• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.6
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• pp.527-532
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• 2001

Dry etching of copper film using $O_2$ plasma and H(hfac) has been investigated. A one-step process consisting of copper film oxidation with an $O_2$ plasma and the removal of surface copper oxide by the reaction with H(hfac) to form volatile Cu(hfac)$_2$ and $H_2O$ was carried but. The etching rate of Cu in the range from 50 to 700 /min was obtained depending on the substrate temperature, the H(hfac)/O$_2$ flow rate ratio, and the plasma power. The copper film etch rate increased with increasing RF power at the temperatures higher than 215$^{\circ}C$. The optimum H(hfac)/O$_2$ flow rate ratio was 1:1, suggesting that the oxidation process and the reaction with H(hfac) should be in balance. Cu patterning using a Ti mask was performed at a flow rate ratio of 1:1 on 25$0^{\circ}C$\ulcorner and an isotropic etching profile with a taper slope of 30$^{\circ}$was obtained. Cu dry patterning with a tapered angle which is necessary for the advanced high resolution large area thin film transistor liquid-crystal displays was thus successfully obtained from one step process by manipulating the substrate temperature, RF power, and flow rate ratio.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.211.1-211.1
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• 2015

최근 용액 공정을 이용한 산화물 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 넓은 밴드갭을 가지고 있는 산화물 반도체는 높은 투과율을 가지고 있어 투명 디스플레이에 적용이 가능하다. 기존의 박막 진공증착 방법은 진공상태를 유지하기 위한 장비의 가격이 비싸며, 대면적의 어려움, 높은 생산단가 등으로 생산율이 높지 않다. 하지만 용액 공정을 이용하면 대기압에서 증착이 가능하고 대면적화가 가능하다. 그리고 각각의 조성비를 조절하는 것이 가능하다. 이러한 장점에도 불구하고, 소자의 신뢰성이나 저온공정은 중요한 이슈이다. Instability는 threshold voltage (Vth)의 shift 및 on/off switching의 신뢰성과 관련된 parameter이다. 용액은 소자의 전기적 특성을 열화 시키는 수분 과 탄소계열의 불순물을 다량 포함 하고 있어 고품질의 박막을 형성하기 위해서는 고온의 열처리가 필요하다. 기존의 열처리는 고온에서 장시간 이루어지기 때문에 유리나 플라스틱, 종이 기판의 소자에서는 불가능하지만 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 공정인 microwave를 이용하면 유리, 플라스틱, 종이 기판에서도 적용이 가능하다. 본 연구에서는 산화물 반도체 중에서 InGaZnO (IGZO)를 용액 공정으로 제작한 juctionless thin-film transistor를 제작하여 기존의 열처리를 이용하여 처리한 소자와 microwave를 이용해서 열처리한 소자의 전기적 특성을 한 달 동안 관찰 하였다. 또한 In:Zn의 비율을 고정한 후 Ga의 비율을 달리하여 특성을 비교하였다. 먼저 p-type bulk silicon 위에 SiO2 산화막이 100 nm 증착된 기판에 RCA 클리닝을 진행 하였고, solution InGaZnO 용액을 spin coating 방식으로 증착하였다. Coating 후에, solvent와 수분을 제거하기 위해서 $180^{\circ}C$에서 10분 동안 baking공정을 하였다. 이후 furnace열처리와 microwave열처리를 비교하기 위해 post-deposition-annealing (PDA)으로 furnace N2 분위기에서 $600^{\circ}C$에서 30분, microwave를 1800 W로 2분 동안 각각의 샘플에 진행하였다. 또한, HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 제작된 TFT의 transfer curve를 측정하였다. 그 결과, microwave 열처리한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 높은 mobility, 낮은 hysteresis 값을 나타내었으며, 1달간 소자의 특성을 관찰하였을 때 microwave 열처리한 소자의 경우 전기적 특성이 거의 변하지 않는 것을 확인하였다. 따라서 향후 용액공정, 저온공정을 요구하는 소자 공정에 있어 열처리방법으로 microwave를 이용한 활용이 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.225-225
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• 2010

적외선 영역에서의 밴드갭 에너지를 가지고 있는 III-V 족 화합물 반도체 물질인 $InAs_xSb_{1-x}$는 좋은 성장 안정성과 높은 전자, 홀 이동도를 가지며, 제작 비용이 적게 드는 등 적외선 광소자 제작에 많은 이점을 가지고 있기 때문에 그에 관한 연구가 최근 활발히 진행 되고 있다. 하지만 이러한 $InAs_xSb_{1-x}$를 소자 제작에 이용하기 위해서는 임의의 As 함량에 따른 InAsSb의 물질의 광학적 특성 정보가 필요하다. 본 연구에서는 1.5~6.0 eV 에너지 구간에서 $InAs_xSb_{1-x}$ ($0{\leq}x{\leq}1$) 화합물의 임의의 As 함량에 따른 유전함수를 분석하고 그 분석 변수들을 보고하고자 한다. 기성박막층착장치 (molecular beam epitaxy)를 이용하여 GaAs 기판 위에 성장 시킨 $InAs_xSb_{1-x}$ (x = 0.000, 0.127, 0.337, 0.491, 0.726, 1.000) 박막의 순수한 유전함수 $\varepsilon$을 화학적 에칭을 통해 산화막 층을 제거하여 타원편광분석법을 이용하여 얻었다. 측정된 유전율 함수는 Gaussian-broadened polynomial 들의 합으로서 반도체 물질의 유전함수를 정확히 기술하는 변수화 모델을 이용하여 재현하였다. 변수화 모델을 통해 얻어진 각각의 변수들을 As 조성비 x 에 대한 다항식으로 피팅하여 임의의 As 조성비에 대한 변수 값을 얻었다. 그 결과 임의의 조성비에 따른 $InAs_xSb_{1-x}$ ($0{\leq}x{\leq}1$) 의 유전율 함수를 얻어낼 수 있었다. 우리는 이러한 결과가 물질의 실시간 성장 모니터링이나 다층구조 분석, 광소자의 제작 등에 유용한 정보를 제공할 것으로 확신한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.423-423
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• 2013

