• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.283-283
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• 2011

본 연구에서는 XRR 측정에 있어 박막두께 표준보급을 하기 위하여 표준물질을 이온빔 스퍼터링 증착법을 이용하여 제작하였다. 시편제작 시 공기 중 노출에 의해 산화가 되지 않는 산화물 박막과 산화물 기판을 선택하였다. 기판 및 타겟물질 등을 변화시키면서 제작된 시편의 특성을 살펴보았다. 사용된 타겟 물질로는 HfO2, Ta2O5, Cr2O3를 사용하였으며, 기판으로는 glass, sapphire, quartz, SiO2(1 ${\mu}m$-thermal oxidation)를 사용하였다. 산화물 타겟을 사용하여 증착 시 타겟 주위로 생기는 전하들의 charge build-up 되는 현상은 neutralizer를 사용함으로써 문제를 해결하였다. 제작된 시편은 XRR을 이용하여 측정하였고, XRR simulation과 curve fitting을 통하여 박막의 두께, 표면 및 계면의 거칠기, 밀도를 평가하였다. 기판으로 사용된 glass, quartz는 타겟 물질과 관계없이 표면 거칠기가 좋지 않아 XRR 반사율이 급격히 떨어지면서 측정되는 각도의 영역이 작아졌다. sapphire로 제작한 시편에서는 측정된 데이터와 simulation의 curve fitting이 양호하지 않았다. 이 문제는 현재 조사중에 있다. SiO2 기판으로 제작한 시편의 경우 타겟 물질과 관계없이 XRR curve fitting 결과가 양호 하였다. 그 중 Cr2O3의 결과가 다른 타겟 물질에 비해 x 2 값이 작았고 반사율 곡선에서의 거칠기와 진폭도 양호하였다. 위 연구결과로써 SiO2 기판을 사용한 Cr2O3 타겟 물질로 제작된 시편이 XRR 박막 두께 표준물질로써 적합한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.141-141
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• 2012

X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법과 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 인하여 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR은 두께 분석 측정의 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 XRR용 두께 표준물질을 이온빔 스퍼터링 증착방법을 이용하여 제작하였다. 두께 표준물질 제작에 있어 공기 중 노출에 의해 산화가 되지 않는 산화물 박막과 산화물 기판을 선택하였다. 후보물질은 glass, sapphire, quartz, SiO2기판과 HfO2, Ta2O5, Cr2O3 산화물 타켓을 이용하여 박막을 제작하였다. 제작된 후 보물질은 교정된 XRR을 통하여 박막의 두께, 계면 및 표면 거칠기, 밀도등 박막의 구조특성분석을 하였다. Glass, quartz의 경우 기판 표면 거칠기가 좋지 않아 제작된 샘플의 X-선 반사율 곡선이 급격히 떨어지면서 측정되는 각도의 영역이 작아졌다. Sapphire로 제작한 시편은 측정된 데이터와 simulation의 curve fitting이 양호하지 않았다. 이 중 SiO2기판을 사용하고 HfO2박막을 증착한 샘플이 다른 후보물질보다 XRR curve fitting 결과가 가장 양호하여 두께 표준물질로 응용하기에 적절하였다. 그리고 AFM (Atomic Force MicroScope)을 이용하여 기판의 거칠기 및 증착한 박막표면 거칠기 측정을 하였고, TEM (Transmission Electron Microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 데이터와 비교하였다. 이러한 결과를 토대로 XRR용 두께 표준물질 제작할 수 있었고, 추후 불확도 평가 및 비교실험을 통하여 제작된 XRR용 두께 표준물질을 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.62-63
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• 2000

