• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.191-196
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• 2010

본 연구에서는 타겟 제작에 드는 비용을 줄이고, 타겟 이용의 효율성을 높이기 위해 기존의 소결된 세라믹 타겟 대신 분말 타겟으로 사용하여 알루미늄 도핑된 산화아연(Aluminum doped zinc oxde; AZO)박막을 마그네트론 스퍼터법에 의해 제조하고, 스퍼터 압력에 따른 박막 물성을 조사하였다. 유리 기판에 증착된 AZO 박막은 타깃 종류 및 스퍼터 압력에 관계없이 기판에 수직한 c-축 방향으로 우선 성장방위를 갖는 hexagonal 구조로 성장되었다. 스퍼터 압력이 증가함에 따라 이 면 방향으로의 결정성장이 촉진되었다. AZO 박막의 전기적, 광학적 특성은 스퍼터 압력 증가에 따라 향상되었으며, 15 mTorr에서 $6.5{\times}10^{-1}\;{\Omega}-cm$의 최소의 비저항 값을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.144-144
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• 2012

최근 폴리머를 기판으로 하는 고속 Flexible TFT (Thin film transistor)나 고효율의 박막 태양전지(Thin film solar cell)를 실현시키기 위해 낮은 비저항(resistivity)을 가지며, 높은 홀 속도(carrier hall mobility)와 긴 이동거리를 가지는 다결정 반도체 박막(poly-crystalline semiconductor thin film)을 만들고자 하고 있다. 지금까지 다결정 박막 반도체를 만들기 위해서는 비교적 높은 온도에서 장시간의 열처리가 필요했으며, 이는 폴리머 기판의 문제점을 야기시킬 뿐 아니라 공정시간이 길다는 단점이 있었다. 이에 반도체 박막의 재결정화 온도를 낮추어 주는 metal (Al, Ni, Co, Cu, Ag, Pd, etc.)을 이용하여 결정화시키는 방법(MIC)이 많이 연구되어지고 있지만, 이 또한 재결정화가 이루어진 반도체 박막 안에 잔류 금속(residual metal)이 존재하게 되어 비저항을 높이고, 홀 속도와 이동거리를 감소시키는 단점이 있다. 이에 본 실험은, 종래의 MIC 결정화 방법에서 이용되어진 금속 증착막을 이용하는 대신, HIPIMS (High power impulse magnetron sputtering)와 PIII&D (Plasma immersion ion implantation and deposition) 공정을 복합시킨 방법으로 적은 양의 알루미늄을 이온주입함으로써 재결정화 온도를 낮추었을 뿐 아니라, 잔류하는 금속의 양도 매우 적은 다결정 반도체 박막을 만들 수 있었다. 분석 장비로는 박막의 결정화도를 측정하기 위해 GIXRD (Glazing incident x-ray diffraction analysis)와 Raman 분광분석법을 사용하였고, 잔류하는 금속의 양과 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통한 분석을 하였다. 또한, 표면 상태와 막의 성장 상태를 확인하기 위하여 HRTEM(High resolution transmission electron microscopy)를 통하여 관찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.159-165
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• 1994

순수한 알루미늄을 양극산화한 $AI_2O_3/AI$ 소자 및 그 위에$SnO_2$를 증착, 소자를 제작하여 그들의 전기적인 특성을 여러 습도 분위기 중에서 조사하였다. 단위습도당의 표면저항 변화는 $AI_2O_3/AI$ 소자에서는 $1.40 \times 10^{-2}\Omega$ /RH이었다. 두 소자는 습도에 따른 표면저항 변화중에서 hysteresis현상을 나타내고 있지만, $SnO_2-AI_2O_3/Al$ 소자쪽이 더 작은 hysteresis현상을 나타내었다. $SnO_2-AI_2O_3/Al$ 소자에 있어서 표면저항에 대한 온도의존성은 40-$60^{\circ}C$에서 $2.50 \times 10^{-2} \Omega /^{\circ}C$인것에비해 0~$20^{\circ}C$에서는 $0.56 \times 10^{-2} \Omega /^{\circ}C$와 같이 적기 때문에 $SnO_2-AI_2O_3/Al$ 소자는 실온영역에서 습도센서로 쓸 수 있다고 결론할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제9권5호
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• pp.389-395
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• 2000

본 논문에서는 보호용 실리콘 산화층과 Al 층을 이용한 $Al_2O_3$ 예비층의 형성을 제안하였다. 실리콘 기판 위의 보호용 산화막 위에 알루미늄을 증착하고 이를 $800^{\circ}C$에서 열처리함으로써 에피텍시 $Al_2O_3$ 예비층 형성시킬 수 있었다. 그리고 형성된 $Al_2O_3$ 예비층위에 ${\gamma}-Al_2O_3$ 층을 형성하였다. ${\gamma}-Al_2O_3$막 성장시 공정의 초기 상태에서 발생하는 $N_2O$ 가스에 의한 Si 기판의 식각을 $Al_2O_3$ 예비층을 이용함으로써 방지할 수 있었다. $Al_2O_3$ 예비층이 초박막 ${\gamma}-Al_2O_3$의 표면의 형태를 개선하는데 많은 효과가 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.341-341
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• 2011

