eV)을 선택하였다. ITO의 증착으로 이용된 방법으로는 on-axis 형태의 magnetron plasma sputtering을 이용하였으며, Au의 증착으로 이용된 방법은 Thermal evaporation deposition을 이용하였다. plasma sputtering에 이용된 타겟은 In2O3;SnO2 (조성비:90:10wt%)를 사용하였으며, Chamber의 크기는 넓이 456 ${\phi}cm^2$ 높이 25 cm이며, 로 target과 기판과의 거리는 15cm이다. plasma발생에 필요한 가스로는 Ar과 O2를 이용하였다. 고 진공 환경 조성에 이용된 장비로는 Rotary pump와 Turbo molecular pump이다. plasma 발생 전 진공도는 $3.2{\times}10^{-5}$ Torr, 발생 후 진공도는 $5.1{\times}10^{-5}$ Torr이다. plasma 환경이 조성된 후 증착 시간은 1분 30초이다. Au는 순도 99.999%를 이용하였으며, 이용된 금은 1회 증착에 0.3 g을 이용하였다. Chamber의 넓이 1,444 ${\phi}cm^2$이며, 높이 40 cm, boat와 기판과의 거리는 25 cm이다. 고 진공 환경 조성에 이용된 장비로는 Rotary pump와 diffusion pump를 이용하였다. Au의 승화 전 진공도는 $2.4{\times}10^{-5}$ Torr 증착 시 진공도는 $4.2{\times}10^{-5}$ Torr이며, Boat에 가해준 전압, 전류는 0.97 V, 47 A이며, 증착 시간은 1분 30초이다. 광도전체 층에 각각 증착된 전극의 저항을 통해 증착상태를 판단하였다. DMM (Digital Multimeter)로 1 cm 간격으로 측정된 표면의 저항은 ITO 약 $8{\Omega}$, Au 약 $3{\Omega}$으로 전극으로서 이용이 가능한 상태이다. Au와 ITO가 증착된 HgI2 시편의 전기적 특성은 기존에 이용된 X-ray 변환물질의 성능보다 우수하였다. 하지만 Au와 ITO가 각각 증착된 시편의 전기적 특성은 큰 차이를 보이지 않았다. ITO의 경우 진공 상태에서 이용되는 Gas가 이용되며, Plasma 환경 조성 유지가 어려운 점이 있다. Au전극은 증착 환경 조성이 쉽지만, 전극 물질 이용효율이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구를 통해 X-ray 변환물질인 HgI2의 전극물질로 Au와 ITO의 이용가능성을 알아보았다. 두 전극으로 제작된 검출기의 성능은 큰 차이 없이 우수하였고, 전기적 장벽 상태가 낮아 높은 검출 효율을 보였다. 상대적으로 Au 전극의 공정이 간단하고 수율이 높다. 하지만 Au Source의 이용 효율이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구의 결과를 통해 공정상의 유리함과 Source의 이용효율을 고려한 분석에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.9 no.3
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• pp.224-232
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• 2000

Aluminum metal process in surface micromachining enables to fabricate Al electrodes or Al structures, which improve electrical characteristics by reducing contact- and line-resistance or makes the whole process to be simple by using oxide as sacrificial layer. However, it is not possible to use conventional sacrificial layer etching process, because HF solution attacks aluminum as well as sacrificial oxide. The mixed solution of BHF and glycerine as an alternative shows the adequate properties to meet with this end. The exact etching properties, however, are sensitively depends on the geometry of the released structure, because the most etching process of sacrificial layer proceeds to the lateral direction in narrow space. Also, the surface roughness of aluminum affects to the etching characteristics. This paper reports experimental results on the effect of microstructure and surface roughness of aluminum to the etching properties. Considering these effects, we propose the optimized etching condition, which can be used practically for the fabrication of aluminum electrodes and microstructures by using standard surface micromachining process without modification or additional process.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.8 no.2
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• pp.195-200
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• 2007

