• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.998-1003
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• 1998

$85^{\circ}C$, 0.4 M $Ba(OH)_2$용액내에서 펄스전류파형을 이용하여 Ti전극위에 $BaTiO_3$박막을 전해 합성하였다. 환원전류 밀도 및 환원시간이 증가함에 따라 $BaTiO_3$의 결정성 및 페러데이 효율이 증가하였으며, 이는 표면 및 전기화학적특성 분석에 의하면 환원 전류 인가시에 $H_2O$의 환원에 의하여 전극표면의 pH가 증가함으로서 산화전류에 의하여 형성된 산화막의 구조변화가 빠르게 진행되기 때문으로 추측된다. 그리고 0.1M $H_2SO_4$용액하에서 산화막을 형성시킨 후 $BaTiO_3$형성에 미치는 영향을 분석한 결과, 산화막 두께가 증가함에 따라서 산화막을 통한 $Ti^{+4}$이온의 이동이 어려워지면서 $BaTiO_3$형성이 억제되며, 일정두께이상에서는 산화막 결함부위에서 결정이 형성됨을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.61-66
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• 2005

서브 마이크론 크기의 셀을 제조하기 위하여 종래의 방식인 전체시료구조를 증착한 후 이온밀링 방식으로 제조하는 대신에 Pt 스텐실 마스크 공정과 e-beam 리소 및 습식 식각 공정을 이용하여 배치형 submicron 셀을 lift-off 방식으로 제조하였다. $500nm{\times}500 nm,\;200nm{\times}300 nm$ 크기에 $CoFe(30 {\AA})/Cu(100{\AA})/CoFe(120{\AA}$) 3층 구조를 셀내에 증착하고 수직전류를 인가하여 자기저항 특성을 조사하였다. 자기저항 특성은 두 자성층의 보자력 차이를 이용하여 스핀의 반평형 구조를 유도하여 슈도 스핀밸브이며 각 셀의 크기에서 1.1, $0.8{\%}$의 자기저항비가 얻어졌다. 또한 전류인가에 따른 저항변화로부터 스핀전달 효과에 따른 스위칭 변화가 일어남을 확인하였으며, 이 구조에서 저항의 변화로부터 측정된 임계전류밀도는 약 $7.65{\times}10^{7}A/cm^2$였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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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.

• 기술사
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• 제16권3호
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• pp.68-73
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• 1983

IC전자부품 중 DIP계 종류를 바렐을 사용하여 주석도금 할 때에 그 전착현상을 조사하여 부분전류의 동태를 설명할 수 있는 변화인자를 알아보려 하였다. DIP와 같은 모양인 IC부품은 부분전도체로 구분되어지며 그 전착상태를 one-dimensional model로 분석하였을때, 가입전류밀도, 바렐의 회전속도, 용액중 금속이온 농도와 깊은 관계가 있음을 보인다. 다공질과 같은 것으로 간주한 one-dimensional model로서 의 이론식은 J=$\delta$'/$\beta$-{-c$^3$/${\gamma}$-exp-(1-$\alpha$)n$\Phi$}로 표현된다.

• 한국표면공학회지
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• 제50권3호
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• pp.192-197
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• 2017

A 6-way-cross consisting of a 2.75-inch CF flange was used as a main chamber on a PFEIFFER VACUUM TMP station based on a 67 l / sec turbo molecular pump and a diaphragm pump to produce a magnet array with a volume ratio of 5.5: 1.A 1-inch diameter copper target and graphite target were fabricated using MDX-1.5K from Advanced Energy Industries, Inc as a DC power supply. Ion current density of copper target and graphite target was measured by unbalanced magnetron sputtering. The basic pressure condition was $6.3{\times}10^{-7}mbar$ and the process pressure was Ar 50 sccm at $1.0{\times}10^{-2}mbar$ (7.5 mTorr) in the Ar atmosphere. Therefore, the relative density of copper ions reaching the substrate with the measured ion current density was derived.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.163-163
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• 2010

