• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.1
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• pp.699-704
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• 2018

One-dimensional nanostructures have attracted increasing attention because of their unique electronic, optical, optoelectrical, and electrochemical properties on account of their large surface-to-volume ratio and quantum confinement effect. Vertically grown nanowires have a large surface-to-volume ratio. The vapor-liquid-solid (VLS) process has attracted considerable attention for its self-alignment capability during the growth of nanostructures. In this study, vertically aligned silicon oxide nano-pillars were grown on Si\$SiO_2$(300 nm)\Pt substrates using two-zone thermal chemical vapor deposition system via the VLS process. The morphology and crystallographic properties of the grown silicon oxide nano-pillars were investigated by field emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The diameter and length of the grown silicon oxide nano-pillars were found to be dependent on the catalyst films. The body of the silicon oxide nano-pillars exhibited an amorphous phase, which is consisted with Si and O. The head of the silicon oxide nano-pillars was a crystalline phase, which is consisted with Si, O, Pt, and Ti. The vertical alignment of the silicon oxide nano-pillars was attributed to the preferred crystalline orientation of the catalyst Pt/Ti alloy. The vertically aligned silicon oxide nano-pillars are expected to be applied as a functional nano-material.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.2000-2002
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• 2002

신장병의 조기진단을 위해서 체내의 요소 농도의 정확한 측정은 매우 중요하며, 이러한 이유에서 많은 연구자들은 보다 빠르고 정확한 체내의 요소농도 측정을 위한 바이오센서를 개발 중이다. 본 논문은 반도체 공정을 이용하여 산화막(4.000${\AA}$)이 성장된 p-형 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. RF sputter를 사용하여 티타늄과 백금을 증착한 백금 박막전극을 제작하였다. 그 위에 전도성 고분자인 Polypyrrole(PPy)과 전도도를 증가시키기 위하여 구리를 도펀트로 사용 scan rate 40mV/S $0.8{\sim}-0.8V$ 전위영역에서 산화적 전기 중합법 (anodical electropolymerization)을 이용하여 전극을 형성하였다. 요소를 2개의 암모늄 이온과 1개의 탄산 이온으로의 가수분해반응을 촉매하는 효소로써 유레이즈(urease)를 전기적 흡착방법을 이용하여 고정화하고 이에 요소농도의 변화에 대하여 시간대 전류법 (chronoamperometry:CA)을 사용하여 감도를 측정하였다. 최적화된 조건하에서 요소농도에 비례하여 Cu-doped PPy electrode로부터 얻어진 확산한계전류는 $4.5{\mu}A$/decade의 기울기를 나타내었다. 전극의 표면은 SEM(Scanning Electron Microscopy)과 EDX(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer)를 이용하여 분석 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.42-42
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• 2011

본 연구에서는 광학소자에 폭넓게 이용되는 AlGaP III-V족 화합물 반도체 중에서 한쪽 끝 이 종화합물인 AlP의 유전함수를 0.75~5.05 eV의 에너지 영역에서 타원편광분석법을 이용하여 분석하였다. AlP는 산소와 급격히 반응하기 때문에, 대기 중에서 물질 고유의 광특성이 유지되기 어려울 뿐만 아니라, 박막 위에 생성되는 산화막 때문에 순수한 AlP의 유전함수 측정이 불가능 하다. 본 연구에서는 물질의 유전함수에 미치는 산화 효과를 최소화하기 위하여 Molecular Beam Epitaxy로 성장한 $1.0{\mu}m$ 두께의 AlP 박막을 초고진공 상태의 chamber 안에서 타원편광분석기를 이용하여 실시간으로 측정하였다. 박막의 투명도에 의해 나타나는 간섭 pattern과 표면거칠기 효과로 인한 유전함수의 왜곡을 보정하기 위하여 변수화 모델이 이용되었으며 다층 변수화모델 계산을 통하여 순수한 AlP의 유전함수를 얻어낼 수 있었다. 본 연구에서 측정된 순수한 AlP의 유전함수는 타원편광분석기를 이용한 최초의 실험결과로서 이차미분을 이용한 전이점 (Critical Point) 분석결과 이론적인 electronic band structure에서 $E_1$, $E_1+_{{\Delta}_1}$, $E_2$에 해당하는 전이점들을 확인할 수 있었다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.1 no.1
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• pp.29-34
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• 1990

Single crystals of the peritectic compound MgTiO3 up to 8 m diameter and 100mm long along the [1010] axis. were yon by the travelling solvent floating zone technique using a halogen lamp image furnace. The grown single crystal. which shows a solid solution range at high temperature, exsolves TiO2 component if it is annealed very slowly to room termperature. Grown boules were black but become translucent with pinkish brown color after tempering at 1100 t for 8-10 hours in oxygen atmosphere and showed distint chatoyancy along the (0001) plane. The grown crystal can be used as a new modified cat's eye gemstone. The optimum conditions were as follows ;Sintering temperature of the charge rod, 1300℃ the growth rate, 2-2.5mmh and the composition of the charge rod in molar ratio. MgO : TiO2 : 1:1.05.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.212-213
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• 2007