We fabricated thermally-evaporated 10 nm-Ni/70 w-Poly-Si/200 $nm-SiO_2/Si$ and $10nm-Ni_{0.5}Co_{0.5}/70$ nm-Poly-Si/200 $nm-SiO_2/Si$ structures to investigate the microstructure of nickel monosilicide at the elevated temperatures required fur annealing. Silicides underwent rapid anneal at the temperatures of $600{\sim}1100^{\circ}C$ for 40 seconds. Silicides suitable for the salicide process formed on top of the polycrystalline silicon substrate mimicking the gates. A four-point tester was used to investigate the sheet resistances. A transmission electron microscope and an Auger depth profile scope were employed for the determination of cross sectional microstructure and thickness. 20nm thick nickel cobalt composite silicides on polycrystalline silicon showed low resistance up to $900^{\circ}C$, while the conventional nickle silicide showed low resistance below $900^{\circ}C$. Through TEM analysis, we confirmed that the 70nm-thick nickel cobalt composite silicide showed a unique silicon-silicide mixing at the high silicidation temperature of $1000^{\circ}C$. We identified $Ni_3Si_2,\;CoSi_2$ phase at $700^{\circ}C$ using an X-ray diffractometer. Auger depth profile analysis also supports the presence of this mixed microstructure. Our result implies that our newly proposed NiCo composite silicide from NiCo alloy films process may widen the thermal process window for the salicide process and be suitable for nano-thick silicides.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.21 no.3
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• pp.86-92
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• 2020

We confirmed the effects on the device performances and the charge injection characteristics of organic field-effect transistor (OFET) by selectively differently controlling the surface energies on the contact region of the substrate where the source/drain electrodes are located and the channel region between the two electrodes. When the surface energies of the channel and contact regions were kept low and increased, respectively, the field-effect mobility of the OFET devices was 0.063 ㎠/V·s, the contact resistance was 132.2 kΩ·cm, and the subthreshold swing was 0.6 V/dec. They are the results of twice and 30 times improvements compared to the pristine FET device, respectively. As the results of analyzing the interfacial trap density according to the channel length, a major reason of the improved device performances could be anticipated that the pi-pi overlapping direction of polymer semiconductor molecules and the charge injection pathway from electrode is coincided by selective surface treatment in the contact region, which finally induces the decreases of the charge trap density in the polymer semiconducting film. The selective surface treatment method for the contact region between the electrode and the polymer semiconductor used in this study has the potential to maximize the electrical performances of organic electronics by being utilized with various existing processes to lower the interface resistance.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.29 no.4
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• pp.277-284
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• 2018

This paper reports the transparent electrode, which would be applied to transparent displays and smart glasses. Herein, a squared metal mesh with the most widely used copper wire in microwaves is studied for the alternating thin-film-type transparent and conducting indium tin oxide(ITO), with a low conductivity(sheet resistance > $5{\Omega}/sq.$). The electromagnetic performance of a patch antenna with metal mesh is analyzed. This paper presents the results of the optical(OT, optical transparent) and electrical(sheet resistance) characteristics of a squared metal mesh, which is a basic design. To improve the OT, copper wire(w=0.2 mm) is used in fabricating the squared metal mesh and the relationship between the OT and the antenna performance(radiation gain, radiation pattern) was analyzed according to the mesh size(l=1, 2 mm). The measurement results show that the antenna performance and the optical characteristic are in inverse proportion to each other. In real applications, the optical and electrical characteristics, and the costs of production are to be considered.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.24 no.4
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• pp.101-106
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• 2014

