• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.3
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• pp.181-186
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• 1997

Time-of-flight impact-collision ion scattering spectroscopy (TOF-ICISS) was applied to study the geometrical structure of epitaxially grown MgO layers on a TiC(001). The hetero-epitaxial MgO layer was able to be deposited by thermal evaporation of magnesium onto the TiC(001) surface and subsequent exposure of oxygen at room temperature. A slight heating of the substrate at around $300^{\circ}C$ was necessary to overcome a thermal barrier for the ordering. The well-ordered MgO structure was confirmed with the 1$\times$1 LEED pattern. TOF-ICISS was useful in studying interface structure between oxide and substrate. The results revealed that the MgO layer is formed at the on-top sites of the TiC(001) substrate and the lateral lattice constant of MgO layer is the same as that of the TiC substrate. The MgO was deposited within two layers on the most parts of the surface.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.4
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• pp.300-305
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• 1998

Crystallinity and structual properties of the epitaxially grown Pt films on $Al_2O_3$(0001) substrate by rf magnetron sputtering at a substrate temperature of $600^{\circ}C$ were studied by using backscattering spectrometry (BS)/channeling and transmission electron microscopy (TEM) measurements. $MeV^4$He ion BS/channeling results showed that the channeling minimum yield of Pt film with a thickness of 3500$\AA$ was 4%. This indicates an excellent crystallinity of Pt film. When the thickness of Pt film was less than 200 $\AA$, the channeling minimum yield of Pt film increased sharply with the decrease in film thickness. The Pt layer on $Al_2O_3$(0001) substrate grew epitaxially to the direction of (111) with six-fold symmetry. Cross-sectional TEM images also showed that Pt film on $Al_2O_3$(0001) substrate consist of twinned domains to release the strain induced by the lattice mismatch and the surface roughness of the film increased at the twin boundaries where the strain was contcentrated.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.2
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• pp.125-129
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• 2005

Ba-Ferrite thin films were prepared on $A1_2O_3$ substrate by a pulsed laser deposition system and characterized by SEM, $M\ddot{o}$ssbauer spectroscopy and VSM. The appropriate conditions of pulsation in Ba-ferrite was the oxygen pressure of 0.1 Torr at a substrate temperature of $400^{\circ}C$ and the thickness was variable with the deposition time. Ba-ferrite crystals had the forms of hexagonal plate in the 5 minute deposited film and the needle grains coexisted with the increasing film thickness. $M\ddot{o}ssbauer$ spectroscopy assured that the direction of atomic spin in Fe ion tends to normal to the substrate in the hexagonal plate. The VSM curves have the two types hysteresis of hexagonal and needle phase.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.428-428
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• 2016

Copper indium sulfide (selenide) (CuIn(S,Se)2,CISSe)는 1.0~1.5 eV의 Direct band gap과 105 cm-1이 넘는 큰 광 흡수 계수를 가지고 있어 박막 태양전지의 흡수층으로써 연구되어 왔다. 최근 대량생산 및 저가 공정에 용이하다는 측면에서 용액 공정 기반 CISSe 태양전지 연구가 크게 주목 받고 있다. 용액공정 기반 중 하이드라진을 사용 한 경우 매우 높은 효율을 기록하였으나, 하이드라진 자체의 유독성과 폭발성 때문에 분위기 제어가 필요하고 여전히 저가화 및 대면적 제작에 한계가 있다. 따라서 알코올 솔젤 기반 CISSe 태양전지 제작 연구가 많이 진행되었으나, 결정립 성장 및 칼코겐 원자를 공급하기 위해 불가피하게 황화/셀렌화 후속 열처리 공정을 요구한다. 후속 열처리 공정은 폭발성의 황화수소/황화셀레늄 기체 분위기 제어와 고가의 장비를 필요로 한다. 본 연구에서는 매우 안정적이며 저가 용매인 물과 아민계 첨가제를 이용하여 Cu, In 전구체와 S, Se 이 포함된 Cu-In-S 잉크와 Se잉크를 제작하였다. 잉크 내에 S, Se을 첨가 함으로써 추가적인 후속공정 없이 비활성 가스 분위기에서 고품질의 CISSe 박막 제작을 가능케 하였다. 또한 Se 잉크 증착 횟수에 따른 결정 구조, 광학적 성질의 차이에 주목하였다. 따라서 수계 잉크를 대기 중에서 스핀코팅으로 박막을 제작한 후, Hot plate에서 건조하여 균일한 박막을 제조하고, 제작된 박막을 tube furnace에서 환원 분위기 및 비활성 가스 분위기에서 열처리 진행하여 $1.3{\mu}m$ 두께의 고품질의 CISSe 흡수층을 제작하였다. 이러한 흡수층에 대해 XRD, SEM, EDS 분석을 진행하여, 결정성, 미세구조, 및 조성을 확인하였으며, 제작된 흡수층 위에 버퍼층/투명전극층을 차례로 증착하여 CISSe 태양전지를 제작하여 셀 성능 및 양자 효율 특성을 파악하였다. 또한 액상 Raman 분석을 통해 결정립 성장 과정 메커니즘을 제시하였다.