$TiO_2$ 박막은 좋은 내구성 전기적 특성과 함께 가시광선 영역에서의 높은 투과율, 높은 굴절률을 나타내어 태양전지의 반사 방지막, TFT 절연막, 광학적 필터에 쓰이는 다층 광학적 코팅 재료 등에 쓰이며 높은 이용가치로 인해 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 $200^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$까지 증착 온도를 변화시키며 $TiO_2$ 박막을 제조할 때 나타나는 광학적 특징 변화에 대한 연구를 수행하였다. 온도가 증가할수록 굴절률은 커지고 $TiO_2$, 박막안의 기공과 결함의 비율은 감소하였다. 광투과율은 UV범위 이후에서 급격한 증가를 보였으며 온도가 증가함에 따라 흡수단이 긴 파장쪽으로 이동하였다. 흡수단의 증가는 광학적 밴드갭과 연관되며 온도가 증가할수록 광학적 밴드갭은 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.13 no.3
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• pp.109-113
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• 2004

Zn diffusions in InP have been studied by electrochemical capacitance voltage. The InP layer was grown by metal organic chemical vapor deposition, and $Zn_3P_2$ thin film was deposited on the epitaxial substrates. The samples annealed in a rapid thermal annealing. It is demonstrated that surface hole concentration as high as $1\times10^{19}\textrm{cm}^{-3}$ can be achieved. When the Zn diffusion was carried at $550^{\circ}C$ and 5-20 min., the diffusion depth of hole concentration moves from 1.51$\mu\textrm{m}$ to 3.23 $\mu\textrm{m}$, and the diffusion coeffcient of Zn is $5.4\times10^{-11}\textrm{cm}^2$/sec. After activation, the concentration is two orders higher than that of untreated sample at 0.30 $\mu\textrm{m}$ depth. As the annealing time is increase, the hole concentration remains almost constant, except deep depth. It means that excess Zn interstitials exist in the doped region is rapidly diffusion into the undoped region and convert into substitutional When the thickness of $SiO_2$ thin film is above 1,000$\AA$, the hole concentration becomes stable distribution.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.150-150
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• 1999

재료의 광학적 특성을 변화시키기 위한 표면 코팅의 사용을 잘 알려져 있다. 그리고 이러한 광학 코팅은 우리가 주위에서 볼 수 있는 렌즈에서부터 레이저반사경 다 나아가 다양한 광학 필터에 이르기까지 빛의 간섭을 이용한 광학 박막의 코팅은 폭넓게 이용되고 있다. 그러한 응용가운데 불필요한 표면 반사를 방지함으로써 전체 투과율을 강화시키기 위한 무반사(Anti-Reflection) 코팅은 오늘날 광대역 무반사 특성 등 다양한 광학적 요구에 따라 하나 또는 그 이상의 층을 형성함으로써 극적으로 성취할 수 있다. 본 실험은 기존 많이 활용되는 증발법 그리고 스퍼터링 방법과는 달리 고진공하에서 증착 변수를 효과적으로 제어, 박막을 형성할 수 있는 자체 제작된 단일 IBS(Ion Beam Sputtering) 시스템을 이용하여 우수한 광학적 특성을 갖는 광학 재료로써 무반사용 다층박막 형성하기 앞서 MgF2, ZrO2 (yttria stabilized zirconia) 단층 박막을 제조하였으며, 각 증착 변수에 따른 결정학적 및 광학적 특성을 관찰하였다. 본 실험에 사용된 제조 장비로 Kaufman type 2.5inch의 이온 건이 장착된 Ion Beam sputtering 시스템으로 초기 진공도는 5$\times$10-6orr이며, 이온 빔의 전류 밀도는 Fareday cup을 이용했다. 6inch 크기의 ZrO2(yttria stabilized zirconia), MgF2 타겟트를 이용하여 Si(100), glass 기판위에 박막을 성장시켰다. 각 타겟트에 대한 증착변수로 이온 에너지, 기판온도, Ar 가스량을 변화시키면서 박막을 제조하였다. 제조된 박막의 광학적 특성으로 가시 영역에서 투과율의 변화는 자외/가시광선 분광 분석기 (UV/VIS specrophotometer)를 이용하여 측정했다. 그리고 박막의 조성 및 결정학적 구조는 AES EDS와 XRD로 확인하였다. 이온 빔 전압 500V, 빔 저류 55mA일 때 온도는 상온에서 30$0^{\circ}C$까지 승온 후 MgF2 박막의 XRD분석결과 우세한 결정성을 관찰할 수 없었으며, 이 때의 광 투과도는 가시영역에서 80~90%의 값으로 측정되었다. 추후 증착된 막의 결정성을 위해 열처리를 실시하고, 각 증착조건에 대한 결과는 학회 발표시 보고한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.10 s.269
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• pp.771-776
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• 2004

