• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.321-323
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• 2012

유기 발광 다이오우드는(OLEDs) 자체 발광 소자로써 높은 시야각, 높은 효율, 그리고 빠른 응답속도 등의 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 및 조명 소자로서 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 유기 발광 다이오우드는 차세대 반도체 조명 소자로서 조명의 패러다임을 바꿀 수 있는 기술로 인식되고 있다. 하지만, 유기 발광 다이오우드 조명의 상용화를 위해서는 가격 경쟁력을 갖추는 것이 시급하며, 이를 위해 저가 공정 개발이 필요하다. 본 연구에서는 유기발광 다이오우드 조명 제작에 필수적인 전면 전극 및 절연막 증착 공정을 기존의 노광 공정이 아닌 shadow mask 기술을 적용하여 형성하였다. 먼저 유리 기판 상에 150 nm 두께의 ITO 막을 shadow mask를 이용하여 증착하였다. 기존 공정에서는 노광 및 식각 공정을 이용하여 증착하는 것이 일반적이며, 광학적, 전기적 특성 또한 타 공정 방법에 비해 우수하다. 하지만 일련의 복잡한 공정으로 인해 제조 원가를 상승 시키는 단점이 있다. Fig. 1은 shadow mask를 이용하여 ITO를 증착을 수행한 공정의 모식도이다. ITO 박막 증착 후 표면 거칠기 제어 및 면저항 제어를 위해 O2 plasma 처리와 RTA 공정을 추가 수행하였다. Fig. 2(a)는 플라즈마 처리 및 열처리 공정 수행 후에 측정한 표면 AFM 사진이다. 열처리 및 플라즈마 처리 후에 ITO 박막의 표면 거칠기는 10배 이상 향상되었으며, 이는 유기 발광 다이오우드 조명 소자의 전면 투명 전극으로 사용되기에 적합한 값이다. 또한 전기적 특성 중 하나인 면저항 값은 열처리 및 플라즈마 처리 전/후의 값에서 많은 차이를 보인다. 표면 거칠기가 향상됨에 따라 면저항 값 역시 향상되는 결과를 보여주는데, 표면 처리전후의 면저항 값은 각각 28.17, 13.18 ${\Omega}/{\Box}$이다. 일반적으로 유기 발광 다이오우드의 전면 투명 전극으로 사용되기 위해서는 15 ${\Omega}/{\Box}$이하의 면저항 값이 필요한데, 표면 처리 후의 면저항값들은 이로한 조건을 만족한다. Fig. 3은 shadow mask 기술을 이용하여 절연막까지 형성한 유기 발광 다이오우드 소자의 전자 현미경 사진으로, 기존의 공정을 이용한 경우와 큰 차이는 없으며, 다만 shadow tail이 약 $30{\mu}m$ 정도 발생함을 확인할 수 있다. 절연막의 특성 평가 기준인 누설 전류 밀도는 $10-5A/cm^2$으로 기존의 공정을 이용한 경우에 비해 95% 수준으로서 shadow mask를 이용한 공정이 기존의 노광 및 식각 공정을 이용한 경우에 비해 공정 수는 9개가 단축됨에도 불구하고, 각 증착 박막의 특성에는 큰 차이가 없음을 알 수 있다.

