• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.8 no.3
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• pp.62-67
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• 2009

Pt thin films on Cr or Ti interlayer were deposited onto a tungsten carbide(WC) substrate by the ion beam assisted DC magnetron sputtering. The various atomic percent of Cr and Ti underneath of the Pt films were prepared to examine the total thin film characteristics. The microstructure and surface analysis of the specimen were conducted by using the SEM, XRD and AFM. Mechanical properties such as hardness and adhesion strength of Pt thin film also were examined. The interlayer of pure Ti was formed with 40 nm thickness while that of pure Cr was done with 50 nm as standard reference. The growth rate of either Cr or Ti thin film was almost same under the same deposition conditions. The SEM images showed that anisotropic grain of Pt thin films consisting of dense columnar structures irrespectively grew from the different target compositions. The values of hardness and adhesion strength of Cr/Pt thin film coated on a WC substrate were higher than those of Ti/Pt thin film.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.19 no.6
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• pp.288-292
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• 2009

Hydrophobic/hydrophilic patterned substrates were fabricated on a glass substrate by a liquid phase deposition (LPD) method. Hydrophobic surface was obtained by modifying ZnO thin films with a rough surface using a fluoroalkyltrimethoxysilane (FAS) and hydrophilic surface was prepared by decomposing FAS on an exposed to UV light. The hexagonal ZnO rods were perpendicularly grown by LPD method on glass substrates with a ZnO seed layer. The diameter and thickness of hexagonal ZnO rods were increased as a function of increases of immersion time. The surface morphology, thickness, crystal structure, transmittance and contact angle of prepared ZnO thin films were measured by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), UV-visible spectrophotometer (UV-vis) and contact angle measurement. Hydrophilic ZnO thin films with a contact angle of $20^{\circ}{\sim}30^{\circ}$ were changed to a hydrophobic surface with a contact angle of $145^{\circ}{\sim}161^{\circ}$ by a FAS surface treatment. Prepared hydrophobic surface was pattered by an irradiation of UV light using shadow mask with $300\;{\mu}m$ or 3 mm dot size. Finally, the hydrophobic surface exposed to UV light was changed to a hydrophilic surface.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.53.2-53.2
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• 2010

지금까지 능동 구동 디스플레이의 TFT backplane에 사용하고 있는 채널 물질로는 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)과 저온 폴리실리콘(low temperature poly-Si)이 대표적이다. 수소화된 비정질 실리콘은 TFT-LCD 제조에 주로 사용되는 물질로 제조 공정이 비교적 간단하고 안정적이며, 생산 비용이 낮고, 소자 간 특성이 균일하여 대면적 디스플레이 제조에 유리하다. 그러나 a-Si:H TFT의 이동도(mobility)가 1 cm2/Vs이하로 낮아 Full HD 이상의 대화면, 고해상도, 고속 동작을 요구하는 UD(ultra definition)급 디스플레이를 개발하는데 있어 한계 상황에 다다르고 있다. 또한 광 누설 전류(photo leakage current)의 발생을 억제하기 위해서 화소의 개구율(aperture ratio)을 감소시켜야하므로 패널의 투과율이 저하되고, 게이트 전극에 지속적으로 바이어스를 인가 시 TFT의 문턱전압(threshold voltage)이 열화되는 문제점을 가지고 있다. 문제점을 극복하기 위한 대안으로 근래 투명 산화물 반도체(transparent oxide semiconductor)가 많은 관심을 얻고 있다. 투명 산화물 반도체는 3 eV 이상의 높은 밴드갭(band-gap)을 가지고 있어 광 흡수도가 낮아 투명하고, 광 누설 전류의 영향이 작아 화소 설계시 유리하다. 최근 다양한 조성의 산화물 반도체들이 TFT 채널 층으로의 적용을 목적으로 활발하게 연구되고 있으며 ZnO, SnO2, In2O3, IGO(indium-gallium oxide), a-ZTO(amorphous zinc-tin-oxide), a-IZO (amorphous indium-zinc oxide), a-IGZO(amorphous indium-galliumzinc oxide) 등이 그 예이다. 이들은 상온 또는 $200^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 PLD(pulsed laser deposition)나 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)으로 손쉽게 증착이 가능하다. 특히 이중에서도 a-IGZO는 비정질임에도 불구하고 이동도가 $10\;cm2/V{\cdot}s$ 정도로 a-Si:H에 비해 월등히 높은 이동도를 나타낸다. 이와 같이 a-IGZO는 비정질이 가지는 균일한 특성과 양호한 이동도로 인하여 대화면, 고속, 고화질의 평판 디스플레이용 TFT 제작에 적합하고, 뿐만 아니라 공정 온도가 낮은 장점으로 인해 플렉시블 디스플레이(flexible display)의 backplane 소재로서도 연구되고 있다. 본 실험에서는 rf sputtering을 이용하여 증착한 a-IGZO 박막에 대하여 열처리 조건 변화에 따른 a-IGZO 박막들의 광학적, 전기적 특성변화를 살펴보았고, 이와 더불어 a-IGZO 박막을 TFT에 적용하여 소자의 특성을 분석함으로써, 열처리에 따른 Transfer Curve에서의 우리가 요구하는 Threshold Voltage(Vth)의 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2005.07a
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• pp.28-29
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• 2005