3~5 족 반도체 물질인 phosphorus 화합물 중 대표적인 InAlP 삼종화합물은 작은 굴절률, 큰 밴드갭, GaAs와 lattice 일치 때문에 큰 주목을 받고 있고, p-type high electron mobility transistors(p-HEMT), laser diodes 등의 고속 전자소자 및 광전 소자에 응용이 가능한 매우 중요한 물질이다. 최적의 소자 응용기술을 위해서는, 정확한 광물성 연구가 수행되어야 하지만 InxAl1-xP 화합물에 대한 유전율 함수 및 전자전이점 등의 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 1.5~6.0 eV 에너지 영역에서 각기 다른 In 조성비를 갖는 InxAl1-xP 화합물의 가유전율 함수 ${\varepsilon}={\varepsilon}_1+i{\varepsilon}_2$와 전자전이점 데이터를 보고한다. GaAs 기판 위에 molecular beam epitaxy (MBE)를 이용하여 InxAl1-xP (x=0.000, 0.186, 0.310, 0.475, 0.715, 0.831, 1.000) 박막을 성장하였고 타원편광분석기를 이용하여 유전율 함수를 측정하였다. 또한 실시간 화학적 에칭을 통하여 시료 표면에 자연산화막을 제거함으로써 순수한 InAlP의 유전율 함수를 측정할 수 있었고, 측정된 유전율 함수를 이차미분하여 In 조성비에 따른 전자전이점을 얻을 수 있었다. 얻어진 전자전이점 값을 이용하여 linear augmented Slater-type orbital method (LASTO) 를 통해 이론적 전자 밴드 구조 계산을 하였고, 이를 바탕으로 $E_0$, $E_1$, $E_2$ 전이점 지역의 여러 전자전이점($E_1$, $E_1+{\Delta}_1$, $E_0'$, $E_0'+{\Delta}_0'$, $E_2$, $E_2'$)의 특성을 정의할 수 있었고, $E_0'$과 $E_2$ 전이점의 에너지 값이 In 조성비가 증가함에 따라 서로 교차함을 발견할 수 있었다. 타원 편광 분석법을 이용한 유전율 함수 및 전자전이점 연구는 InAlP의 광학적 데이터베이스를 확보하는 성과와 더불어 새로운 디바이스 기술 및 광통신 산업에도 유용한 정보가 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.83-83
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• 2000

MBE법으로 성장시킨 Cd1-xMgxTe 박막을 조성비 (x=0, 0.23, 0.32, 0.43)에 따라 타원편광 분석기로 측정하여 연구하였다. E0 critical point energy 아래에서 나타나는 간섭무늬를 제거하기 위해 multilayer calculation을 수행했고 ellipsometric data를 2번 미분하여 계산하는 Critical Point Parabolic Band(CPPB) model을 사용하여 E0, E0+Δ0, E1, E1,+Δ1, and E0'critical point energy 들을 구할 수 있었다. 특히 E2 peak region 에서는 종전의 고상시료 (bulk)에서 측정 발표된 값보다도 매우 높고 명확한 <$\varepsilon$2>값이 측정되어, E2와 E、0 peak가 명확하게 분리되는 것을 볼 수 있었다. 또한 Mg의 조성비에 따라 critical point energy 가 linear 하게 변화됨이 관측되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.500-500
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• 2013