• 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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• 2010.08a
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• pp.143-144
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 40% 이상의 광변환 효율로 많은 주목을 받고 있다[1]. 삼중 접합 태양전지의 하부 셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용된다. Ge위에 성장될 III-V족 단결정막으로서 Ge과 격자상수가 일치하는 GaInP나 GaAs가 적합하고, 성장 중 V족 원소의 열확산으로 인해 Ge과 pn접합을 형성하게 된다. 이때 GaInP의 P의 경우 GaAs의 As보다 확산계수가 낮아 태양전지 변환효율향상에 유리한 얇은 접합 형성이 가능하고, 표면 에칭효과가 적기 때문에 GaInP를 단결정막으로 선택하여 p-type Ge기판 위 성장으로 단일접합 Ge구조 제작이 가능하다. 하지만 이종접합 구조 성장으로 인해 발생한 계면사이의 전위나 미세결함들이 결정막내부에 존재하게 되며 이러한 결함들은 광학소자 응용 시 비발광 센터로 작용할 뿐 아니라 소자의 누설전류를 증가시키는 원인으로 작용하여 태양전지 변환효율을 감소시키게 된다. 이에 결함감소를 통해 소자의 전기적 특성을 향상시키고자 수소 열처리나 플라즈마 공정을 통해 수소 원자를 박막내부로 확산시키고, 계면이나 박막 내 결함들과 결합시킴으로서 결함들의 비활성화를 유도하는 연구가 많이 진행되어 왔다 [2][3]. 하지만, 격자불일치를 갖는 GaInP/Ge 구조에 대한 수소 열처리 및 불순물 준위의 거동에 대한 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Ga0.45In0.55P/Ge구조에 수소 열처리 공정을 적용을 통하여 단결정막 내부 및 계면에서의 결함밀도를 제어하고 이를 통해 태양 전지의 변환효율을 향상시키고자 한다. <111> 방향으로 $6^{\circ}C$기울어진 p-type Ge(100) 기판 위에 유기금속화학증착법 (MOCVD)을 통해 Si이 도핑된 200 nm의 n-type GaInP층을 성장하여 Ge과 단일접합 n-p 구조를 제작하였다. 제작된 GaInP/Ge구조를 furnace에서 250도에서 90~150분간 시간변화를 주어 수소열처리 공정을 진행하였다. 저온 photoluminescence를 통해 GaInP층의 광학적 특성 변화를 관찰한 결과, 1.872 eV에서 free-exciton peak과 1.761 eV에서 Si 도펀트 saturation에 의해 발생된 D-A (Donor to Acceptor)천이로 판단되는 peak을 검출할 수 있었다. 수소 열처리 시간이 증가함에 따라 free-exciton peak 세기 증가와 반가폭 감소를 확인하였고, D-A peak이 사라지는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 수소 열처리에 따른 단결정막 내부의 수소원자들이 얕은 불순물(shallow impurity) 들로 작용하는 도펀트들이나, 깊은 준위결함(deep level defect)으로 작용하는 계면근처의 전위, 미세결함들과의 결합으로 결함 비활성화를 야기해 발광세기와 결정질 향상효과를 보인 것으로 판단된다. 본 발표에서는 상술한 결과를 바탕으로 한 수소 열처리를 통한 박막 및 계면에서의 결함준위의 거동에 대한 광분석 결과가 논의될 것이다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.1
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• pp.73-79
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• 2008

In order to apply for transparent conductive oxide(TCO), we deposited ZnO thin films on the glass at room temperature by RF magnetron sputtering method. Deposition conditions for high transmittance and low resistivity were optimized in our previous studies. Under the deposition condition with the RF power of 200 W, target to substrate distance of 30 mm and working pressure of 5 mTorr, highly conductive($7.4{\times}10^{-3}{\Omega}cm$) and transparent(over 85%) ZnO films were prepared. Highly oriented ZnO film in the [002] direction were obtained with specifically designed ZnO targets. Systematic study on dependence of deposition parameters on electrical and optical properties of the as-grown ZnO films were mainly investigated in this work. And for application tests using these films as transparent conductive oxide anodes, wet chemical etching behaviors of ZnO films were also investigated using various chemicals. Wet-chemical etching behavior of ZnO films were investigated using various acid solutions. The concentrations of these different acid solutions were controlled to study the etching shapes and etching rate. ZnO films were anisotropically etched at various concentrations and wet etching led to crater-like surface structure. Also we firstly found that the etching rate and etching shapes of ZnO films strongly depended on the etchant concentrations (i.e. pH) and the etching rate is exponentially decreased with increasing pH values regardless of the acid etchants.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.25 no.3
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• pp.388-394
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• 2008

본 논문에서는 용액 공정을 이용한 고분자 절연층을 갖는 top-gate 구조의 펜타센 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)의 특성을 연구하였다. Top-gate 구조의 펜타센 TFT 제작에 앞서 유기 반도체인 펜타센의 결정성 성장을 돕기 위해서 가교된 PVP (cross-linked poly(4-vinylphenol))를 유리 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후, 노광 공정을 통해 니켈/은 구조를 갖는 채널 길이 $10{\mu}m$의 소오스, 드레인 전극을 형성하였다. 그리고 열 증착을 이용하여 60 nm 두께의 펜타센 층을 성막하였고, 고분자 절연체로서 PVA(polyvinyl alchol) 또는 가교된 PVA를 용액공정인 스핀 코팅을 이용하여 형성한 후 열 증착으로 알루미늄 게이트 전극을 성막하였다. 이로써 제작된 소자들의 전기적 특성을 확인한 결과 가교된 PVA를 사용한 펜타센 TFT 보다 PVA를 게이트 절연체로 사용한 소자가 전기적 특성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이는 PVA의 가교 공정에 의한 펜타센 박막의 성능 퇴화에 기인한 것으로 사료된다. 실험 결과 $0.9{\mu}m$ 두께의 PVA 게이트 절연막을 사용한 top-gate 구조의 펜타센 TFT의 전계 효과 이동도와 문턱전압, 그리고 전류 점멸비는 각각, 약 $3.9{\times}10^{-3}\;cm^2/Vs$, -11.5 V, $3{\times}10^5$으로써 본 연구에서 제안된 소자가 용액 공정형 top-gate 유기 TFT 소자로서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.119-120
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• 2011

