• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
• /
• v.5 no.2
• /
• pp.187-192
• /
• 2000

We prepared $SiO_2-Na_2O-R_mO_n$ thin films based on economics of water glass and investigated optical, mechanical properties of product thin films. Coating sol stabilized with 1 N HCl and 1 N $NH_4OH$, was fabricated by using water glass and calcium nitrate, and aluminum nitrate as starting materials. As-coated films on stainless steel, Si wafer and soda-lime-silica glass by spinning were finally annealed at 500, 750 and $900^{\circ}C$. Micro hardness and nitrogen content in film surface of annealed films were measured by Knoop hardness tester and EDX, respectively. Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) and UV-VIS spectroscopy were adopted to analyze surface morphology and thickness and reflectance of our films.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.193-203
• /
• 2005

Highly c-axis oriented nanocrystalline ZnO thin films on silica glass substrates were prepared by spin coating-pyrolysis process with a zinc naphthenate precursor. Only the XRD intensity peak of (002) phase was observed for all samples. With an increase in heat treatment temperature, the peak intensity of (002) phase increases. No significant aggregation of particle was present. From scanning probe microscopy analyses, three-dimensional grain growth, which was thought to be due to inhomogeneous substrate surface and c-axis oriented grain growth of the ZnO phase, was independent on heal-treatment temperature. Highly homogeneous surface of the highly-oriented ZnO film was observed at $800^{\circ}C$. All the films exhibited a high transmittance (above 80%) in visible region except film heat treated at $1000^{\circ}C$, and showed a sharp fundamental absorption edge at about $0.38{\sim}0.40{\mu}m$. The estimated energy band gap for all the films were within the range previously reported for films and single crystal. ZnO films, consisting of densely packed grains with smooth surface morphology were obtained by heat treatment at $600^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$, expected to be ideal for practical application, such as transparent conductive film and optical device.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.263-263
• /
• 2016

최근 반도체 시장에서는 저비용으로 고성능 박막 트랜지스터(TFT)를 제작하기 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다. 먼저, 재료적인 측면에서는 비정질 상태에서도 높은 이동도와 가시광선 영역에서 투명한 특성을 가지는 산화물 반도체가 기존의 비정질 실리콘이나 저온 폴리실리콘을 대체하여 차세대 디스플레이의 구동소자용 재료로 많은 주목받고 있다. 또한, 공정적인 측면에서는 기존의 진공장비를 이용하는 PVD나 CVD가 아닌 대기압 상태에서 이루어지는 용액 공정이 저비용 및 대면적화에 유리하고 프리커서의 제조와 박막의 증착이 간단하다는 장점을 가지기 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히 산화물 반도체 중에서도 indium-gallium-zinc oxide (IGZO)는 비교적 뛰어난 이동도와 안정성을 나타내기 때문에 많은 연구가 진행되고 있지만, 산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터가 가지는 문제점 중의 하나인 문턱전압의 불안정성으로 인하여 상용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 산화물 반도체의 불안정한 문턱전압의 문제점을 해결하기 위해 마이크로웨이브 열처리를 적용하였다. 또한, 기존의 IGZO에서 suppressor 역할을 하는 값비싼 갈륨(Ga) 대신, 저렴한 지르코늄(Zr)과 하프늄(Hf)을 각각 적용시켜 용액 공정 기반의 Zr-In-Zn-O (ZIZO) 및 Hf-In-Zn-O (HIZO) TFT를 제작하여 시간에 따른 문턱 전압의 변화를 비교 및 분석하였다. TFT 소자는 p-Si 위에 습식산화를 통하여 100 nm 두께의 $SiO_2$가 열적으로 성장된 기판 위에 제작되었다. 표준 RCA 세정을 진행하여 표면의 오염 및 자연 산화막을 제거한 후, Ga, Zr, Hf 각각 suppressor로 사용한 IGZO, ZIZO, HIZO 프리커서를 이용하여 박막을 형성시켰다. 그 후 소스/드레인 전극 형성을 위해 e-beam evaporator를 이용하여 Ti/Al을 5/120 nm의 두께로 증착하였다. 마지막으로, 후속 열처리로써 마이크로웨이브와 퍼니스 열처리를 진행하였다. 그 결과, 기존의 퍼니스 열처리와 비교하여 마이크로웨이브 열처리된 IGZO, ZIZO 및 HIZO 박막 트랜지스터는 모두 뛰어난 안정성을 나타냄을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구에서 제안된 마이크로웨이브 열처리된 용액공정 기반의 ZIZO와 HIZO 박막 트랜지스터는 추후 디스플레이 산업에서 IGZO 박막 트랜지스터를 대체할 수 있는 저비용 고성능 트랜지스터로 적용될 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.1 no.3
• /
• pp.360-370
• /
• 1992