• Current Photovoltaic Research
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• v.3 no.2
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• pp.54-60
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• 2015

ZnSnO thin films were deposited by atomic layer deposition (ALD) process using diethyl zinc ($Zn(C_2H_5)_2$) and tetrakis (dimethylamino) tin ($Sn(C_2H_6N)_4$) as metal precursors and water vapor as a reactant. ALD process has several advantages over other deposition methods such as precise thickness control, good conformality, and good uniformity for large area. The composition of ZnSnO thin films was controlled by varying the ratio of ZnO and $SnO_2$ ALD cycles. The ALD ZnSnO film was an amorphous state. The band gap of ZnSnO thin films increased as the Sn content increased. The CIGS solar cell using ZnSnO buffer layer showed about 18% energy conversion efficiency. With such a high efficiency with the ALD ZnSnO buffer and no light soaking effect, AlD ZnSnO buffer mighty be a good candidate to replace Zn(S,O) buffer in CIGSsolar cells.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.9
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• pp.878-882
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• 1999

Structural properties of $Al_xGa_1-_xN$ epilayers grown on (0001) sapphire substrate by plasma induced molecular beam epitaxy are investigated in the range of AlN molar fraction from 0.16 to 0.76. The AlN molar fraction estimated by X-ray diffraction agrees well with that of Rutherford backscattering spectroscopy, showing a good linear relationship. The uniform Auger electron microscopy depth profile and linear dependence of average atomic concentration of all the constituents of AlGaN epilayers on AlN molar fraction imply that the epitaxial growth of $Al_xGa_1-_xN$ layers with variation of AlN molar fraction is well controlled without the compositional fluctuation in depth of the epilayer. It is observed by atomic force microscopy that the surface grain shape of $Al_xGa_1-_xN$ epilayer changes from roundish to coalesced one with increasing AlN molar fraction.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.23 no.2
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• pp.43-47
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• 2016

This paper covers the study on the properties of $TiO_2$ film deposited by atomic layer deposition (ALD) using TTIP and water at various temperatures including the low temperature range of <$150^{\circ}C$. At low deposition temperature, ALD $TiO_2$ films showed uniform growth rate per cycle ($0.3{\AA}/cycle$), good uniformity, smooth surface, and homogenous amorphicity. They also showed good conformality of >80% on the trench structure with the high aspect ratio of up to 75. However, relatively high concentration of impurities (C~4-7 at%) in the film was observed due to low deposition temperature.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.11 no.6
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• pp.272-277
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• 2001

A spin valve structure of Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/Ru/CoFe/FeMn/Ta which has a synthetic antiferromagnet (CoFe/Ru/CoFe), was fabricated by using a magnetron sputtering system. The thickness and composition of magnetic free and pinned layers affect the magnetic properties such as exchange interaction strength of each layer and so on. Even though Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) has advantages of quantitative and non-destructive analysis, it is almost impossible to determine the thickness and composition of magnetic thin films using lBS because of its poor mass resolution for a higher atom number (Z>20). In this study, quantitative analysis of the element composition and thickness for the spin valve sample was performed by combining both Proton Induced X-ray Emission Spectrometry (PIXE), which is one of element specific analysis techniques, and grazing-exit RBS with a highly improved depth resolution and absolute quantitative analysis. For the quantitative analysis, standardization of PIXE was carried out with NiFe, CoFe, and FeMn layers, which are one of constituent layers of spin valve films. Through PIXE standardization and the aid of PHE experimental results of the spin valve sample, ire overlapped signal in a grazing-exit RBS spectrum were successfully resolved and the thickness of the Ru layer was determined with a resolution of ∼1 .

• Korean Journal of Materials Research
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• v.29 no.5
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• pp.322-327
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• 2019

Hole carrier selective MoOx film is obtained by atomic layer deposition(ALD) using molybdenum hexacarbonyl[$Mo(CO)_6$] as precursor and ozone($O_3$) oxidant. The growth rate is about 0.036 nm/cycle at 200 g/Nm of ozone concentration and the thickness of interfacial oxide is about 2 nm. The measured band gap and work function of the MoOx film grown by ALD are 3.25 eV and 8 eV, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) result shows that the $Mo^{6+}$ state is dominant in the MoOx thin film. In the case of ALD-MoOx grown on Si wafer, the ozone concentration does not affect the passivation performance in the as-deposited state. But, the implied open-circuit voltage increases from $576^{\circ}C$ to $620^{\circ}C$ at 250 g/Nm after post-deposition annealing at $350^{\circ}C$ in a forming gas ambient. Instead of using a p-type amorphous silicon layer, high work function MoOx films as hole selective contact are applied for heterojunction silicon solar cells and the best efficiency yet recorded (21 %) is obtained.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.310-310
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• 2014