본 논문에서는 MEH-PPV와 DFPP의 폴리머 물질을 이용하여 photovoltaic device가 제작되었고, 그림 1에 두 물질의 분자 구조가 보여진다. Photovoltaic cell의 전기-광학적 특성은 활성층의 폴리머 물질에 의해 결정된다. 이러한 특성을 알아보기 위해서 홉수 스펙트럼이 측정되었다. DFPP는 chloroform, chlorobenzen, THF, acetone에 잘 녹았으며, 본 논문에서는 chloroform이 용매로 사용되었다. 제작 공정은 다음과 같다. 인듐 주석 산화물 (ITO)이 증착된 유리기판은 photolithography 공정을 거친 후, 왕수(HNO$_{3}$ + HCL)로 식각됨으로서 전극의 패턴이 제작되었다. 그리고 ITO 전극 패턴 된 유리기판 위에 PEDOT (CH8000, Baytron)이 코팅된 후 Ar이 주입되는 Convection Oven을 이용하여 120$^{\circ}$C에서 2시간 동안 열처리되어 수분이 제거되었다. 활성층에는 MEH-PPV와 DFPP가 9:1과 2.33:1로 혼합된 폴리머가 사용되었고, 이것은 0.3 %w.t.가 되도록 chloroform에 넣어 5시간 동안 스핀바를 돌려서 용해되었다. 이 용액은 ITO 전극 패턴이 형성된 글라스 위에 3000 rpm으로 45 초간 스핀코팅 되었다. 이 때 얻어진 유기물 박막층은 80$^{\circ}$C의 Ar이 주입되는 convection oven에서 3시간 동안 경화되었다. 경화된 단층 유기물 박막층 위에 Li-Al이 1000 ${\AA}$의 두께로 증착되어 전극이 형성되었고, 이후 질소가 채워진 globe box에서 소자는 encapsulation되어 산소와 수분에 대한 영향으로부터 차단되었다. 상기의 공정으로 제작된 소자의 박막구조는 그림 2에서 보여진다. 그림 3은 MEH-PPV와 DFPP를 혼합했을 때의 흡수 스펙트럼이다. 최대 흡수 파장은 511 nm였다. 그리고 photovoltaic cell의 V-I 특성 결과가 그림 4와 같이 측정되었다. 측정에서는 300${\sim}$700 nm의 파장대를 갖는 태양광 모사계가 사용되었고, 셀의 면적은 10 mm$^{2}$였다. 그림 5의 I-V 특성으로부터 MEH-PPV와 DFPP가 9:1 로 혼합했을 때보다 2.33:1 로 혼합했을 때, photovoltaic device의 효율이 향상됨을 확인할 수 있다. 빛이 75 mW/cm$^{2}$ 의 세기로 조사될 때 9:1과 2.33:1로 혼합된 소자의 open circuit voltage (V$_{oc}$)는 비슷하지만, short circuit current Density (J$_{sc}$)는 각각 -1.39 ${\mu}$A/cm$^{2}$ 와 -3.72${\mu}$A/cm$^{2}$ 로 약 2.7배 정도 증가되었음을 볼 수 있다. 이러한 결과를 통해 electron acceptor인 DFPP의 비율이 높아질수록 photovoltaic cell의 conversion efficiency가 더 크게 됨을 확인할 수 있다. 그러므로 효율이 최대가 되는 두 폴리머의 혼합 비율이 최적화되는 조건을 찾는 것은 매우 중요한 연구가 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.425-425
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• 2009

