• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.49-49
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• 1999

리튬 이차 전지를 박막화함으로써 개발된 고상의 마이크로 박막전지는 임의의 크기 및 형태로의 제작이 가능하며 액체전해질을 사용하지 않기 때문에 작동 중 열 또는 기체 생성물이 생기지 않아 높은 안정성을 갖으며 광범위한 사용 온도 범위를 가진다. 위와 같은 장점으로 인하여 충전 가능한 고상의 박막형 리튬 이차 전지는 점진적으로 그 사용 범위가 크게 확대될 것으로 판단된다. 즉, 초소형 전자, 전기 소자는 물론이며 조만간 실현될 스마트 카드, 셀루러폰 및 PCS와 같은 개인용 휴대 통신장비의 전력 공급계로의 응용이 가능할 것이다. 특히 장수명, 고에너지 밀도를 갖는 초소형의 전지를 필요로 하는 microelectronics, MEMS등에 이용될 수 있는 이차전지에 대한 요구가 점점 가시화 됨에 따라 박막공정을 이용한 이차전지개발기술이 요구되고 있으며, 박막제조기술을 이용한 고상의 박막형 및 전지에 관한 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 박막형 리튬 이차전지의 Cathode 물질로써 비정질의 산화바나듐 박막을 반응성 스퍼터링에 의하여 상온에서 증착하였다. 박막형 이차전지의 여러 가지 Cathode 물질중 산화바나듐은 다른 물질들과는 달리 비정질 형태로 매우 우수한 충방전 특성을 나타낸다. 이런 특성으로 인해 다소 전지자체의 성능은 낮지만 저전력 저전압을 필요로 하는 초소형 전자 소자와 혼성되어 이용할 수 있는 잠재성이 매우 높은 물질이다. 바나듐 타겟의 경우 타겟 표면의 ageing에 따라 증착되는 박막의 특성이 매우 달라지게 되므로 presputtering의 시간을 변화시키면서 실험하였다. 또한 스퍼터링 중의 산소의 분압도 타겟의 ageing에 많은 영향을 주므로 실험 변수로 산소분압을 변화시키면서 실험하였다. 증착된 산화바나듐 박막의 표면은 scanning electron microscopy로 분석하였으며 구조 분석은 X-선 회절분석, X-ray photoelectron spectroscopy 그리고Auger electron spectroscope로 하였다. 증착된 산화바나듐 박막의 전기화학적 특성을 분석하기 위하여 리튬 메탈을 anode로 하고 EC:DMC=1:1, 1M LiPF6 액체 전해질을 사용한 Half-Cell를 구성하여 200회 이상의 정전류 충 방전 시험을 행하였다. Half-Cell test 결과 박막의 결정성과 표면상태에 따라 매우 다른 전지 특성을 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권3호
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• pp.94-98
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• 2014

$LiCoO_2$는 박막 베터리의 양극재료로써 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 스핀 코터를 이용한 졸-겔 합성공정과 열처리 과정에 의해서 Au 지지체 위에 $LiCoO_2$ 박막을 합성하였다. 합성된 박막의 구조는 X-선회절분석, 라만분광 광도계를 이용하여 분석하였다. 박막의 입자 형태는 전자현미경에 의해 관찰하였다. X-선회절분석, 라만분광광도계의 결과로부터, $550^{\circ}C$와 $750^{\circ}C$에서 합성된 박막은 스피넬구조와 층상 암염 형 구조를 가지는 박막으로 보이며, $650^{\circ}C$에서 합성된 박막은 층상 암염 형 구조와 스피넬 구조가 혼재되어져 있는 것으로 생각된다. $750^{\circ}C$에서 합성된 박막은 다른 낮은 온도에서 합성된 박막보다 큰 결정질의 균일한 분포의 입자를 가지는 것으로 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권1호
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• pp.43-47
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• 2022