중적외선 영역 ($3{\sim}5\;{\mu}m$)은 공기 중에 존재하는 이산화탄소나 수증기에 의해 흡수가 일어나지 않기 때문에 군사적으로 중요한 파장 영역이며, 야간에 적을 탐지하는데 응용되고 있다. InSb는 77 K에서 중적외선 파장 흡수에 적합한 밴드갭 에너지 (0.228 eV)를 갖고 있으며, 다른 화합물 반도체와 달리 전하 수송자 이동도 (전자: $10^6\;cm^2/Vs$, 정공: $10^4\;cm^2/Vs$)가 매우 빠르기 때문에 적외선 화상 감지기 재료로 매우 적합하다. 또한 현재 중적외선 영역대에서 널리 사용되는 HgCdTe (MCT)와 대등한 소자 성능을 나타냄과 동시에 낮은 기판 가격, 소자의 제작 용이성 때문에 MCT를 대체할 물질로 주목 받고 있다. 하지만, 기판과 절연막의 계면에 존재하는 결함 때문에 에너지 밴드갭 내에 에너지 준위를 형성하여 높은 누설 전류 특성을 보인다. 따라서 InSb 적외선 소자의 구현을 위하여 고품질의 절연막의 연구가 필수적이라고 할 수 있겠다. 절연막의 특성을 알아보기 위해, n형 InSb 기판에 플라즈마 화학 기상 증착법 (PECVD)을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$를 증착하였으며, 증착 온도를 $120^{\circ}C$에서 $240^{\circ}C$까지 $40^{\circ}C$ 간격으로 변화하여 증착온도가 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 절연막과 기판의 계면 특성을 분석하기 위하여 77 K에서 커패시턴스-전압 (C-V) 분석을 하였으며, 계면 트랩 밀도는 Terman method를 이용하여 계산하였다 [1]. $Si_3N_4$를 증착하였을 경우, $120{\sim}240^{\circ}C$의 증착 온도에서 $2.4{\sim}4.9{\times}10^{12}\;cm^{-2}eV^{-1}$의 계면 트랩 밀도를 가졌으며, 증착 온도가 증가할수록 계면 트랩 밀도가 증가하는 경향을 보였다. 또한 모든 증착 온도에서 flat band voltage가 음의 전압으로 이동하였다. $SiO_2$의 경우 $120{\sim}200^{\circ}C$의 증착온도에서 $7.1{\sim}7.3{\times}10^{11}\;cm^{-2}eV^{-1}$의 계면 트랩 밀도 값을 보였으나, $240^{\circ}C$ 이상에서 계면 트랩밀도가 $12{\times}10^{11}\;cm^{-2}eV^{-1}$로 크게 증가하였다. $SiO_2$ 절연막을 사용함으로써, $Si_3N_4$ 대비 약 25% 정도 낮은 계면 트랩 밀도를 얻을 수 있었으며, 모든 증착 온도에서 양의 전압으로 flat band voltage가 이동하였다. 두 절연막에 대한 계면 트랩의 원인을 분석하기 위하여 XPS 측정을 진행하였으며, 깊이에 따른 조성 분석을 하였다. 본 실험에서 최적화된 $SiO_2$ 절연막을 이용하여 InSb 소자의 pn 접합 연구를 진행하였다. Be+ 이온 주입을 진행하고, 급속열처리(RTA) 공정을 통하여 p층을 형성하였다. -0.1 V에서 16 nA의 누설 전류 값을 보였으며, $2.6{\times}10^3\;{\Omega}\;cm^2$의 RoA (zero bias resistance area)를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.254-254
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• 2013

마그네트론 스퍼터링은 그 단순한 구조로 인하여 신뢰성과 확장성이 높은 기술이다, 이로 인해 DLC, ITO 등의 산업 분야에서 많이 사용하는 박막 공정 기술이다. 하지만 인듐과 같은 희토류 금속의 가격이 최근 상승함에 따라 나타난 낮은 타겟 효율성의 문제와 낮은 파워 밀도로 인한 기판의 추가적인 bias 추가에 따른 비용상승, 그리고 reactive 스퍼터링 시 낮은 증착률 등의 문제점들 또한 존재한다. 이러한 단점들을 해결하기 위해 많은 연구들이 이루어 졌으며, 높은 파워 밀도를 위해 High power Impulse Plasma Magnetron Sputtering (HIPIMS) 기술과 타겟 사용률을 높이기 위한 High Target Utilization Sputtering (HITUS) 등의 기술 등이 개발되었다. 본 연구에서는 직류 전원을 사용한 High density Plasma Sputtering System (HIPASS)이라 명하는 고밀도 원거리 플라즈마 소스를 이용한 스퍼터링 이용해 증착한 박막의 특성을 연구 하였다. Hollow cathode discharge에서 발생한 고밀도 플라즈마가 외부 유도 자장 코일에 의하여 타겟 표면까지 도달하게 되며, 스퍼터링 타겟의 고전압 bias에 의해 플라즈마 이온들이 가속이 이루어져 스퍼터링 공정이 이루어 지게 된다. 본 연구의 공정에서 타겟 사용 효율은 최대 90%까지 이며, 원거리 플라즈마 소스에서의 이온으로 스퍼터링을 실시함으로 인해 스퍼터링 전압과 전류의 독립적인 조절이 가능 하다. 본 연구에서 HIPASS을 이용하여 기판에 추가적인 전압 인가 없이 Ti 타겟과 아르곤/질소 혼합가스를 사용하여 TiN 박막을 증착 하였다. TiN의 증착률은 약 44 nm/min였으며, 이 박막의 XRD 분석 결과 TiN (111), (200), (220) 면들이 관찰이 되었다. 높은 스퍼터링 입자 에너지에서 증착 된 TiN 박막에서 우선적으로 나타나는(200)과 (220) 면들이, 본 실험에서는 기판에 추가적인 전압인가 없이도 우선방위 성장을 보였다. 이 박막의 micro-hardness 측정 결과 약 34.7 GPa이며, 이는 UBM 이나 HIPIMS에서 보여주는 결과에 준하거나 그 이상의 수치이다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 사용한 HIPASS 증착 공정이 높은 스퍼터링 입자 에너지를 가지기에 고밀도의 TiN 박막이 증착 된 결과로 볼 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.63-69
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• 1999

