• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.125-125
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• 2010

극성 [0001] 방향으로 성장된 질화물 기반의 LED (light emitting diode) 는 분극현상에 의해 발생하는 강한 내부 전기장의 영향을 받게 된다. 이러한 내부 전기장은 양자우물 내의 전자와 정공의 공간적 분리를 야기하고 quantum confined Stark effect (QCSE)에 의한 발광 파장의 적색 편이가 발생하며 양자효율의 저하를 가져오게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 InGaN/GaN이나 AlGaN/GaN 양자 우물구조를 GaN의 m-plane (1$\bar{1}$00) 이나 a-plane (11$\bar{2}$0) 등 비극성면 위에 성장하려는 시도를 하고 있다. 그러나 비극성 면의 비등방성 (anisotropy) 으로 인하여 결정성이 높은 비극성 GaN을 성장하는 데에는 많은 어려움이 있다. GaN 층의 표면을 평탄화하고 결정성을 향상시키기 위해서 저온 GaN 또는 AlN 버퍼층을 성장하는 2단계 방법이나 고온 버퍼층을 이용하여 성장하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 고온 GaN 버퍼층을 이용하여 기존의 2단계 성장과정을 단순화한 비극성 a-plane GaN을 r-plane 사파이어 기판위에 유기금속 화학증착법 (MOCVD)으로 성장하였다. 사파이어 기판위에 AlN 층을 형성하기 위한 nitridation 과정 후 1030 도에서 두께 45 ~ 800 nm의 고온 GaN 버퍼층을 성장하고 총 박막 두께가 2.7 ~ 3 um 가 되도록 a-plane GaN을 성장하여 표면 양상의 변화와 결정성을 확인하였다. 또한 a-plane GaN 박막 성장 시에 성장 압력을 100 ~ 300 torr 로 조절하며 박막 성장의 변화 양상을 관찰하였다. 고온 GaN 버퍼층 성장 두께가 감소함에 따라 결정성은 증가하였으나 표면의 삼각형 형태의 pit 밀도가 증가함을 확인하였다. 또한 성장 압력이 감소함에 따라 표면 pit은 감소하였으나 결정성도 감소하는 것을 확인하였다. 성장 압력과 버퍼층 성장 두께를 조절하여 표면에 삼각형 형태의 pit이 존재하지 않는 RMS roughness 0.99 nm, 관통전위밀도 $1.78\;{\times}\;10^{10}/cm^2$, XRD 반가폭이 [0001], [1$\bar{1}$00] 방향으로 각 798, 1909 arcsec 인 a-plane GaN을 성장하였다. 이 연구를 통해 고온 GaN 버퍼 성장방법을 이용하여 간소화된 공정으로 LED 소자 제작에 사용할 수 있는 결정성 높은 a-plane GaN을 성장할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.456-456
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• 2010