HWE(Hot-Wall Epitaxy) 방법에 의하여 pyrex 유리기판 위에 CdS 다결정 박막을 성장하였다. X-선 회절실험 결과 CdS 박막은 육방정이었는데 (0002)면보다 91013)면이 강 하게 성장됨을 알 수 있었다. 전자현미경으로 표면을 분석한 결과 입자의 크기는 기판의 온 도가 48$0^{\circ}C$, 증발원의 온도가 $610^{\circ}C$일 때 1~1.5$mu extrm{m}$로서 가장 컸다. 박막의 표면저항은 4-point probe로서 측정한 결과 10-8$\Omega$/\ulcorner이상이었다. 성장된 CdS 다결정 박막의 photoluminesence을 20K에서 측정하였는데 bound exciton, donor acceptor pair에 의한 발광이 관측되었다. Spectral response의 peak는 505nm이었다. CdS 다결정 박막의 표면 저항을 줄이기 위하여 여러 가지 온도에서 Indium을 확산시켰다. 그 결과 표면저항은 ~ $\times$ 101에서 ~ $\times$ 103$\Omega$/\ulcorner 정도 감소되었다. 50$0^{\circ}C$에 In을 1시간 확산시켰을 때 표면저항은 1300$\Omega$/\ulcorner이었다. 이 때 CdS : In의 운반자 농도는 1.2 $\times$ 1018cm-3, 이동도는 1.8cm-2/V-sec, 비저항은 1.3 $\times$ 10-2$\Omega$-cm이었다. CdS : In의 photoluminescence는 20K 에서 Gaussian curve를 보여 주었으며 peak의 위치는 510nm이었다. CdS : In 박막의 spectral response의 peak는 상온에서 500nm이다. CdS : In 광전도 cell의 sensitivity ${\gamma}$ =0.77이고, 최대 허용소비전력은 p=120mW, 100lux에서 rise time은 8 msec, decay time 은 6 msec이다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.17 no.2
• /
• pp.47-51
• /
• 2007

F-doped SiOC : H thin films with low refractive index were deposited on Si wafer and glass substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) as a function of rf powers, substrate temperatures, gas rates and their composition flow ratios ($SiH_4,\;CF_4$ and $N_2O$). The refractive index of the F-doped SiOC : H film continuously decreased with increasing deposition temperature and rf power. As $N_2O$ gas flow rate decreased, the refractive index of the deposited films decreased down to 1.3778, reaching a minimum value at rf power of 180W and $100^{\circ}C$ without $N_2O$ gas. The fluorine content of F-doped SiOC : H film increased from 1.9 at% to 2.4 at% as the rf power was increased from 60 W to 180 W, which results in the decrease of refractive index.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.846-849
• /
• 2013

Thin film of $TiO_2$ was obtained by the sol-gel dip method on the brosilicate glass substrate. It was found that the film was about $1.5{\mu}m$ thick as obtained by 4 successive coatings and annealed at varied temperatures ranged from $300^{\circ}C$ to $1100^{\circ}C$ for 2 hrs. The substrate used was having the surface area of $100mm^2$. Increasing the annealing temperature caused to change in mineralogical phase of titanium oxide i.e., amorphous, crystalline antase to rutile phases. The particle size of the titanium oxide film were ranged from $0.1{\sim}0.54{\mu}m$ estimated by the SEM analysis. The material showed an absorbance maximum at the wavelength 390nm obtained by UV-visible spectrophotometer. These results therefore, indicated that the $TiO_2$ film obtained relatively at low annealing temperature consisted predominantly with anatase phase; possessed higher photocatalytic behavior i.e., 2.4 times higher than that of only UV lamp irradiation.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
• /
• v.9 no.2
• /
• pp.291-299
• /
• 2004