The glass/Ta(5.8 nm)/NiFe(5 nm)/Cu(2.3 nm)/NiFe(3 nm)/IrMn(12 nm)/Ta(5.8 nm) GMR-SV (giantmagneto-resistance-spin valve) multilayer structure films with a magnetoresistance ratio (MR) of 5.0 % and a magnetic sensitivity (MS) of 1.5%/Oe was deposited by dc magnetron sputtering method. Also, GMR-SV device having a width of $7{\mu}m{\sim}8{\mu}m$ similar to the diameter of RBC (red blood cell) was fabricated by the light lithography process. When RBCs coupled with several magnetic beads with a diameter of $1{\mu}m$ dropped upon the GMR-SV device having MR = 1.06% and MS = 0.3 %/Oe, there is observed the variation of about included of a resistance value of ${\Delta}R=0.4{\Omega}$ and ${\Delta}MR=0.15%$ around a external magnetic field of -0.6 Oe. From these results, the GMR-SV device having the width magnitude of a few micron size can be applied as the biosensor for the analysis of a new magnetic property of hemoglobin inside of RBC combined to magnetic beads.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.14 no.6
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• pp.236-239
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• 2004

We studied the specular spin valve (SSV) having the spin filter layer (SFL) in contact with the ultrathin free layer composed of Ta3/NiFe2/IrMn7/CoFel/(NOLl)/CoFe2/Cu1.8/CoFe( $t_{F}$)/Cu( $t_{SF}$ )/(NOL2)/Ta3.5 (in nm) by the magnetron sputtering system. For this antiferromagnetic I $r_{22}$M $n_{78}$-pinned spin filter specular spin valve (SFSSV) films, an optimal magnetoresistance (MR) ratio of 11.9% was obtained when both the free layer thickness ( $t_{F}$) and the SFL thickness ( $t_{SF}$ ) were 1.5 nm, and the MR ratio higher than 11% was maintained even when the $t_{F}$ was reduced to 1.0 nm. It was due to increase of specular electron by the nano-oxide layer (NOL) and of current shunting through the SFL. Moreover, the interlayer coupling field ( $H_{int}$) between free layer and pinned layer could be explained by considering the RKKY and magnetostatic coupling. The coercivity of the free layer ( $H_{cf}$ ) was significantly reduced as compared to the traditional spin valve (TSV), and was remained as low as 4 Oe when the $t_{F}$ varied from 1 nm to 4 urn. It was found that the SFL made it possible to reduce the free layer thickness and enhance the MR ratio without degrading the soft magnetic property of the free layer.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.8 no.3
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• pp.239-246
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• 1999

A highly sensitive photovoltaic infrared photodiode was fabricated for detecting infrared light in $3{\sim}5\;{\mu}m$ wavelength range on InSb wafer with p-i-n structure grown by MOCVD. Silicon dioxide($SiO_2$) insulating films for the junction interface and surface of photodiode were prepared using RPCVD because InSb has low melting point and evaporation temperature. After formation of In ohmic contacts by thermal evaporation, the electrical properties of the photodiode were characterized in dark state at 77K. A product of zero-bias resistance and area($R_0A$) showed $1.56{\times}10^6\;{\Omega}{\cdot}cm^2$ that satisfied BLIP(background limited infrared photodetector) condition. When the photodiode was tested under infrared light, the normalized detectivity of about $10^{11}\;cm{\cdot}Hz^{1/2}{\cdot}W^{-1}$ was obtained. we successfully fabricated a unit cell with InSb IR array with good quantum efficiency and high detectivity.

• Journal of Industrial Convergence
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• v.20 no.10
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• pp.33-38
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• 2022

In this paper, a simple method of forming a solution-based carbon nanotube (CNT) for use as a conductive material for electronic devices was studied. The CNT thin film coating was performed on the glass by applying the spin coating method and the argon atmospheric pressure plasma process. In order to observe changes in electrical and physical properties according to the number of coatings, samples formed in the same manner from times 1 to 5 were prepared, and surface shape, reflectance, transmittance, absorbance, and sheet resistance were measured for each sample. As the number of coatings increased, the transmittance decreased, and the reflectance and absorptivity increased in the entire measurement wavelength range. Also, as the wavelength decreases, the transmittance decreases, and the reflectance and absorption increase. In the case of electrical properties, it was confirmed that the conductivity was significantly improved when the second coating was applied. In conclusion, in order to replace CNT with a transparent electrode, it is necessary to consider the number of coatings in consideration of reflectivity and electrical conductivity together, and it can be seen that 2 times is optimal.