CMOS 소자가 서브마이크론($0.1\;{\mu}m$) 이하로 스케일다운 되면서 단채널 효과(short channel effect), 게이트 산화막(gate oxide)의 누설전류(leakage current)의 증가와 높은 직렬저항(series resistance) 등의 문제가 발생한다. CMOS 소자의 구동전류(drive current)를 높이고, 단채널 효과를 줄이기 위한 가장 효율적인 방법은 소스 및 드레인의 얕은 접합(shallow junction) 형성과 직렬 저항을 줄이는 것이다. 플라즈마 도핑 방법은 플라즈마 밀도 컨트롤, 주입 바이어스 전압 조절 등을 통해 저 에너지 이온주입법보다 기판 손상 및 표면 결함의 생성을 억제하면서 고농도로 얕은 접합을 형성할 수 있다. 그리고 얕은 접합을 형성하기 위해 주입된 불순물의 활성화와 확산을 위해 후속 열처리 공정은 높은 온도에서 짧은 시간 열처리하여 불순물 물질의 활성화를 높여주면서 열처리로 인한 접합 깊이를 얕게 해야 한다. 그러나 접합의 깊이가 줄어듦에 따라서 소스 및 드레인의 표면 저항(sheet resistance)과 접촉저항(contact resistance)이 급격하게 증가하는 문제점이 있다. 이러한 표면저항과 접촉저항을 줄이기 위한 방안으로 실리사이드 박막(silicide thin film)을 형성하는 방법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 (100) p-type 웨이퍼 He(90 %) 가스로 희석된 $PH_3$(10 %) 가스를 사용하여 플라즈마 도핑을 실시하였다. 10 mTorr의 압력에서 200 W RF 파워를 인가하여 플라즈마를 생성하였고 도핑은 바이어스 전압 -1 kV에서 60 초 동안 실시하였다. 얕은 접합을 형성하기 위한 불순물의 활성화는 ArF(193 nm) excimer laser를 통해 $460\;mJ/cm^2$의 에니지로 열처리를 실시하였다. 그리고 낮은 접촉비저항과 표면저항을 얻기 위해 metal sputter를 통해 TiN/Ti를 $800/400\;{\AA}$ 증착하고 metal RTP를 사용하여 실리사이드 형성 온도를 $650{\sim}800^{\circ}C$까지 60 초 동안 열처리를 실시하여 $TiSi_2$ 박막을 형성하였다. 그리고 $TiSi_2$의 두께를 측정하기 위해 TEM(Transmission Electron Microscopy)을 측정하였다. 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS(X-ray photoelectronic)와 XRD(X-ray diffraction)를 측정하였다. 접촉비저항, 접촉저항과 표면저항을 분석하기 위해 TLM(Transfer Length Method) 패턴을 제작하여 I-V 특성을 측정하였다. TEM 측정결과 $TiSi_2$의 두께는 약 $580{\AA}$ 정도이고 morphology는 안정적이고 실리사이드 집괴 현상은 발견되지 않았다. XPS와 XRD 분석결과 실리사이드 형성 온도가 $700^{\circ}C$에서 C54 형태의 $TiSi_2$ 박막이 형성되었고 가장 낮은 접촉비저항과 접촉저항 값을 가진다.

• 폴리머
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• 제32권4호
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• pp.372-376
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• 2008

유기발광소자(OLED)에서 정공 주입층으로 사용되는 4,4',4"-tris(N-(2-naphthyl)-N-phenylamino)-triphenylamine(2-TNATA)가 전극으로 사용되는 ITO(indium tin oxide)와 홀 수송층(hole transport layer, HTL)사이에 박막으로 진공 증착되었다. 공증착에 의해 C60이 약 20 wt% 도핑된 2-TNATA:C60 층을 제조하였으며, AFM과 XRD를 이용하여 2-TNATA:C60 박막의 분자 배향성 및 토폴로지를 관찰하였다. 또한, 다층 소자의 J-V, L-V 및 전류 효율 특성이 고찰되었다. C60은 분자 배향성을 가지고 있으나, 2-TNATA:C60 박막은 C60 분자의 균일한 분산에 의해 분자 배향성이 확인되지 않았다. C60의 도핑에 의해서 2-TNATA 박막이 더욱 조밀해지고 균일해지는 것을 확인하였으며, 이로 인하며 박막 내의 전류 밀도가 증가됨을 확인하였다. 2-TNATA:C60 하이브리드 박막을 이용하여 ITO/2-TNATA:C60/NPD/$Alq_3$/LiF/Al 다층 소자를 제조하였을 때 소자의 휘도가 향상되었으며 소자 효율도 약 4.7에서 약 6.7 cd/A로 증가하였다.

• 폴리머
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• 제33권5호
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• pp.407-412
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• 2009