DLC films were deposited using the ECR-PECVD method with the fixed deposition condition, such as ECR power, methane and hydrogen gas-flow rates and deposition time, for various substrate bias voltage. We have investigated the ion bombardment effect induced by the substrate bias voltage on films during the deposition of film. The characteristic of the films were analyzed using the FTIR, Raman, and UV/Vis spectroscopy analysis shows that the amount of dehydrogenation in films was increased with the increase of substrate bias voltage and films thickness was decreased. Raman scattering analysis shows that integrated intensity ratio(ID/IG) of the D and G peak was increased as the substrate bias voltage increased and films hardness was increased. Optical transmittances of DLC film were decreased with increasing deposition time and substrate bias voltage. From these results, it can be concluded that films deposited at this experimental have the enhanced characteristics of DLC because of the ion bombardment effect on films during the deposition of film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.104-104
• /
• 2010

현재 디스플레이 시장은 급변하게 변화하고 있다. 특히, 비정질 실리콘의 경우 디스플레이의 채널층으로 주로 상용화되어 왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 경우 낮은 전자 이동도(< $1\;cm^2/Vs$)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide, Tin Oxide, Titanum Oxide등의 산화물이 연구되고 있으며, indium이나 aluminum등을 첨가하여 전기적인 특성을 향상시키려는 노력을 보이고 있다. Tin oxide의 경우 천연적으로 풍부한 자원이며, 낮은 가격이 큰 이점으로 작용을 한다. 또한, $SnO_2$의 경우 ITO나 ZnO 열적으로 화학적 과정에서 더 안정하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 $SnO_2$ 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering를 이용하여 상온에서 제작을 하였다. 일반적으로, $SnO_2$의 경우 증착 과정에서 산소 분압 조절과 oxygen vacancy 조절를 통하여 박막의 전도성을 조절할 수 있다. 이렇게 제작된 $SnO_2$의 박막을 High-resolution X-ray diffractometer, photoluminescence spectra, Hall effect measurement를 이용하여 전기적 및 광학적 특성을 알 수 있다. 그리고 후열처리 통하여 박막의 전기적 특성 변화를 확인하였다. gate insulator의 처리를 통하여 thin film의 interface의 trap density를 감소시킴으로써 소자의 성능 향상을 시도하였다. 그리고 semiconductor analyzer로 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가하였다. 그리고 Temperature, Bias Temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성을 평가하여 안정성이 확보된다면 비정질 실리콘을 대체할 유력한 후보 중의 하나가 될 것이라고 기대된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.14 no.4
• /
• pp.238-244
• /
• 2005

IZO thin films are prepared on a corning 7059 glass substrate in a mixed gases of Ar +$O_2$ by rf-magnetron sputtering, using a powder target with a composition ratio of $In_{2}O_{3}$ : ZnO=90 : 10 $wt.\%$. Their electrical sheet resistance are strongly dependent on the oxygen concentration introduced during the deposition, a minimum resistivity of $3.7\times10^{-4}\Omega\cdot$ cm and an average transmittance over $85\%$ in the visible range are obtained in a film deposited in pure Ar gas which is close to near the stoichiometry. During the heat treatment from room temperature up tp $600^{\circ}C$ in various environments, the electrical resistance changes are explained by cyrstallizations or oxidizations of In metal and InO contained in the IZO film. The electrical properties due to oxygen adsorption and phase transitions occurring at temperatures over $40000^{\circ}C$ during heat treatment in air are also investigated.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.237-241
• /
• 2000

The structural, electrical and etching characteristics of Al alloy thin film with low impurity concentrations AlNd deposited by using do magnetron sputtering deposition are investigated for the applications as gate bus line in the TFt-LCD panel. And ITO thin film was deposited on AlNd, then the contact resistance was measured by Kelvin resistor. The deposited thin films show the decrease of resistivity and the increase of grain size after the RTA at $300^{\circ}C$ for 20 min. Moreover, the resistivity of AlNd does not show appreciable grain size dependence after RTA. It is concluded that the decrease of resistivity after RTA is due to the increase of grain size. The annealed AlNd is found to be hillock free. The etching profiles of AlNd was good and the minimun contact resistance was about $110\;{\mu\Omega}cm$. Calculation results reveal that the AlNd (2wt.%) thin film can be applicable to 25" SXGA class TFT-LCD panels.