다양한 분야의 요구에 따라 반사율이 99.995% 이상인 고반사 저손실 반사경의 제작이 가능해 지면서 반사경의 산란, 투과, 흡수 및 손실 등을 측정하는 여러 측정 방법들도 더불어 연구되어 왔다. 적용 분야에 따라 사용될 반사경의 특성이 결정되는데 그 중 중력파 측정 장치$^{(1)}$ , 광자 감쇠 분광기$^{(2)}$ 등의 분야에서는 투과, 산란 및 흡수가 모두 작은 저손실 반사경을 요구한다. 한편 링 레이저 자이로스코프의 경우 반사경의 산란이 곧 lock-in을 결정하여 성능을 제한하는 중요한 변수가 된다. 따라서 이 응용의 경우 반사경의 산란을 정확히 측정하는 일은 중요하며 위치에 따른 산란분포 정보를 알면 링 레이저 자이로스코프의 성능 예측과 개선이 더욱 쉬워진다. 산란을 측정하는 직접적인 방법에는 ARS(angle resolved scattering)과 TIS(total integrated scattering)이 있는데, 본 연구에서는 TIS 측정 장비를 반사경의 위치에 따른 산란분포까지 측정할 수 있도록 mapping 기능을 첨가하고 이온빔 스퍼터링에 의해 제작된 저산란 반사경을 측정하기 위해 높은 분해능을 갖도록 구성하였다. 반사경의 응용분야의 필요에 의해 45$^{\circ}$ 산란을 측정하였다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.211-211
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• 2010

지난 수년간 비휘발성 메모리는 휴대용 전자기기 시장의 증가로 인해 많은 주목을 받아왔다. 그러나 현재 주로 쓰이고 있는 다결정 실리콘을 부유게이트층을 이용한 소자는 한계점을 보이고 있다. 이러한 이유로 최근에는 반도체 나노점이나 금속 나노점을 이용하는 비휘발성 메모리가 각광을 받고 있다. 이 메모리들은 빠른 쓰기/지우기 속도, 긴 저장시간, 낮은 구동전압 등의 이점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이온빔 스퍼터링 방법을 이용해 $SiO_2$/Zr nanodots (ND)/$SiO_2$ trilayer 구조를 제작하였다. tunnel oxide와 control oxide의 두께는 각각 3nm, 15nm 이며 Zr의 양을 변화시키며 그에 따른 Zr ND과 메모리 효과의 변화를 관찰하였다. 고분해능 전자현미경과 광전자 분광기를 이용해 Zr ND의 형성을 확인하였고 열처리 후 $ZrO_2$ ND로 상이 변화함을 관찰하였다. -10 ~ +10V의 측정 조건 하에서 Zr의 양이 증가함에 따라 메모리 폭은 최대 5.8V까지 증가하였다. 또한 쓰기 상태에서 메모리 폭과 전하 손실비율은 열처리 후가 감소하였고 이는 $SiO_2$와 Zr ND의 계면에서 생성되는 $ZrO_2$의 영향인 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.34 no.2
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• pp.99-104
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• 2021

Ion-beam sputtering (IBS) was used to deposit semiconducting IZTO (indium zinc tin oxide) thin films onto heavily-doped Si substrates using a sintered ceramic target with the nominal composition In0.4Zn0.5Sn0.1O1.5, which could work as a channel layer for oxide TFT (oxide thin film transistor) devices. The crystallization behavior and electrical properties were examined for the films in terms of deposition parameters, i.e. target tilt angle and substrate temperature during deposition. The thickness uniformity of the films were examined using a stylus profilometer. The observed difference in electrical properties was not related to the degree of crystallization but to the deposition temperature which affected charge carrier concentration (n), electrical resistivity (ρ), sheet resistance (Rs), and Hall mobility (μH) values of the films.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.354-354
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• 2012

실리콘 양자점 태양전지는 실리콘이 nm 크기의 양자점으로 될 경우 밴드갭이 증가하여 태양광 중의 가시광선을 광전변환에 활용함으로써 효율을 향상시키는 차세대 태양전지이다. 그러나 실리콘 양자점이 SiO2 매질 내에 분포하므로 양자점층의 두께가 증가할 경우 박막의 직렬저항이 증가하여 일정 두께 이상이 되면 효율이 감소하는 결과를 가져온다. 본 연구에서는 두께증가에 따른 효율저하 문제를 해결하기 위해 다결정 실리콘으로 이루어진 완충층을 도입 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 두 가지 형태의 실리콘 양자점 태양전지를 제작하여 광전변환 특성을 비교하였다. 첫 번재 구조는 B이 도핑된 단일 실리콘 양자점층 태양전지이다. 양자점층은 2 nm SiOx 층과 2 nm SiO2 층을 적층한 후 $1,100^{\circ}C$에서 20분간 질소 분위기에서 급속 열처리하여 제작하였다. 실리콘 양자점 층의 두께를 40 nm에서 200 nm까지 변화시키면서 효율을 측정한 결과 100 nm 정도에서 효율이 감소하기 시작하였다. 이러한 효율감소는 양자점층의 저항 증가에 따른 전류감소에 의함이 확인되었다. 이와는 대조적으로 실리콘 양자점 층의 저항을 줄이기 위해 실리콘 양자점층 내에 50 nm 간격으로 10 nm 두께의 B이 도핑된 다결정 실리콘층을 배치하는 실리콘 양자점 태양전지를 개발하였다. 이러한 실리콘 양자점 층의 두께를 증가시킬 경우 효율이 지속적으로 증가함을 관찰하였다. 이러한 두 가지 형태의 양자점층을 이차이온질량분석법으로 분석한 결과 단일 실리콘 양자점층의 경우 두께가 약 70 nm 정도부터 이온빔 스퍼터링에 의한 저항증가에 따른 대전현상 (charging)이 관찰되었으나 다결정 실리콘 층이 배치된 실리콘 양자점층에서는 전혀 대전현상이 발생하지 않았다. 이는 다결정 실리콘 층이 캐리어를 이동시키는 매개체 역할을 하는 것으로 해석될 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.9 no.4
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• pp.205-211
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• 2015