최근 AMOLED 구동이 가능한 소자에 대한 연구가 활발히 진행중이다. AMOLED구동 가능소자는 LTPS TFT, a-Si TFT, OTFT, Oxide TFT가 있으며 그 중에서 현재 대부분 LTPS TFT를 사용하고 있다. LTPS TFT는 높은 전자 이동도와 안정성을 가지고 있기 때문에 현재 각광 받는 AMOLED에 잘 맞는다. 하지만 LTPS TFT는 고비용, 250$^{\circ}C$ 이상의 공정온도, Substrate가 Glass, Metal로 제한 된다는 문제점이 있으며, 균일성이 낮고 현재 대면적 기술이 부족한 상태이다. 해결방안으로 AMOLED를 타겟으로 하는 Oxide TFT 기술이 떠오르고 있다. Oxide TFT는 이동도가 높고 저온공정이 가능하며 Substrate로 Plastic 기판을 사용할 수가 있어 차후에 Flexible 소자로서의 적용이 가능하다. 또한 기존의 진공장비 사용대신 용액공정이 가능하여 장비사용시간 및 절차를 단축시킬 수 있어 비용적인 유리함을 가지고 있다. Oxide TFT는 단결정 산화물과 다결정 복합 산화물 두 가지 범주를 가지고 있다. Oxide TFT의 재료물질은 ZnO, ZTO, IZO, SnO2, Ga2O3, IGO, In2O3, ITO, InGaO3(ZnO)5, a-IGZO이 있다. 본 연구에서는 산화물질 중 하나인 ZTO를 이용하여 TFT 소자를 제작하였다. 산화물 특성상 열처리 온도에 따라 형성되는 결정의 정도가 다르기 때문에 온도 및 시간 변수에 따른 ZTO의 특성변화에 초점을 맞추어 연구함으로서 최적화된 조건을 찾고자 실험을 진행하였다. 실험을 위한 기판으로 n-type wafer을 사용하였다. PE-CVD 장비를 이용하여 SiNx를 120 nm 증착하고, ZTO 용액을 spin-coating을 이용하여 channel layer을 형성하였다. 균일하게 형성된 ZTO의 결정을 위하여 200$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$, 400$^{\circ}C$, 500$^{\circ}C$에서 1시간, 3시간, 6시간, 10시간의 온도 및 시간 변수를 두어 공기 중에서 열처리 하였다. ZTO는 약 30 nm 두께로 형성되었다. Thermal evaporator를 이용하여 Source, Drain의 알루미늄 전극을 형성하고, wafer 뒷면에는 Silver paste를 이용하여 Gate전극을 만들었다. 제작된 소자를 dark room temperature에서 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.269-269
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• 2011

티타늄-알루미늄(Titanium-Aluminum) 질화물(Nitride)은 고경도 난삭재의 고능률 절삭 분야에 사용되는 공구의 수명 향상을 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. 건식고속가공을 효과적으로 수행하기 위해서는 코팅막 재료가 가공 중 발생하는 고온에서도 견디는 우수한 내산화성을 지니면서 내마모, 내충격 특성등의 기계적 성질이 우수한 코팅을 필요로 하며 이러한 분야에 TiAlN을 적용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 아크(Cathodic Arc) 코팅을 시스템을 이용하여 N2 유량변화에 따라 TiAlN 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 120 $mm{\Phi}$, Ti : Al=50 : 50 at% 의 TiAl 타겟을 사용 하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이며, 시편은 SUS를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 N2 유량을 변화시키며 코팅을 실시하였다. 질소 유량이 증가함에 따라 색상은 회색에서 어두운 보라색으로 변화하였고 SEM 사진을 통해 Micro paticle 이 감소하는 것을 확인 할 수 있었으며 이는 질소유량이 증가 할수록 표면조도 또한 감소하는 분석결과와도 일치하였다. XRD 분석을 통해 질소 유량이 160 sccm 이상에서 TiAlN이 합성되는 것을 볼 수 있었고 질소 유량이 240 sccm일 때 가장 높은 경도를 보였다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 더욱 다양한 조건에서 TiAlN 코팅에 응용한다면 다양한 색상 구현과 내마모성 등에서 많은 장점을 얻을 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.166-174
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• 1993

