• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.87-87
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• 1999

본 연구에서는 Pulsed Laser Deposition(이하 PDL)방법을 이용하여 Si기판에 (Ba,Sr)TiO3(이하 BST)박막을 MFS-FET(Metal-Ferroelectric-Semiconductor Field-effect Transistor)구조로 제조하였으며 BST박막의 강유전성이 BST 박막에 유도되는 응력에 어떤 영향을 받는지 살펴보았다. 본 연구에서는 완충막을 사용함으로써 BST박막과 완충막간의 격자부정합을 이용하여 BST박막에 강유전성을 유도하려고 하였다. 또한 MFS-FET구조의 BST박막에 유도되는 응력조절을 위하여 BST박막과 완충막의 두께를 변화하였으며 XRD를 통한 구조 분석 및 C-V test를 통한 전기적 특성을 관찰을 하였다. PLD법을 통해서 epitaxial 성장된 BST 박막에서는 Si에 epitaxial 성장된 완충막과의 격자부정합에 의한 BST박막내의 자발분극의 발생이 예상된다. 따라서, 본 연구는 강유전체의 자발분극에 의하여 발생되는 C-V 이력현상이 BST박막과 완충막과의 격자부정합에 의한 응력에 의해 발생될 것으로 예상하여, BST 박막에 유도되는 응력과 C-V 이력현상의 관계를 통하여 상온에서 상유전성을 갖는 BST가 응력에 의하여 어느 정도의 강유전성을 나타내는지를 밝히기 위해 진행되었다. 본 연구에서 사용된 완충막은 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia)박막으로 0.4mTorrO2 분위기 하에서 600~80$0^{\circ}C$의 온도에서 증착하여 상형성을 살펴보았고 $700^{\circ}C$에서 epitaxial 성장을 확인하였으며 두께는 30~$\AA$으로 변화하였다. 또한 BST박막은 완충막과의 전압분배를 고려해 300~2000$\AA$으로 두께를 변화를 시키며 증착하였다. MFS 구조에서 Al 전극을 사용하여 완충막과 BST박막간의 두께 변화에 따른 Capacitance - Voltage(C-V) 측정을 하였으며 이를 통하여 강유전상의 특성인 C-V 이력현상을 관찰하였다. 그 결과 YSZ 박막에서는 C-V 이력현상이 나타나지 않았으며 BST 박막에서는 약 1.2V의 C-V이력현상이 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.231-231
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• 2010

GaN는 상온에서 3.4 eV의 넓은 밴드갭을 갖는 직접천이형 반도체로 우수한 전기적/광학적 특성 및 화학적 안정성으로 발광 다이오드 및 레이저 다이오드 등과 같은 광전소자 응용을 위한 소재로 많은 연구가 진행되어왔다. 특히, GaN 나노구조의 경우 낮은 결함밀도, 빠른 구동 및 고집적 특성 등을 가지기 때문에 효과적으로 소자의 광학적/전기적 특성을 향상시킬 수 있어 나노구조 성장을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근에는 Metal organic vapor deposition (MOCVD), hot filament chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE) 등 다양한 방법을 통해 성장된 GaN 나노구조가 보고되고 있다. 하지만 고가 장비 사용 및 높은 공정 온도, 복잡한 공정과정이 요구되며 크기조절, 조성비, 도핑 등과 같은 해결되어야 할 문제가 여전히 남아있다. 본 연구에서는 나노구조를 형성하기 위하여 보다 간단한 방법인 전기화학증착법을 이용하여 GaN 나노구조를 ITO 및 FTO가 증착된 전도성 glass 기판 위에 성장하였고 성장 메커니즘 및 그 특성을 분석하였다. GaN 나노구조는 gallium nitrate와 ammonium nitrate가 혼합된 전해질 용액에 Pt mesh 구조 및 전도성 glass 기판을 1cm의 거리를 유지하도록 담가두고 일정한 전압을 인가하여 성장시켰다. Pt mesh 구조 및 전도성 glass 기판은 각각 상대전극 (counter electrode) 및 작업전극 (working electrode)으로 사용되었고 전해질 용액의 농도, 인가전압, 성장시간 등의 다양한 조건을 통하여 GaN 나노구조를 성장하고 분석하였다. 성장된 GaN 나노구조 및 형태는 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)를 이용하여 분석하였고, energy dispersive X-ray (EDX) 분석을 통하여 정량 및 정성적 분석을 수행하였다. 그리고 성장된 GaN 나노구조의 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 측정 및 분석하였다. 또한, photoluminescence (PL) 분석으로부터 GaN 나노구조의 광학적 특성을 분석하였다.