고밀도 플라즈마 source인 helical resonator의 특성을 알기 위해 Langmuir probe를 사용하여 특성 변수들-플라즈마 밀도, 전자 온도, 이온 전류 밀도-의 값을 측정하였다. 또한 $Cl_2$/poly-Si 시스템에서의 식각반응 메카니즘을 규명하기 위해 Si와 SiCi의 에미션 시그날을 분석하였다. $Cl_2$/poly-Si 식각 시스템계에서는 화학식각에 의한 반응이 물리식각에 의한 반응보다 주됨을 알 수 있다. 또한 폴리 실리콘 내의 불순물 P농도가 증가함에 따라 식각의 화학반응 산출물인 SiCl의 양이 물리식각 산출물인 Si의 양보다 급격히 증가하는 양상을 보였다. 이는 표면 반응중 형성된 Si-Cl 결합을 통해 실리콘 내부의 전자들이 Cl쪽으로 이동함으로써 Si-Cl은 더욱 유동적이며 이온화된 특성을 갖게 되고, 따라서 $Cl_2\;^+$/와 같은 에천들이 표면에 흡착될 확률이 커져 $SiCl_x$의 형성을 용이하게 하기 때문으로 생각된다. 즉 불순물 P농도가 증가함에 따라 표면의 Si를 제거하는데는 물리식각보다 화학시각이 더욱 큰 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.

• 공업화학전망
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• 제24권5호
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• pp.1-14
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• 2021

유무기 하이브리드 금속-할라이드계 페로브스카이트(organic-inorganic metal halide perovskite) 페로브스카이트 반도체 소재는 광전자 소자와 소재 연구에 새로운 연구 흐름을 만들고 있다. 태양전지 성능이 불과 과거 몇 년 사이의 짧은 연구 기간에도 불구하고, 광-전 변환 소자 중에서도 단일 소자와 적층 소자(tandem)에서 높은 광-전 변환 효율을 나타내기 때문이다. 이러한 급격한 연구 성과와 성장에도 불구하고, 페로브스카이트 소재의 다양한 광전자 특성의 평가와 결과에 대한 논의가 필요한 상황이다. 특히 내부 이온 이동이 광전자 원거리 이동 특성 평가와 해석에 영향을 주는 경우, 페로브스카이트 소재를 기반으로 한 다양한 광전자 소자의 성능 향상과 해석에 여전히 모호함을 준다. 달리 얘기하면, 이 소재의 기초 특성을 이해하고자 적용하는 다양한 기존 특성 평가 분석법의 활용과 해석에도 복잡한 영향을 미치고 있다고 할 수 있다. 이러한 페로브스카이트 소재 내에서 광전자 원거리 이동을 측정하는 새로운 방법을 소개하고자 한다. 첫 번째 방법으로, Quasi-steady 상태에서 광전도도를 전기적 특성으로 측정하고, 광조사 하에 투과 및 반사를 광학적으로 측정하여, 전도도와 광전자 밀도를 동시에 평가하는 방법으로, photo-induced transmission and reflection (PITR) 분광분석법이다. 이 분광분석법은 실제 소자의 구동조건을 구현한 상태에서 광전자의 원거리 이동에서 발생하는 광전자 밀도 변화를 반영한 광전자 이동도 특성 평가라는 장점을 가지고 있다. 두 번째 방법으로, 기존의 연속 전압 인가 방법 대신 펄스형 전압 인가 방식을 도입하는 방법으로, pulsed voltage space charge limited current (PV-SCLC) 분석법이다. 이는 펄스형 전압 인가 방법으로 이온의 이동을 최소화하여, 전류-전압 측정에서 히스테리시스가 없고 측정결과의 재현성과 신뢰도가 매우 높은 장점이 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권2호
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• pp.334-340
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• 1997

불순물 주입에 의한 $SrTiO_3$ 박막의 전기적 특성 개선에 관하여 연구하였다. 잉여 SrO가 첨가되고 Fe, Cr 이온이 불순물 도핑된 박막은 $550^{\circ}C$, $Ar/O_2$비를 변화시키면서 형성되었다. 어셉터 이온 도핑에 의한 누설전류 특성이 개선됨을 알 수 있었다. 5 mol% SrO가 첨가되고, $550^{\circ}C$, $Ar/O_2$비가 5 : 5에서 형성된 $SrTiO_3$ 박막의 유전상수 값은 320, 누설전류 밀도는 $1.0 {\times} 1.0 A/\textrm{cm}^2$까지 개선될 수 있었다. 이러한 결과는 고유전 박막의 전기적 특성을 향상시킴으로써 차세대 메모리 유전체 물질 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대한다.