반도체 소자의 표면 보호용으로 사용되는 상압 CVD 방법에 의한 PSG(Phosposilicate glass)막 및 플라즈마 CVD방법에 의한 PE-SiN(Plasma enhanced CVD S${i_2}{N_4}$)막의 항균열 특성을 알루미늄박막이 증착되어 있는 실리콘 기판위에서 조사했다. 45$0^{\circ}C$에서 30분간으 열처리를 반복하면서 균열 발생 유무 및 그 형태를 조사하여 이러한 균열의 생성을 각 막의 막응력과 관련하여 검토하였다. 이들 박막에서의 균열 발생은 하부 조직인 알루미튬배선과의 열팽창계수차에 의한 것임을 알 수 있었다. PSG막 두께가 증가할수록 인장응력이 증가하여 항균열성이 저하되었다. PSG막의 P농도가 증가할수록 막응력은 압축응력쪽으로 이동하였고 균열 발생은 억제되었다. PE-SiN 막도 높은 압축응력을 갖게 함으로써 항균열성을 향상시킬 수 있었다. 본 실험의 결과로부터 반복 열처리시 균열 발생여부에 대한 실험식을 제시하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권5호
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• pp.439-446
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• 2011

Yttria stabilized zirconia (YSZ) coating was formed on AA1050 Al alloys by aerosol deposition (AD), and its electrochemical corrosion properties were investigated in 3.5 wt% NaCl and 0.5M $H_2SO_4$ solutions. The crack-free, dense, and ~5 ${\mu}m$ thick YSZ coating was successfully obtained by AD. The as-deposited coating was composed of cubic-YSZ nanocrystallites of ~10 nm size. The potentiodynamic test indicated that the YSZ coated Al alloy had much lower corrosion current densities (2 nA/$cm^2$) by comparison to uncoated sample and exhibited a passive behavior in anodic branch. Particularly, a pitting breakdown potential could not be identified in $H_2SO_4$. EIS tests revealed that the impedance of YSZ coated sample was ${\sim}10^6{\Omega}cm^2$ in NaCl and ${\sim}10^7{\Omega}cm^2$ in $H_2SO_4$, which was about 3 or 4 orders of magnitude higher than that of uncoated sample. Consequently, the corrosion resistance of Al alloy had been significantly enhanced by the YSZ coating.

• 센서학회지
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• 제8권3호
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• pp.226-231
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• 1999

초전성효과를 나타내는 P(VDF/TrFE) 필름을 이용하여 초전형 적외선 센서를 제작하였다. 필름의 VDF와 TrFE의 질량비는 75/25 이며 두께 $25\;{\mu}m$의 분극처리된 것을 사용하였다. 상부전극과 바닥전극의 디자인을 새로이 하여 인체검지용 초전형 적외선 센서로서 더욱 더 간단한 제조공정과 접속방법을 적용하였다. 상부전극과 바닥전극은 알루미늄을 각각 진공 증착시켰으며 $5.5{\sim}14\;{\mu}m$의 적외선 영역대에 반응시키기 위해 필터가 부착된 TO-5에 하우징 하였다. 제작된 적외선 센서는 적외선원 $13{\times}10^{-6}\;W/cm^2$에 대하여 $9.62{\times}10^5\;V/W$의 높은 전압감도를 나타내었으며 NEP (noise equivalent power) 는 $3.95{\times}10^{-7}\;W$, 그리고 specific detectivity $D^*$는 $5.06{\times}10^5\;cm/W$를 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.19-19
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• 2007

Excimer laser annealing (ELA) 방법을 이용하여 결정화하고 게이트 절연체로써 high-k 물질을 가지는 다결정 실리콘박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가하였다. 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 비결정질 실리콘 박막 트랜지스터 보다 높은 전계 효과 이동도와 운전 용이한 장점을 가진다. 기존의 결정화 방법으로는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 높은 열 공급을 피할 수 없기 때문에, 매몰 산화막 위의 비결정질 박막은 저온에서 다결정 실리콘 결정화를 위해 KrF excimer laser (248nm)를 이용하여 가열 냉각 공정을 했다. 게다가 케이트 절연체로써 atomic layer deposition (ALD) 방법에 의해 저온에서 20 nm의 고 유전율을 가지는 $HfO_2$ 박막을 증착하였다. 알루미늄은 n-MOS 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 사용되었다. 금속 케이트 전극을 사용하여 게이트 공핍 효과와 관계되는 케이트 절연막 두께의 증가를 예방할 수 있고, 게이트 저항의 감소에 의해 소자 속도를 증가 시킬 수 있다. 추가적으로, 비결정질 실리콘 박막의 결정화 기술로써 사용된 ELA 방법은 SPC (solid phase crystallization) 방법과 SLS (sequential lateral solidification) 방법에 의해 비교되었다. 결과적으로, ELA 방법에 의해 결정화된 다결정 실리콘 박막의 결정도와 표면 거칠기는 SPC와 SLS 방법에 비해 개선되었다. 또한, 우리는 ELA 결정화 방법에 의한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터로부터 우수한 소자 특성을 얻었다.