유기발광소자(OLED)에서 정공 수송층(hole injection layer, HIL)으로 사용되는 N,N'-di-1-naphthyl-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (NPD)가 정공 주입층(hole injection layer HIL)으로 사용된 PEDOT-PSS 층 위로 진공 증착되었다. PEDOT-PSS 층은 ITO 유리 위에 스핀 코팅되어 제조되었다. 또한, NPD와 $C_{60}$의 공증착에 의해 $C_{60}$이 약 10 wt% 도핑된 NPD-$C_{60}$ 층을 제조하였으며, AFM과 XRD를 이용하여 NPD-$C_{60}$ 박막의 모폴로지 특성을 관찰하였다. 다층 소자를 제조하여 J-Y, L-V 및 전류 효율 특성이 고찰되었다. $C_{60}$박막은 국부적인 결정성 구조를 가지고 있으나, NPD-$C_{60}$ 박막에서는 $C_{60}$ 분자가 균일하게 분산되어 $C_{60}$의 결정성 구조가 확인되지 않았다. 또한, $C_{60}$의 도핑에 의해서 박막의 표면이 균일해지는 것을 확인하였으며, 박막 내의 전류 밀도가 증가됨을 확인하였다. NPD-$C_{60}$ 박막을 이용하여 ITO/PEDOT-PSS/NPD-$C_{60}/Alq_3$/LiF/Al 다층 소자를 제조하였을 때, 소자의 휘도 측면에서 약 80% 향상 효과가 있었으며, 소자 효율 측면에서도 약 25%의 향상을 기대할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1066-1072
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• 2005

비휘발성 메모리 소자로의 응용의 관점에서, sol-gel 방법으로 PLZT(x/30/70) 박막을 제작하여 La 농도에 따른 구조적 및 전기적 특성을 조사하였다 La 농도가 0 에서 $10mol\%$ 로 증가함에 따라, PLZT 박막의 유전상수는 450 에서 600 으로 증가된 반면, 유전손실과 100kV/cm에서 측정한 누설전류밀도는 각각 0.075 에서 0.025 로 $5.83{\times}10^{-7}$에서 $1.38{\times}10^{-7}A/cm^2$ 으로 감소되었다. 175kV/cm 에서 측정한 PLZT 박막의 이력곡선을 측정한 결과, La 농도가 0 에서 $10mol\%$ 로 증가함에 따라 박막의 잔류분극과 항전계는 각각 20.8에서 $10.5{\mu}C/cm^2,$ 54.48 에서 32.12kV/cm 로 감소되었다. PLZT 박막에 ${\pm}5V$ 의 사각펄스를 $10^9$ 회 인가하여 피로특성을 측정한 결과, La 농도가 증가함에 따라 초기 분극값의 감소가 64 에서 $40\%$ 로 개선됨을 확인할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권1호
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• pp.17-20
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• 2005

RF magnetron sputtering 법으로 Co-Fe-Al-O계 박막을 상온에서 제작하여 산소분압에 따른 포화자화, 보자력, 이방성자계, 고주파에서의 투자율(1 GHz)을 조사하였다. 최적조건인 4%의 산소분압에서 제조한 $Co_{69.9}Fe_{20.5}A_{14.4O_{5.2}$ 박막은 포화자속밀도 18.1kG, 보자력 0.82 Oe, 이방성자계 24 Oe, 실효 투자율(1 GHz) 1,024의 우수한 연자성을 나타내었다. Co-Fe-Al-OrP 박막의 전기비저항은 산소분압이 560.7 ${\mu}{\omega}cm$ 이었다. 따라서 약 560.7${\mu}{\omega}cm$의 높은 전기바저항과 24 Oe의 높은 이방성 자계 때문에 $Co_{69.9}Fe_{20.5}A_{14.4O_{5.2}$ 박막이 고주파에서 우수한 연자기적 성질을 가지는 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제41권11호
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• pp.594-599
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• 1997

RF 스피터링법을 써서 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막을 제조하였으며, 그 과정에서 기판의 온도$(50/230^{\circ}C)와$ 분위기 $(Ar/O_2)$를 변수로써 막의 미세구조를 조절하였다. 투과전자현미경을 이용한 막 구조 분석에 의해 낮은 기판 온도와 $O_2$ 조건에서 막의 조성입자가 작아짐을 관찰하였고, $50^{\circ}C/O_2$ 하에서 얻이진 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막은 약 $80\AA$ 크기의 입자로 이루어져 있었다. 전기화학적 조건 하에서 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막의 변색현상을 조사한 결과, 박막의 미세구조 발달에 의해 $Li^+$ 이온의 가역적 수용량이 증가하고, 결과적으로 전기변색 기능이 향상됨을 알 수 있엇다. 50 $^{\circ}C/O_2$ 하에서 얻어진 170 nm 두께의 $Li_{2x}Ni_{1-x}O$ 박막은 30 mC/$cm^2$의 $Li^+$ 이온 수용력과 함께 약 1.3의 흡광밀도(OD)를 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제10권11호
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• pp.755-759
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• 2000