At a recent medical imaging technology, the major issue of X-ray diagnosis in breast cancer is the early detection of breast cancer and low patient's exposure dose. As one of studies to acquire a monochromatic X-ray, Technologies using multilayer mirror had been preceded. However, a uniform multilayer mirror that consists of uniform thin-film thickness can acquire a monochromatic X-ray only in the partial area corresponds to angle of incidence of white X-ray, so there are limits for X-ray imaging technology applications. In this study, we designed laterally graded multilayer mirror(below GML) that reflects same monochromatic X-ray over the entire area of thin-film mirror, which have the the thickness of the linear gradient that correspond to angle of incidence of white X-ray. By using ion-beam sputtering system added the mask control system we fabricated a GML which has size of $100{\times}100mm^2$. The GML is designed to achieve the monochromatic X-ray of 17.5kev energy and has thin-film thickness change from 4.62nm to 6.57nm(3.87nm at center). It reflects the monochromatic X-ray with reflectivity of more than 60 percent, FWHM of below 2.6keV and X-ray beam width of about 3mm. The monochromatic X-ray corresponded to 17.5keV using GML would have wide application in development of mammography system with high contrast and low dose.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.14 no.2
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• pp.59-64
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• 2004

We investigated the soft magnetic properties of nanocrystalline Fe-Al-O film as etching the oxide film with ion beam etching method. It is thought that the grain size of Fe-Al-O film increases as the thickness decreases. The coercivity and squareness increase with decreasing thickness. The surface curvature of Am images increases when the etching experiment proceeds. This phenomena could be due to the grain growth which occurs during sputtering. This grain growth could be assisted by the the plasma energy during sputtering. Therefore proper thickness should be searched to acquire the good soft magnetic properties for the nanocrystalline film material. Good soft magnetic properties of Fe-Al-O film was acquired at the thickness of more than 900 nm.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.24 no.2
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• pp.77-81
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• 2011

Aluminum nitride (AlN) thin films were prepared by using nitrogen ion beam assisted reactive radio frequency (RF) magnetron sputtering on the glass substrates without intentional substrate heating. After deposition, the effect of nitrogen ion beam energy on the structural and optical properties of AlN films were investigated by x-ray diffraction (XRD), atomic force microscope (AFM) and UV-Vis. spectrophotometer, respectively. AlN films deposited with $N^+$ ion irradiation at 100 eV show the higher (002) peak intensity in XRD pattern than other films. It means that $N^+$ ion energy of 100 eV is the favorable condition for low temperature crystallization. AFM images also show that surface average roughness is increased from 1.5 to 9.6 nm with $N^+$ ion energy in this study. In an optical observation, AlN films which deposited by $N^+$ ion beam energy of 100 eV show the higher transmittance than that of the films prepared with the other $N^+$ ion beam conditions.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.13 no.4
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• pp.336-339
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• 2002

For the improvement of the lock-in frequency of a ring laser gyro, a low-scattering mirror was employed in the laser resonator. A super-polishing technique produced fine mirror substrates of less than 1-A-rms-roughness. The mirror coating using an ionbeam sputtering technique reduced the scattering loss to less than 30 ppm. As a result of the mirror scattering enhancement of the ring laser, the lock-in frequency of the gyro was improved up to about 0.1 deg/sec.