• 센서학회지
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• 제7권1호
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• pp.61-66
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• 1998

C-축으로 배향된 고품질 $YBa_{2}Cu_{3}O_{7}$ 박막을 펄스레이저 증착법으로 $SrTiO_{3}$(100) 기판위에 제작하였다. STO 기판을 고온 산소열처리로 원시세포 높이의 테라스가 발달한 atomic-flat한 표면상태로 가공하였으며, 이 기판위에 최적의 조건에서 증착된 $YBa_{2}Cu_{3}O_{7}$ 박막은 원시세포단위로 층상으로 적층 성장됨을 알 수 있었다. 이러한 박막은 임계온도${\ge}90$ K, 전이폭${\le}0.6$ K, 상온비저항${\sim}300{\mu}{\Omega}cm$, 잔류저항${\sim}0$ 및 임계전류밀도${\sim}4.6{\times}10^{6}A/cm^{2} $의 초전도 특성을 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.176-182
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• 1992

CVD 텅스텐의 응력 및 접합 누설전류 특성을 조사하였다. 응력-연속 어닐링온도 의 그래프는 냉각곡선의 응력이 가열곡선의 그것보다 더 높게 나타나는 이력현상을 보인다. SiH4 환원에 의하여 증착된 텅스텐 막이 수소환원에 의하여 증착된 막보다 전반적으로 내부 응력 뿐만 아니라 열 응력도 더 큰 것으로 나타났으며 전자가 후자에 비해 실리콘 기판과의 부착특성이 불량한 것도 이러한 응력차와 유관한 것으로 생각된다. SiH4 환원에 의하여 형 성된 텅스텐 막은 상온에서 인장 응력 상태에 있으며, 온도가 증가됨에 따라 응력이 감소하 다가 $700^{\circ}C$ 부근에서 압축 응력 상태로 바뀌고, 계속 더 온도가 증가됨에 따라 압축 응력 이 급격히 증가한다. SiH4 환원에 의한 텅스텐 막의 증착 온도가 증가함에 따라 n+/p 접합 의 누설전류가 크게 증가하며, 특히 $400^{\circ}C$로 온도가 증가함에 따라 누설전류의 증가폭이 크게 나타났는데, 이것은 수소환원 반응시와 유사하게 텅스텐의 침투(encroachment)에 의 한 실리콘 소모가 그 원인이다. SiH4/WF6 유속비의 증가에 따라서도 누설전류가 증가하는 데 그 효과는 미소한 것으로 나타났다.

• 센서학회지
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• 제9권1호
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• pp.83-89
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• 2000

TFELD의 절연층으로 사용하기 위해 ITO 유리위에 BST박막을 rf 마그네트론 스퍼터링법으로 증착시켰다. $O_2/(Ar+O_2)$의 혼합비는 10%, 기판온도는 상온에서 $500^{\circ}C$까지 변화를 주었고, 분위기압은 5 mTorr에서 30 mTorr까지 변화시켰다. 다양한 증착조건에서 성장된 BST박막의 전기적, 광학적, 구조적 및 화학량론적인 특성을 조사하였다. BST박막성장의 최적조건은 기판온도 $400^{\circ}C$, 분위기압 30 mTorr에서 구할 수 있었다. 주파수 1 kHz에서 비유전율은 254였고, 누설전류밀도는 5 MV/cm의 전계에서 $3.3{\times}10^{-7}\;A/cm^2$이하로 나타났으며, 가시광영역에서 광투과율은 82%였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.613-613
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• 2013