본 연구에서는 보일러 등에 적용을 하기 위하여 물속에 담군 채 가열할 수 있는 친환경 박막형 히터에 대한 결과를 보고한다. 장수명을 확보하기 위하여 소재 안정성이 높은 Mo 박막(40 nm)을 마그네트론 스퍼터법을 이용하여 Glass 기판상에 증착하였으며 후속 공정 진행 시 Mo 박막의 부식을 방지하기 위하여 상부에 ZnO 박막 (60 nm)을 형성하였다. 이후 투명 접착성을 가지는 PVB (Polyvinyl Butyral)를 이용하여 ZnO 박막 상부에 또 다른 Glass기판을 올려두고 열풍건조기 내에서 150℃의 온도에서 2시간동안 PVB를 경화시키며 접착시켜 Glass/Mo/ZnO/Glass 구조의 수중 히터를 완성하였다. 이렇게 제작한 발열체를 수중에 담근 후 발열 시 물의 온도가 2분 내 50℃까지 상승되는 것을 확인하였으며 미미한 수준의 저항증가가 발생하며 구조적 안정성 또한 확보되었다. 인가 전압의 세기에 따라 발열체의 온도가 제어되기 때문에 보일러에 적용할 때 사용자가 설정하는 온도를 용이하게 제어할 수 있을 것이라 기대된다. 마지막으로, 본 연구에서 제작한 박막형 히터는 반투명의 특성을 가져 심미성을 부여할 수 있어 제품의 부가가치를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1998년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.82-82
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• 1998

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.260-260
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• 2009

초박형 절연막은 현재 다양한 전자소자의 제작과 향상을 위하여 활용되고 있으며, 일반적인 화학 기상 증착 방법으로는 균일도를 확보하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 디스플레이의 구동소자로 활용되는 박막 트랜지스터의 특성 향상과 비휘발성 메모리 소자의 터널링 박막에 응용하기 위하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 증착과 이의 특성을 분석하였다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 실리콘 산화막에 질소가 주입되어 있는 형태로 실리콘 산화막과 실리콘 계면상에 존재하는 질소는 터널링 전류와 결함 형성을 감소시키며, bulk 내에 존재하는 질소는 단일 실리콘 산화막에 비해 더 두꺼운 박막을 커패시턴스의 감소없이 이용할 수 있는 장점이 있다. 플라즈마 처리 기법을 이용하였을 경우에는 초박형의 균일한 박막을 얻을 수 있으며, 본 연구에서는 이산화질소 플라즈마를 이용하여 활성화된 질소 및 산소 라디칼들이 실리콘 계면을 개질하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 형성활 수 있다. 플라즈마 처리 시간과 RF power의 변화에 따라 형성된 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 및 광학적 특성은 엘립소미터를 통하여 분석하였으며, 전기적인 특성은 금속-절연막-실리콘의 MIS 구조를 형성하여 커패시턴스-전압 곡선과 전류-전압 곡선을 사용하여 평가하였다. 이산화질소 플라즈마 처리 방법을 사용한 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 log-log 스케일로 시간과 박막 두께의 함수로 전환해보면 선형적인 증가를 나타내며, 이는 초기적으로 증착률이 높고 시간이 지남에 따라 두께 증가가 포화상태에 도달함을 확인할 수 있다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 초기적으로 산소의 함유량이 많은 형태의 박막으로 구성되며, 시간의 증가에 따라서 질소의 함유량이 증가하여 굴절률이 높고 더욱 치밀한 형태의 박막이 형성되었으며, 이는 시간의 증가에 따라 플라즈마 챔버 내에 존재하는 활성종들은 실리콘 박막의 개질을 통한 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 증가에 기여하기 보다는 형성된 박막의 내부적인 성분 변화에 기여하게 된다. 이산화질소 플라즈마 처리 시간의 변화에 따라 형성된 박막의 정기적인 특성의 경우, 2.3 nm 이상의 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 가진 MIS 구조에서 accumulation과 inversion의 특성이 명확하게 나타남을 확인할 수 있다. 아산화질소 플라즈마 처리 시간이 짧은 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 경우 전압의 변화에 따라 공핍영역에서의 기울기가 현저히 감소하며 이는 플라즈마에 의한 계면 손상으로 계면결합 전하량이 증가에 기인한 것으로 판단된다. 또한, 전류-전압 곡선을 활용하여 측정한 터널링 메카니즘은 2.3 nm 이하의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 직접 터널링이 주도하며, 2.7 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 F-N 터널링이 주도하고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 2.5 nm 두께를 경계로 하여 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 터널링 메카니즘이 변화함을 확인할 수 있다. 결론적으로 2.3 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막에서 전기적인 안정성을 확보할수 있어 박막트랜지스터의 절연막으로 활용이 가능하며 2.5 nm 두께를 경계로 터널링 메커니즘이 변화하는 특성을 이용하여 비휘발성 메모리 소자 제작시 전하 주입 및 기억 유지 특성을 확보를 위한 실리콘 옥시나이트라이드 터널링 박막을 효과적으로 선택하여 활용할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1266_1267
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• 2009