Kawazoe는 1997년 p-type TOS를 만들기 위해서는 3가지가 충족되어야 한다고 언급한바 있다. 첫 번째, 가시광영역에서 투명하기 위해서 cation의 d10s0이 가득 차야 한다. 가득 차지 않은 d10 shell은 광 흡수가 가능하여 투과도를 떨어뜨린다. N-type을 예로 들어 ZnO, TiO, In2O3가 각각 Zn2+, Ti4+, In3+가 되어 d shell을 가득 차게 만드는 것을 볼 수 있다. 두 번째, cation d10s0 shell은 산소의 2p shell과 overlap 되어야 한다. 이 valence band는 홀 전도를 더욱 좋게 한다. 예를 들어 Cu1+(3d), Ag1+(4d)가 해당한다. 세 번째로, 양이온과 산소간의 공유결합을 강하게 하기 위해서 결정학적 구조는 매우 중요하다. Delafossite 구조는 산소가 pseudo-tetrahedral 구조로서 공유결합에 유리하다. 이러한 환경은 O2- (2p6)을 형성하고 홀의 이동도를 증가시킨다. 예를 들어 Cu2O의 경우 앞의 2가지를 만족시키지만 광학적 특성에서 좋지 않다. 그 이유가 3번째 언급한 결정학적인 요인에 있다. 결정 계의 환경은 Cu2O를 따라가면서 3차원적인 연결을 2차원적으로 변형된 delafossite 구조에서는 quantum well이 형성되어 band gap이 커진다. 본 연구에서는 전기적 이방성을 가지고 있는 delafossite CuCrO2 상에서 우선배향을 일으키는 인자 중 기판을 변화시켜 실험을 진행하였다. 결과적으로 기판변화를 통해 우선배향조절이 가능하였으며 CuCrO2 박막을 시켰으며, 결정방향에 따른 전기적 물성의 이방성에 관한 연구는 계속 진행 중에 있다. c-plane sapphire 기판위에는 [00l]로 성장하는 반면, c-plane STO 기판 위에는 [015] 방향으로 성장하는 것을 확인하였다. 이러한 원인은 기판과 증착되는 박막간의 mismatch를 최소화 하여 strain을 줄이고, 계면에서의 Broken boning 수를 줄여 계면에너지를 낮추는 방법이기 때문일 것으로 예상된다. C-plane sapphire 기판위에 증착될 경우 증착온도가 증가함에 따라 c-축으로의 성장이 온전해지며 이에 따라 캐리어농도의 감소와 모빌리티의 증가가 급격하게 변하는 것을 확인할 수 있다. 반면 c-plane STO 기판에서는 증착온도에 따른 박막의 배향변화가 없으며 전기적 물성 변화 또한 비교적 작은 것을 간접적으로 확인하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.3
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• pp.71-79
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• 1995

For the fabrication of high sensitive intrinsic fiber optic Fabry-Perot interferometeric sensor, the deposition conditions of $TiO_{2}$ thin film used to the internal mirrors of the sensor were investigated. The $TiO_{2}$ film deposited by RF magnetron sputter had higher refractive index ($2.36{\sim}2.48$) and better stoiciometry (O/Ti = 2) than that deposited bye-beam evaporator. In the case of forming $TiO_{2}$ internal mirror by using fusion splicing technique, the $TiO_{2}$ reflection mirror deposited by RF magnetron sputter in the condition of 120W RF power showed high. reflectance and excellent controllability of reflection power. The fabricated intrinsic fiber optic Fabry-Perot interferometer with two $TiO_{2}$ internal mirrors deposited under the condition showed very stable fringe patterns. It is, therefore, expected that the interferometer will be applicable to various high precision sensors.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.2
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• pp.187-192
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• 2006