그라핀을 금속 촉매를 이용하여 상압 혹은 저진공 CVD로 성장할 경우 대형 기판을 쉽게 얻을 수 있으므로 최근 들어 금속 촉매를 이용한 CVD 기술이 재 각광받고 있다. 최근 MIT의 Jing Kong 그룹, Purdue 대학의 Yong P. Chen 그룹, 국내에서는 성균관대학에서 이에 대한 논문을 발표한 바 있다. CVD 방법의 가장 큰 장점은 그라핀 박막의 가장 큰 문제점 중 하나인 대형 기판에 매우 유리하다는 점이다. 본 연구에서는 결함 없는 대형 그라핀기판을 얻기위해 Si/$SiO_2$/Ni 박막위에 그라핀을 LPCVD로 성장하는 실험을 진행하였다. 우선 시료는 Si위에 $SiO_2$를 Sputtering으로 증착하였고, 그 위에 250nm, 300nm두께의 Ni 박막을 e-beam evaporator로 증착하였다. $0.5-1cm^2$ 크기의 샘플을 Thermal CVD 장비를 이용하여 그라핀을 성장하는 실험을 진행하였다. 성장 압력은 95 torr, 성장온도는 $800^{\circ}C$, $850^{\circ}C$, $900^{\circ}C$에서 Hydrocarbon ($C_2H_2$)을 5min, 10min으로 성장시간을 split하였다. Hydrocarbon을 흘리기 전에 Ni grain을 성장하기 위해 성장온도에서 30~60min정도 $H_2$분위기에서 Ni 산화막의 환원 및 어닐링을 진행하였다. 그림.1은 $850^{\circ}C$, 5분간 성장한 그라핀/Ni 샘플의 광학사진이다. 그림.2는 $850^{\circ}C$에서 5min, 10min 성장한 샘플의 Raman spectrum이다. (파장은 514.532nm). 850C 10min 샘플은 G>G' peak 이지만, 5min으로 성장한 샘플의 경우 G'>G peak 임을 알 수 있고, 따라서 5min의 조건에서는 층 두께가 4층 미만의 그라핀 박막을 얻을 수 있음을 보여준다. 또한 G' peak의 위치가 두께가 감소할수록 내려감을 확인할 수 있다. 다만 D peak가 실험한 대부분의 샘플에서 보여서 아직 성장한 그라핀의 결합이 많은 것으로 보인다. 이러한 이유는 성장온도가 낮은 것이 일차 원인으로 생각되며 박막의 균일도 향상과 결함을 줄이기 위한 추가적인 개선 실험을 진행 중이다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.5
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• pp.356-360
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• 2011

Indium oxide ($In_2O_3$) single layer and $In_2O_3$/copper (Cu) bi-layer films were prepared on glass substrates by RF and DC magnetron sputtering without intentional substrate heating. In order to determine the effect of the Cu bottom layer on the optical, electrical and structural properties of $In_2O_3$ films, 3-nm-thick Cu film was deposited on the glass substrate prior to deposition of the $In_2O_3$ films. As-deposited $In_2O_3$ films had an optical transmittance of 79% in the visible wavelength region and a sheet resistance of 2,300 ${\Omega}/{\square}$, while the $In_2O_3$/Cu film had optical and electrical properties that were influenced by the Cu bottom layer. $In_2O_3$/Cu films had a lower sheet resistance of 110 ${\Omega}/{\square}$ and an optical transmittance of 71%. Based on the figure of merit, it can be concluded that the Cu bottom layer effectively increases the performance of $In_2O_3$ films for use as transparent conducting oxides in flexible display applications.