신재생 에너지 태양광을 활용하기 위한 태양광 발전에 있어서 기존의 고가의 실리콘 기판 대신 저가의 박막형 태양전지 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 연구에서는 박막형 태양전지에 있어서 태양광의 투과층으로 사용되는 CdS 박막의 열처리에 따른 특성을 연구하였다. 실험은 CdS박막을 Sputtering법으로 동일한 조건에서 제조하였고 이 박막을 $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$까지 열처리 하였다. 열처리 전과 후 Ellipsometer를 이용한 박막의 두께 변화, 표면의 RMS Roughness와 Peak to Valley Roughness의 변화 그리고 결정 구조변화 등을 조사하였다. 박막의 두께는 열처리 전보다 처리 후 두께가 얇아졌으나 거칠기나 결정성은 열처리 온도에 따라 거칠어지고 결정성이 떨어졌다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.86-94
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• 2007

본 논문에서는 수치해석적 소자 모델링 기법을 이용하여 다층박막형 OLED(multilayer oraganic light emitting diode)에서의 전기적 특성을 연구하였다. 모델링을 위한 다층박막형 OLED 소자 구조로는 수치해석 결과에 대한 명확한 검증을 위해서 연구문헌들에 널리 적용되어진 ITO/CuPC/${\alpha}-NPD$/Alq3/ LiF/Al 구조를 채택하여 모델링하였다. 금회의 전류-전압 특성에 대한 수치해석 결과는 이전의 참고문헌들에 실험적으로 제시되어 있는 결과들과 일치되어짐을 확인하였다. 본 연구는 다층박막 OLED의 동작 메카니즘에 대한 완벽한 이해와 실제 소자에의 적용 가능성 검토를 목적으로 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.126.1-126.1
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• 2011

박막형 태양전지의 효율 향상을 위하여 광확산 패턴이 형성된 기판을 제작하고 이를 이용하여 비정질 실리콘 박막 태양전지를 제작하였다. 나노 임프린트 방법을 사용하여 제작된 광확산 패턴은 불규칙한 마이크로-나노 크기의 미세구조를 가지고 있어 빛의 확산투과 비율을 향상시켜주는 역할을 하였다. 제작된 광확산 기판위에 TCO물질을 증착하고, PECVD법을 사용하여 비정질 실리콘 p-i-n 접합 구조를 형성하였다. 제작된 태양전지 소자를 1.5 AM의 조건에서 I-V 특성을 분석하였으며, 비교군으로 사용된 일본 Asahi 사의 U-type glass에 비해 높은 Jsc 값을 나타내었다. 또한 외부양자효율을 측정함으로써 광확산 패턴에 의한 양자효율 변화를 확인 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.253-253
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• 2016