RF magnetron sputtering법으로 초미세결정 Fe-Sm-O계의 박막을 상온에서 제작하여 산소분압에 따른 포화자화, 보자력, 고주파에서의 투자율(100MHz)을 조사하였다. 최적조건인 5%의 산소분압에서 제조한 초미세결정 Fe(sub)83.4Sm(sub)3.4O(sub)13.2박막은 포화자속밀도 18kG, 보자력 0.82 Oe, 실효투자율 (0.5~100MHz) 2,600 이상의 우수한 연자성을 나타내었다. 산소분압이 증가함에 따라 $\alpha$-Fe 결정립의 크기가 감소하여 10%이상의 산소분압에서는 FeO가 생성되어 연자기적 성질이 열화되었다. Fe-Sm-O계 박막의 전기비저항은 산소분압이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며 우수한 연자기적 성질을 가지는 Fe(sub)83.4Sm(sub)3.4O(sub)13.2박막의 경우, 전기비저항은 130 $\mu$$\Omega$cm이었다. 따라서 미세하게 형성된 $\alpha$-Fe 결정립과 높은 전기비저항 때문에 초미세결정 Fe(sub)83.4Sm(sub)3.4O(sub)13.2박막이 고주파에서 우수한 연자기적 성질을 가지는 것으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제14권3호
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• pp.343-348
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• 2003

자체 제작한 고밀도(이론 밀도의 99%) ITO(I $n_2$ $O_3$:Sn $O_2$=90 wt%) 타깃과 직류 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 산소분압 $P_{o_{2}}$ (0 $P_{o_{2}}$ $\leq$$10^{-5}$ torr)와 성장 온도 Ts(10$0^{\circ}C$ $T_{s}$$\leq$35$0^{\circ}C$)를 변화시키면서 ITO 박막을 제작하고 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. ITO박막의 비저항은 제작 온도가 증가함에 따라 감소하다가 $T_{s}$=30$0^{\circ}C$일 때 최저 비저항값 0.30 mΩ.cm를 나타내었고 $T_{s}$>30$0^{\circ}C$ 이상에서는 약간 증가하였다. $T_{s}$=30$0^{\circ}C$에서 제작한 ITO 박막의 최대 전하 농도는 6.6$\times$$10^{20}$ /㎤이었다. $T_{s}$를 고정하고 ITO 박막 제작 시 사용한 산소분압이 증가함에 따라 전하농도, 전하유동도는 급격하게 감소하여 비저항이 크게 증가하는 것으로 나타났다 ITO박막의 최저 비저항과 최대 전하 유동도는 각각 0.3 mΩ.cm와 39.3 $\textrm{cm}^2$/V.s였다. 또한 가시광 영역 (400~700 nm)에서 ITO박막의 광투과도는 80~90%로 높게 나타났다.나타났다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권5호
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• pp.29-35
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• 1999

Pt박막의 ICP 식각을 위한 Cl\sub 2 \/Ar 가스 플라즈마에 O\sub 2\ 가스를 첨가하여 Pt 식각 메카니즘을 XPS와 QMS로 조사하였다. 또한 single Langmuir probe를 사용하여 이온전류밀도를 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가스 플라즈마에서 측정하였다. O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 Cl과 Ar species가 급격하게 감소하고 이온전류밀도 역시 감소함을 QMS와 single Langmuir probe로 확인하였다. Pt 식각율의 감소는 O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 반응성 species와 이온전류밀도의 감소에 기인함을 의미한다. 150 nm/min의 치대 식각율과 2.5의 산화막식각 선택비가 50 sccm의 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가수 유량, 600 W의 RF 전력, 125 V의 dc 바이어스 전압 및 10mTorr의 반응로 압력에서 얻었다.