• Polymer(Korea)
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• v.33 no.5
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• pp.407-412
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• 2009

Vacuum deposited N,N-di-1-naphthyl-N,N-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (NPD) as a hole transporting (HTL) materials in OLEDs was placed on PEDOT-PSS, a hole injection layer (HIL). PEDOT-PSS was spin-coated on to the ITO glass. $C_{60}$-doped NPD-$C_{60}$(10 wt%) film was formed via co-evaporation process and the morphology of NPD-$C_{60}$ films was investigated using XRD and AFM. The J - V, L - V and current efficiency of multi -layered devices were characterized. According to XRD results, the deposited $C_{60}$ thin film was partially crystalline, but NPD-$C_{60}$ film was observed not to be crystalline, which indicates that $C_{60}$ molecules are uniformly dispersed in the NPD film. By using $C_{60}$-doped NPD-$C_{60}$ film as a HTL, the current density and luminance of multi-layered ITO/PEDOT-PSS/NPD-$C_{60}/Alq_3$/LiF/Al device were significantly increased by about 80% and its efficiency was improved by about 25% in this study.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.23 no.5
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• pp.230-234
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• 2013

IR cut-off thin films consisted of ATO nanoparticles were successfully fabricated by sol-gel method. The coating solution was synthesized with organic/inorganic hybrid binder and ATO colloidal solution and ATO thin films were coated on a slide glass with the withdrawal speed of 5~40 mm/s. As the withdrawal speed increased from 5 mm/s to 40 mm/s, the thickness of coating thin films also increased from $1.05{\mu}m$ to $4.25{\mu}m$ and the IR cut-off in wavelength of 780~2500 nm increased from 49.5 % to 66.7 %. In addition, the pencil hardness of ATO thin films dried at $80^{\circ}C$ was ca. 5H and the coating films were not removed after a cross cutter tape test because of the hybrid binder synthesized with tetraethylorthosilicate and methyltrimethoxysilane. The surface morphologies, optical properties and film thickness of prepared thin films with a different withdrawal speed were measured by field emission scanning electron microscope (FE-SEM), UV-Vis spectrophotometer, and Dektak.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.7
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• pp.17-25
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• 1999

Tungsten nitride($WN_x$) films were deposited by PECVD method on silicon nitride($WSi_3N_4$) substrate. The characteristics of $WN_x$ film were investigated with changing various processing parameters ; substrate temperature, gas flow rate, rf power, and different nitrogen sources. The nitrogen composition in $WN_x$ film varied from 0 to 45% according to the $NH_3$ and $N_2$ flow rate. The highest deposition rate of 160 nm/min was obtained for the $NH_3$ gas and relatively low deposition rate of $WN_x$ films were formed by $N_2$ gas. $WN_x$ films deposited on $WSi_3N_4$ substrate had higher deposition rate than that of TiN and Si substrates. The purity of $WN_x$ film were analyzed by AES and higher purity $WN_x$ films were deposited using $NH_3$ gas. The XRD analysis indicates a phase transition from polycrystalline tungsten(W) to amorphous tungsten nitride($WN_x$), showing improved etching profile of $WN_x$ films Thick $WN_x$ films were deposited on various substrates such as Tin, NiCr and Al and maximum thickness of $1.6 {\mu}m$ was obtained on the Al adhesion layer.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.6
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• pp.709-714
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• 2018

This study researched the reasons for changing polarity in accordance with junction properties in an interface of semiconductors. The contact properties of semiconductors are related to the effect of the semiconductor's device. Therefore, it is an important factor for understanding the junction characteristics in the semiconductor to increase the efficiency of devices. For generation of various junction properties, carbon-doped silicon oxide (SiOC) was deposited with various argon (Ar) gas flow rates, and the characteristics of the SiOC was varied based on the polarity in accordance with the Ar gas flows. Tin-doped zinc oxide (ZTO) as the conductor was deposited on the SiOC as an insulator to research the conductivity. The properties of the SiOC were determined from the formation of a depletion layer by the ionization reaction with various Ar gas flow rates due to the plasma energy. Schottky contact was good in the condition of the depletion layer, with a high potential barrier between the silicon (Si) wafer and the SiOC. The rate of ionization reactions increased when increasing the Ar gas flow rate, and then the potential barrier of the depletion layer was also increased owing to deficient ions from electron-hole recombination at the junction. The dielectric properties of the depletion layer changed to the properties of an insulator, which is favorable for Schottky contact. When the ZTO was deposited on the SiOC with Schottky contact, the stability of the ZTO was improved by the ionic recombination at the interface between the SiOC and the ZTO. The conductivity of ZTO/SiOC was also increased on SiOC film with ideal Schottky contact, in spite of the decreasing charge carriers. It increases the demand on the Schottky contact to improve the thin semiconductor device, and this study confirmed a high-performance device owing to Schottky contact in a low current system. Finally, the amount of current increased in the device owing to ideal Schottky contact.