최근 세계적으로 대체 에너지는 중요한 이슈가 되고 있으며 그 중 열전 재료는 유망한 에너지 기술로서 주목 받고 있다. 특히 고 직접화 전자 소자의 발열 문제를 해결하기 위해, 소형화와 정밀 온도 제어가 가능한 박막형 열전 소자에 연구가 주목 받고 있다. 박막형 열전소자 중 산화물 반도체계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 산화물 반도체계 중 In2O3는 BiTe, PbTe 등의 기존의 재료에 비해 독성이 낮을 뿐만 아니라 내 산화성 및 고온에서 열적 안정성이 우수하여 고온에서 적용 불가능한 금속계 열전 재료의 한계를 극복 할 수 있다는 장점을 가진다. 우수한 성능 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 의 열전 재료는 높은 전기 전도도 및 제백 계수 그리고 낮은 열전도도 특성을 가져야만 한다. IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 박막의 경우, 높은 전기 전도성을 가지면서 비정질 구조를 가진다. 이와 같이 비정질 구조를 가지는 박막 열전 재료는 격자에 의한 열 전도도가 낮기 때문에 결정질 구조에 비해 전체 열 전도도 값이 낮을 것으로 기대된다. 따라서 높은 전기 전도도를 가지면서 동시에 낮은 열 전도도를 가지게 되어 우수한 열전 특성을 가질 것이라 예상된다. 이러한 특성을 바탕으로 본 연구에서는 비정질 구조를 갖는 Zn와 미량의 Sn을 동시에 첨가한 In2O3박막의 전기적 특성및 열전 특성을 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 magnetron sputtering법으로 IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 타깃을 이용하여 기판 가열없이 DC Power 70 W, 작업 압력 0.7 Pa으로 SiO2 기판 위에 $400{\pm}20nm$ 두께의 박막을 증착하였다. 이러한 공정으로 만들어진 박막은 대기 중 후 열처리를 각각의 200, 300, 400, 500, $600^{\circ}C$ 온도에서 진행하였다. 박막의 미세 구조는 XRD를 통해 관찰하였다. 그리고 박막의 전기적 특성은 Hall effect measurement을 통해 측정하였고, 열전 특성은 Seebeck 상수의 측정을 통하여 평가하였다. XRD 확인 결과 RT에서 증착한 박막과 후 열처리 200, 300, 400, $500^{\circ}C$ 결과 비정질 구조를 보였고, 후열처리 $600^{\circ}C$에서는 결정의 회절 피크를 보였다. 전기적 특성의 경우, 후 열처리 온도가 증가함에 따라 전기 전도도는 감소한다. 이는 공기중의 산소가 박막에 침투하여 oxygen vacancy를 막아 캐리어 밀도가 감소한것에 기인 된 것으로 판단된다. 열전 특성의 경우 제백상수는 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 높은 제백상수를 나타낸다. 제백 상수는 수식에 따라 캐리어 밀도의 -2/3승에 비례하게 된다. 수식에 따라 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 가장 높은 제백 상수를 가지게 된다. 열전 성능 척도인 Power factor는 제백 상수의 제곱과 전기전도도의 곱으로 나타내는데, 후 열처리 $200^{\circ}C$에서 가장 높은 Power factor를 보인다. 이는 캐리어 밀도 감소에 따라 전기 전도도는 감소하였지만 이로 인해 제백상수는 증가하였고, 또한 캐리어 밀도 감소에 따라 이온화 불순물 산란의 감소에 의해 이동도의 증가에 의한 것으로 판단된다. 박막의 경우 기판의 영향으로 인해 열 전도도 측정이 어려워 열전 성능 지수(ZT)를 계산을 할 수 없지만, 마그네트론 스퍼터링법으로 증착한 IZO:Sn 박막은 비정질 구조를 가지므로 격자진동에 의한 열 전도도가 낮아 전체 열 전도도가 결정질에 비해 낮을 것이며 이는 높은 열전 성능 지수를 가질 것으로 예상된다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권10호
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• pp.98-106
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• 1998

단일모드 광섬유와 박막도파로 소자들 사이의 효율적인 광전송은 집적광학 시스템의 실현을 위해서 가장 기본적으로 풀어야 하는 필수적인 과제중의 하나인데, 이 때 광섬유와 도파로를 직접 접속시키는 방법은 접속면에서의 필드분포의 불일치로 인해 많은 양의 광전력이 반사되고 발산이 예상된다. 따라서 본 연구에서는 박막도파로와 광섬유의 접속시 경계면에서의 필드분포의 불일치를 피하기위해 uniform 형과 taper 형의 결합 구조를 박막도파로위에 성장시켜 접속시키는 구조를 제안하고 해석하였다. 시뮬레이션 결과 이들 구조가 광섬유로부터 결합도파로 안으로 광파가 전송되면 이후에 박막도파로로 효율적으로 광결합이 일어남을 보였고, 특히 taper 형태의 결합구조가 uniform 형태의 결합구조보다 결합효율 및 소자 제조측면에서 휠씬 더 바람직한 구조임이 증명되었다.