ZnO박막은 넓은 밴드갭 (3.37 eV), 높은 여기 결합 에너지 (60 meV)를 가지는 육방정계 우르자이트(hexagonal wurtzite) 결정구조를 가지는 II-VI족 화합물 반도체로, 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과도 특성과 자외선 파장에서 발광이 가능한 장점을 가진다. 최근, ZnO박막 성장 기술이 상당히 발전하였지만, 아직까지도 p-형 ZnO박막 성장 기술은 충분히 발전하지 못하여 ZnO의 동종접합 LED는 아직 상용화되지 않고 있는 실정이다. 따라서, 많은 연구 그룹에서 p-GaN, p-SiC, p-diamond, p-Si 등과 같은 p-type 물질 위에 n-type ZnO를 성장시킨 이종접합 다이오드가 연구되고 있다. 특히, p-GaN의 경우 ZnO와의 격자 불일치 정도가 1.8 % 정도로 작다는 장점이 있어 많은 연구가 이루어 지고 있다. 일반적으로 c-축을 기반으로 한 극성ZnO 발광다이오드에서는 자발 분극과 압전 분극 현상에 의해 밴드 휨 현상이 발생하고, 이로 인해 전자와 정공의 공간적 분리가 발생하게 되어 발광 재결합 효율이 제한되고 있다는 문제가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 극성 (0001) 및 비극성 (10-10) n-ZnO/p-GaN 발광다이오드의 성장 및 발광 소자의 전기 및 광학적 특성에 대한 비교 연구를 진행하였다. 금속유기 화학증착법을 이용하여 c-면과 m-면 위에 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) GaN박막을 $2.0{\mu}m$ 성장시킨 후 Mg 도핑을 한 p-GaN을 $0.4{\mu}m$ 성장시켜 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) p-GaN템플릿을 준비하였다. 이후, N2분위기 $700^{\circ}C$에서 3분동안 열처리를 통하여 Mg 도펀트를 활성화시킨 후 원자층 증착법을 이용하여 동시에 극성 및 반극성 p-GaN의 위에 n-ZnO를 $0.11{\mu}m$ 성장시켜 이종접합구조의 발광소자를 형성하였다. 이때, 극성 (0001) p-GaN 위에는 극성의 n-ZnO 박막이 성장되는 반면, 반극성 (11-22) p-GaN 위에는 비극성 (10-10) n-ZnO 박막이 성장됨을 HR-XRD로 확인하였다. 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN이종접합 발광다이오드의 전계 발광 스펙트럼에서는 430 nm 와 550 nm의 두 피크가 동시에 관찰되었다. 430 nm 대역의 파장은 p-GaN의 깊은 준위에서 발광하는 것으로 판단되며, 550 nm 피크 영역은 ZnO의 깊은 준위에서 발광되는 것으로 판단된다. 특히, 10 mA 이하의 저전류 주입시 550 nm의 피크는 430 nm 영역보다 더 큰 발광세기를 나타내고 있다. 하지만, 10 mA 이상의 전류주입 하에서는 550 nm의 영역보다 430 nm의 발광세기가 더욱 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 ZnO의 밴드갭이 3.37 eV로 GaN의 밴드갭인 3.4 eV다 작기 때문에 우선적으로 ZnO의 깊은 준위에서 발광하는 550 nm가 더욱 우세하지만, 지속적으로 전류주입 증가에 따른 캐리어 증가시 n-ZnO에서 p-GaN로 전자가 넘어가며 p-GaN의 깊은 준위인 430 nm에서의 피크가 우세해지는 것으로 판단된다. 반면에, 비극성 (10-10) n-ZnO/반극성 (11-22) p-GaN 구조의 이종접합 발광다이오드로 전계 발광 스펙트럼에서는 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 전계 발광 세기를 나타내고 있다. 이는, 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 비극성 n-ZnO/반극성 p-GaN의 결정성이 상대적으로 낮기 때문으로 판단된다. 또한, 20 mA 영역에서도 510 nm의 깊은 준위와 430 nm의 발광이 관찰되었다. 동일한 20 mA하에서 두 피크의 발광세기를 비교하면 430 nm의 영역은 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 값을 나타내고 있다. 이는 반극성 (11-22) p-GaN의 경우 극성 (0001) p-GaN에 비하여 우수한 p-형 특성에 기인한 것으로 판단된다.