[ $Ba(Zr_{0.08}Ti_{0.92})O_3$ ] polycrystal was grown by floating zone technique with two ellipsoidal mirrors using the $8\%$of Zr-modified BZT ceramics as both a feed rod and a seed crystal. In order to study the annealing effect, a part of the grown crystal was sliced and annealed in the oxygen atmosphere at $1,200^{\circ}C$ for 10 h. The dielectric constant and loss at 10 kHz, 100 kHz, and 1 MHz were measured in the temperature range between $-100^{\circ}C$ and $150^{\circ}C$ to investigate the dielectric properties of the grown polycrystal. The electric-field dependence of the dielectric constant at 10 kHz and 100 kHz was studied by measuring the dielectric constants as a function of the biased-electric fields which ran from -15 kV/cm to 15 kV/cm. Due to the effect of annealing in the oxygen atmosphere, the electric-field tunability of dielectric constants increased from $47.5\%$ to 5 to and the figure of merit for this material from 39.6 to 46.4. Since the figure of merit can be increased to more than 46.4 by increasing the maximum value of the biased-electric fields to more than 15 V/cm, this material nay have a possibility for applications in microwave tuning devices at room temperature.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.3
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• pp.61-66
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• 2018

This research scrutinizes the self-annealing characteristics of copper used to metal interconnection for application of DRAM fabrication process. As the time goes after the copper deposited, the grain of copper is growing. It is called self-annealing. We use the electroplating method for copper deposition and estimate two kinds of electroplating chemicals having different organic additives. As the time of self-annealing is elapsed, sheet resistance decreases with logarithmic dependence of time and is finally saturated. The improvement of sheet resistance is approximately 20%. The saturation time of experimental sample is shorter than that of reference sample. We can find that self-annealing is highly efficient in grain growth of copper through the measurement of TEM analysis. The structure of copper grain is similar to the bamboo type useful for current flow. The results of thermal excursion characteristics show that the reliability of self-annealed sample is better than that of sample annealed at higher temperature. The self-annealed sample is not contained in hillock. The self-annealed samples grow until $2{\mu}m$ and develop in [100] direction more favorable for reliability.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.305-305
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• 2014

양자점(Quantum dots)은 3차원적 운반자 구속과 낮은 전류와 높은 온도에서 작동하는 나노 크기의 전기적, 광학적 소자로 응용이 적합하기 때문에 그 특성을 이용한 단전자 트랜지스터, 적외선 검출기, 레이저, LED, 태양전지 등 반도체 소자로의 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 양자점의 낮은 임계전류밀도와 높은 차동 이득(differential gain), 그리고 고온에서 작동이 용이하여 양자점 레이저로 활용되고 있다. 이러한 분야에 양자점을 응용하기 위해서는 양자점의 운반자 동역학을 이해하고 양자점의 모양, 크기, 크기 분포와 같은 특성 조절이 필요하다. 또한 기존의 연구들은 III-V족 화합물 반도체 양자점에 대한 연구가 대부분이며, II-VI족으로 구성된 연구가 미흡한 상황이기 때문에 II-VI족 화합물 반도체 양자점에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. II-VI 족 화합물 반도체 양자점은 기존의 III-V 족 양자점보다 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지고 있으며, 이러한 특성을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 양자점 중에서도 CdTe 양자점은 높은 엑시톤 결합에너지와 녹색 스펙트럼 영역을 필요로 하는 광학적 장치들에 응용 가능성이 높기 때문에 더욱 주목받고 있다. 본 연구에서는 분자 선속 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)과 원자 층 교대 성장법(Atomic Layer Epitaxy; ALE)으로 CdTe/ZnTe 나노구조에서 ZnTe 완충층의 두께에 따른 운반자 동역학 및 광학적 특성을 연구 하였다. 저온 광루미네센스 측정(Photoluminescence; PL) 을 통하여 ZnTe 완충층 두께가 증가할수록 양자점의 광루미네센스 피크가 낮은 에너지로 이동함을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 ZnTe 완충층과 CdTe 양자점의 격자 불일치(lattice mismatch)로 인한 구조 변형력이 감소하고 이에 따라 CdTe 양자점으로 가해지는 변형(Strain)이 감소하여 CdTe 양자점의 크기가 증가했기 때문이다. 그리고 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 PL 세기가 증가함을 알 수 있었는데, 이는 ZnTe 완충층의 두께가 증가할수록 양자 구속 효과로부터 electronic state와 conduction band edge 사이의 에너지 차이의 증가 때문이다. 또한 시분해 광루미네센스 측정 결과 ZnTe의 두께가 증가할수록 양자점의 소멸 시간이 더 길게 측정되었는데, 이는 더 큰 양자점 일수록 엑시톤 오실레이터 강도가 감소하기 때문에 더 긴 소멸 시간을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 본 연구는 ZnTe 두께 변화를 통해 양자점의 에너지 밴드를 제어할 수 있으며, 양자점의 효율 향상을 할 수 있는 좋은 방법임을 제시하고 있다.