그래핀은 저차원계 구조에서 기인하는 뛰어난 전기적, 물리적, 기계적 성질을 지니고 있어 실리콘 기반 기술을 대체할 전계 효과 트랜지스터 이외에도 투명전극, 초고용량 커패시터, 전계방출 디스플레이 등 다양한 응용분야에 적용 가능하다. 최근에는 이러한 응용 연구분야에서 그래핀과 탄소나노튜브 각각의 단점을 최소화하고 장점을 극대화하기 위한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조에 대한 연구들이 진행되고 있는 추세이다. 이전 연구들에서 환원된 그래핀 산화물(Reduced Graphene Oxide, RGO)을 이용한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조가 제작되었는데, 이는 RGO의 제작과정에서 복잡한 공정과 긴 합성과정이 요구될 뿐 아니라, 복합 물질에서 탄소나노튜브의 밀도 제어가 어렵다는 단점을 지닌다. 또한 현재까지 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 경우, 열 화학기상증착법으로 합성된 다층(few-layers)의 그래핀과 탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다 [1-6]. 본 연구에서는 우수한 전기적 특성을 가진 단층(monolayer)의 그래핀을 열 화학기상증착법으로 합성한 후, 그래핀 위에 단일벽 탄소나노튜브를 성장시킴으로써 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다. 합성된 그래핀-탄소나노튜브의 구조적 특징은 주사 전자 현미경과 라만 분광기 측정을 통해 확인하였고, 촉매의 표면 형상 및 화학적 상태는 원자힘 현미경과 X선 광전자 분광법을 통해 확인하였다. 또한 그래핀 기반의 전계 효과 트랜지스터의 경우, 상온에서 그래핀은 우수한 전하 이동도를 가지며 웨이퍼 스케일에서 제작하기 쉬우나 밴드 갭이 없으므로 높은 Ion/Ioff를 가지는 그래핀 기반의 트랜지스터를 만드는 것이 과제이다. 반면 탄소나노튜브는 큰 에너지 갭을 가지고 있으므로 높은 Ion/Ioff를 구현하는 소자 제작이 가능하다. 그리하여 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 소자 제작을 통해 전기적 특성을 조사하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.574-581
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• 2012

OLED 소자는 수분과 산소의 침투에 의하여 유기물이 열화되어 수명이 감소하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 OLED 소자의 봉지 기술이 최근 연구되고 있다. 현재 유리나 금속 용기를 이용하여 캡슐화 하는 방법이 널리 사용되고 있지만 이러한 방법으로는 유연한(flexible) 소자의 구현이 어렵기 때문에 이를 대체할 수 있는 기술들이 연구되고 있다. 박막 필름을 이용한 OLED의 봉지 기술은 유연한 디스플레이에 적용할 수 있는 기술로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 치밀하고 결함이 없는 패시베이션(passivation) 박막을 형성하기 위해서 상온에서 증착이 가능한 PECVD를 이용한 무기 박막 증착 방법을 개발하고 증착 조건과 구조에 따른 OLED의 특성 변화를 분석하였다. 하나의 시스템에서 in-situ로 패시베이션할 수 있는 시스템 및 공정을 구축하였으며 단일 무기 박막의 WVTR(Water Vapor Transmission Rate) 값을 $1{\times}10^{-2}g/m^2{\cdot}day$ 이하로 확보하였고 제작된 박막을 패시베이션막으로 유연한 디스플레이에 적용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.404-407
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• 2017