The preparation and characterization of new polymer composite membranes containing polyphenylene oxide (PPO) thin films with hetropoly acid (HPA) are presented. PPO thin films with phosphotungstic acid (PWA) or phosphomolybdic acid (PMA) have been prepared by using the solvent mixture. The PWA and PPO can be blended using the solvent mixture, because PPO and PWA are not soluble in the same solvent. In this study, methanol was used as a solvent dissolving PWA and chloroform was used as a solvent dissolving PPO. PPO-PWA solutions were cast onto a glass plate with uniform thickness. The composite membranes were prepared by casting Nafion mixture on porous PPO-PWA films. The morphology and structure of these PPO-PWA films were observed with scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS). The composite membranes were characterized by measuring their ion conductivity and methanol permeability. The performance was evaluated with composite membranes as electrolytes in fuel cell conditions. The methanol cross-over of composite membranes containing PPO-PWA barrier films in the DMFC reduced by 66％.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.254-254
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• 2015

가시광선에 대해 선택적으로 투과할 수 있는 스마트 윈도우를 제작하기 위해 우리는 전기 에너지를 이용하여 유리의 색을 조절할 필요가 있다. 특히 환원되면서 가시광선 파장의 흡광도를 증폭시켜 색을 변화시키는 무기물질들이 존재하는데, 이러한 특성을 가진 균일한 박막을 만들 경우 그 표면적을 달리 하는 것이 중요하다. 이번 연구에서 우리는 Polystyrene 단일층을 만들어 WOx의 나노구조체 template를 만드는 연구를 진행하였다. 먼저, WOx nanorod 졸을 ITO 위에 스핀코팅 기법을 이용하여 도포시키고, 이후 단일 크기의 PS beads를 monolayer로 올렸다. 이 때의 PS beads의 크기는 400 ~ 1800nm의 크기를 이용하였다. 만들어진 monolayer에 다시 WOx sol을 도포시켜 반구형의 template를 갖는 WOx를 제작하였다. 우리는 이러한 방식으로 만들어진 Tungsten oxide 나노 구조체의 전기변색 특성이 어떻게 달라지는지 확인했다. 결정형 분석을 위해 XRD를 분석했고 투과도와 표면상을 보기 위해 UV-visible과 FE-SEM을 이용하였으며 마지막으로 Cyclic Voltametry를 이용해 전기변색특성 변화를 알아보았다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.48.2-48.2
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• 2009

구리 나노분말은 우수한 전기전도도와 상대적으로 저렴한 가격으로 주목을 받고 있어이를 이용한 다양한 기술들이 개발 중에 있다. 이들 중 잉크젯 프린팅용 구리 나노잉크는 기존의 포토리소그래피방식의 복잡한 공정단계와 이로 인한 단가 인상을 해결할 수 있는 공정으로 기대되는 잉크젯 프린팅에 구리를 사용할 수 있게 해주어 광범위한 응용이가능할 것으로 기대되어 많은 연구가 진행되고 있는 분야이다. 실제로 구리 나노분말의 이용하게 될 때에있어서 어려운 점 중 하나가 바로 빠른 표면 산화의 문제이다. 이를 막기 위해 본 연구에서는 건식 분말코팅 방법을 이용해 octanethiol 자기조립박막을 구리 표면에 부착한 분말을 사용하여 구리 나노분말용액을 제조하는 실험을 수행하였다. 건식 분말 코팅에 의해 산화 방지막이 부착된 분말을 표면 활성제인 Diethanolamine을 이용해 안정적으로 분산시켜 잉크로 사용이 가능한 용액을 제조해 보고, 분산된 용액의 안정도를 확인하기 위해 zetapotential analyzer를이용하여 분산도를 분석하였다. 또한 분산된 용액의 활용 실험을 위해 유리 기판에 바른 용액을 질소 분위기의튜브로에서 $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$의 온도에서 30분간 소결을 진행한 후 probe-station을 이용하여 전기 전도도를 측정하였다. 이렇게제작된 샘플은 Scanning Electronic Microscope 를 이용하여 소결된 상태의 표면의 사진을 찍어 서로 비교해보았다. $300^{\circ}C$에서 소결한 시편부터 소결이 시작되어 $400^{\circ}C$에서 소결한 시편은 다량의 소결목이 형성되었다.