특정한 유기 물질에 전류를 인가했을 때 발광을 하는 특성을 이용한 Organic Light Emitting Diode (OLED)는 뛰어난 색재현성, 적은 전력소모, 간단한 제조공정, 넓은 시야각 등으로 인해 PDP, LCD, LED에 이은 차세대 디스플레이 소자로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 OLED는 각기 다른 굴절률을 가지는 다층구조로 되어있어 실질적으로 소자 밖으로 나오는 빛은 원래 생성된 빛의 20% 정도 밖에 되지 않는다. 이러한 광 손실을 줄이기 위해 Photonic Crystal (PC)이나 마이크로 렌즈 어레이(MLA) 부착 등과 같이 특정한 크기를 갖는 주기적인 나노 구조물을 이용한 광추출 효율 상승 방법은 특정 파장의 빛에서만 효과가 있는 한계가 있었으며 고가의 공정과정을 거쳐야 했으므로 OLED 소자의 가격 향상에 일조하였다. 이의 해결을 위해 본 연구는 유리기판 위에 랜덤한 분포를 가지는 나노 구조물 제작 공정법을 제안한다. 먼저 유리기판 위에 스퍼터로 금속 박막을 입혀 이를 Rapid thermal annealing (RTA) 공정을 이용하여 랜덤한 분포의 Island를 가지는 마스크를 제작하였다. 그 후 플라즈마 식각을 이용하여 유리기판에 나노 구조물을 형성하였고 기판 위에 남아있는 마스크는 Ultrasonic cleaning을 이용하여 제거하였다. 제작된나노구조물은 200~300 nm의 높이와 약 200 nm 폭을 가지고 있다. 제작된 유리기판의 OLED 소자로의 적용가능성을 알아보기 위한 광학특성 조사결과는 300~900 nm의 파장영역에서 맨유리와 거의 비슷한 수직 투과율을 보이면서 최대 50%정도의 Diffusion 비율을 나타내고 있고 임계각(41도) 이상의각도에서 인가된 빛의 투과율에 대해서도 향상된 결과를 보여주고 있다. 제안된 공정의 전체과정 기존의 PC, MLA 등의 공정에 비해 난이도가 쉽고 저가로 진행이 가능하며 추후 OLED 소자에 적용될 시 대량생산에 적합한 후보로 보고 있다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.3
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• pp.254-257
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• 2000

We report spectroscopic ellipsometric (SE) measurements on $Cd_{1-x}Mg_x/Te$ (0$\leq$x$\leq$0.43) films grown on GaAs substrate. When compared with previous bulk data, at first, current spectrum shows clear interference oscillations below $E_0$ band gap energy, which means the transparent characteristic of direct transition material below $E_0$ edge. It proves that the film samples used for this work have the most interrupted surface of high quality reported so far by SE. Secondly the best resolution of $E_2$-peak is observed, so we can report clear splitting of E$_2$and $E_0'$ band gap energies. We also performed the multilayer calculation necessary to remove this interference oscillations to observe $E_0'$ band gap energy of $Cd_{1-x}Mg_x/Te$ (x=0.23) film.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.21 no.1
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• pp.33-37
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• 2010

We performed time-domain terahertz (THz) spectroscopy to determine optical constants of highly conductive carbon nanotube (CNT) films. The CNT films have been fabricated on a flexible plastic substrate by using spin-coating or vacuum filtration. We found that the transmission of THz waves can be controlled by manipulating the thickness of the films and by post-treatments. From amplitude and phase information of the transmitted THz waves, we obtain optical constants such as refractive indices and dielectric constants of the CNT films. The frequency dependent dielectric constants show good metallic behaviors, relevant to the Drude free electron models with high plasma frequencies. It is also found that the dielectric constants are higher for the acid-treated films. Finally, the frequency dependent dielectric constants which are free from substrate effects have been demonstrated by using CNT films deposited on cellulose membranes.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.19 no.5
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• pp.149-158
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• 2002

Recently, the minimum line width shows a tendency to decrease and the multi-level increases in semiconductor. Therefore, a planarization technique is needed and chemical mechanical polishing(CMP) is considered as one of the most suitable process. CMP accomplishes a high polishing performance and a global planarization of high quality. However there are several defects in CMF, such as micro-scratches, abrasive contaminations and non-uniformity of polished wafer edges. Wet etching process including spin-etching can eliminate the defects of CMP. It uses abrasive-free chemical solution instead of slurry. On this study, ILD(Interlayer-Dielectric) was removed by CMP and wet etching process using DHF(Diluted HF) in order to investigate the possibility of planrization by wet etching mechanism. In the thin film wafer, the results were evaluated from the viewpoint of material removal rate(MRR) and within wafer non-uniformity(WIWNU). And the pattern step heights were also compared for the purpose of planarity characterization of the patterned wafer. Moreover, Chemical polishing process which is the wet etching process with mechanical energy was introduced and evaluated for examining the characteristics of planarization.

• Membrane Journal
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• v.30 no.5
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• pp.293-306
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• 2020

Increasing harmful effects of climate change, such as its effect on water scarcity, has led to a focus on developing effective water purification methods to obtain pure water. Additionally, rising levels of water pollution is increasing levels of environmental degradation, calling for sources of water treatment to remove contaminants. To purify water, osmotic processes across a semipermeable membrane can take place, and recent studies are showing that incorporating nanoparticles, including carbon quantum dots (CQDs), graphene carbon dots (GQDs), and graphene oxide quantum dots (GOQDs) are making thin film composite (TFC) membranes more effective by increasing water flux while maintaining similar levels of salt rejection, increasing the hydrophilicity of the membrane surface, showing bactericidal properties, exhibiting antifouling properties to prevent accumulation of bacteria or other microorganisms from reducing the effectiveness of the membrane, and more. In the review, the synthesis process, applications, functionality, properties, and the role of several types of quantum dots are discussed in the composite membrane for water purification.