에어로졸 증착 공정을 이용하여 ZnO, AZO 및 ITO 막을 증착하고 코팅막의 미세구조, 광학적 및 전기적 특성을 연구하였다. 상온에서 PET 기판 위에 약 400 nm의 두께를 가지는 ZnO, AZO 및 ITO 막을 성공적으로 제조할 수 있었으며 캐리어 가스 유량이 증가하면서 ZnO, AZO 및 ITO 막의 광학적 특성 및 전기적 특성이 향상되었다. 기계적인 유연 내구성 시험에 있어 ZnO 막은 5,000회의 굽힘에도 파괴가 발생하지 않은 반면 AZO 및 ITO 막은 5000회 굽힘 시험 후 막의 파괴가 발생하고 투과도 및 저항의 성능이 저하되었다. 결론적으로 AZO 및 ITO 막의 성능은 ZnO 막에 비하여 약간 열세이나, 입자크기 제어 및 공정 최적화를 통해 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.28.2-28.2
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• 2009

군사적, 산업적 용도로 널리 활용되고 있는 적외선 검출기는 InSb, HgCdTe(MCT)와 같은 물질들을 감지 소자로 사용하고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 MCT는 적외선의 전 영역을 감지할 수 있는 장점이 있지만, 대면적 제작이 어려운 단점이 있다. 이에 비해 InSb는 안정적인 재료의 특성, 높은 전하이동도($1.2\times10^6\;cm^2/Vs$) 그리고 대면적 소자 제작의 가능성 등이 높게 평가되어 차세대 적외선 검출소자로 각광 받고 있다. InSb 적외선 수광 소자는 1970년대부터 미국을 중심으로 이온주입, MOCVD 또는 MBE와 같은 다양한 공정을 이용하여 제작되어 왔으며, 앞으로도 군수용 제품을 비롯하여 산업전반에서 더욱 각광을 받을 것으로 예상된다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225 eV의 상대적으로 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인 문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb 적외선 수광 소자 연구의 주요 이슈 중 하나가 되어왔다. PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 물질들에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 산화막과 반도체 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 연구도 활발히 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 소자의 성능개선을 위한 최적화된 산화막에 대한 연구는 여전히 불충분한 실정이다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 (n = 0.2 ~ $0.85\times10^{15}cm^{-3}$ @ 77 K)을 이용하여 양극산화막, $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. 양극산화막은 상온에서 1 N KOH 용액을 이용하여 양극산화법으로 증착하였으며, $SiO_2$, $Si_3N_4$는 PECVD로 $150^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜가며 증착하였다. SEM분석과 XPS분석으로 두께의 균일도와 절연막의 조성, 계면확산 정도를 확인하였으며, I-V와 C-V 커브측정을 통해 각 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 이 분석들을 통해 각각의 공정 조건에 따른 절연막의 상태를 전기적 특성과 관련지어 설명할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.405-405
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• 2007

ZnO는 상온에서 3.38eV의 넓은 밴드갭을 가지는 직접천이형 반도체이며, 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지는 UV 영역의 광소자로 응용할 수 있는 물질이다. 특히 ZnO를 이용한 LED에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 그러나 n-ZnO/p-ZnO 동종접합 다이오드는 p-ZnO의 재현성이 없고, 낮은 정공농도를 보이기 때문에 n-ZnO를 기반으로 한 이종접합 다이오드의 개발이 필요하게 되었다. 특히 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드는 낮은 구동전압과 제조단가가 저렴하다는 장점이 있다 또한 n-ZnO를 스퍼터링을 이용하여 증착할 경우 고온에서 성장함에도 불구하고 케리어 농도 및 이동도가 매우 낮다. 반면 MOCVD 법은 대면적 증착이 가능하고 비교적 낮은 온도에서 박막을 성장할 수 있고 전기적 특성 또한 매우 우수하다. 본 연구에서는 p-Si 기판위에 MOCVD 를 이용하여 n-ZnO를 증착하고, 이를 열처리하여 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드의 특성 변화를 관찰하고자 하였다. n-ZnO/p-Si 시편을 $N_2$ 및 $O_2$ 가스 분위기에서 열처리한 후 소자의 광학적, 전기적 특성을 관찰하였다.