• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.3
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• pp.255-260
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• 1998

The ionized magnetron sputtering is very useful in filling of small metal contact or via in ULSI processing with very high ionization upto 80% based on incoming flux ratio. But fairly high sputtering gas pressure is required to get high ionization, which instead gives low deposition rate and diverse incoming neutral's angular distribution. The electron quenching by heavily sputtered metals and gas rarefaction were considered the main causes of decreased ionization in this process. RF pulsing of sputtering power was proposed to solve those two problems. The results showed that 10㎳/10 ㎳ and 100㎳/100 ㎳ of on/off pulsings were optimal pulse conditions from OES measurements and also XRD of deposited Ag film showed distinct change of (111) to (200) preferred orientation. These results were analysed in a view point of neutral gas heating and cooling by high power sputtering.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.12 no.2
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• pp.13-17
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• 2007

Magnetoresistance(MR) in ferromagnetic thin film to make thermal evaporating method in various angle configurations were observed. The degree of transition from positive magnetoresistance to negative magnetoresistance is observed to 34 degree in anisotropy magnetoresistance experiment. In the angle configuration such that the film sample was placed perpendicular to the magnetic field, the difference of FDMP and degree of transition in iron and nickel films is observed due to the fundamental difference of magnetic easy axis.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.3 no.2
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• pp.105-110
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• 1992

In order to measure fine rotation angles by magneto-optic effects of magneto-optical recording thin films, a polarization modulation method is used. In the experiment, the polarization of laser (He-Ne laser) beam is modulated by a Faraday rotator and the amplified modulated signals are selectively detected by phase sensitive detector. The magnetic Kerr rotation and Faraday rotation hysteresis loops are investigated by this method for thermally evaporated amorphous TbFeCo thin films and RF sputtered garnet thin films. Rotation angles about $0.25^{\circ}$ are measured easily from TaFeCo thin films. In the case of longitudinal Kerr rotation, very small rotation angle of $2.5\times10^{-3^\circ}$ is measured with good accuracy of the measurement (about $1\times10^{-3^\circ}$). And it is found that each thin films have the hysteresis curves of high coercivity and good squareness.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.426-426
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• 2008

ZnO 박막과 Al이 도핑된 ZnO 다결정질 박막을 rf magnetron sputtering 방법을 이용하여 Si(100) 기판과 코닝글라스 기판에 증착하여 박막의 광학적 특성을 Spectro-scopic Ellipsometry (SE, Woollam사)와 UV-VIR-NIR Sphectrophotometry (SP, Varian사)를 사용하여 분석하였다. SE 측정은 입사각도 55도에서 75도까지 5도 간격으로 파장범위 250 - 1700 nm 에서 3 nm 간격으로 측정하였으며, SP 측정은 수직입사로 250-3000 nm 파장범위에서 1 nm 간격으로 투과도와 반사도를 측정하였다. 측정된 데이터들은 Lorentz Oscillator 모델과 Drude free electron 모델이 결합된 분산관계식을 사용하여 전산 맞춤을 하여 분석하였다. ZnO 박막의 optical band gap energy 는 3.3 eV로 측정되었으며, Al 도핑에 따른 자유전하농도가 증가에 의하여 Burstein-Moss 효과에 따르는 optical band gap energy의 증가 거동을 보였다. 또한 자유전하농도 증가에 따라 band edge 부근에서 나타나는 excitonic transition 에 기인하는 유전함수 피크의 broadening이 관찰되었으며, high frequency dielectric constant는 자유 전하농도에 관계없이 3.689${\pm}$0.05 eV 의 값을 가졌다. Drude free electron 모델을 사용하여 plasma frequency를 구하고 이로부터 얻어진 optical mobility 와 Hall mobility를 비교하여 ZnO계 다결정질 박막에서의 결정립계가 이동도에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.20.2-20.2
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• 2009

최근 무전해 식각법을 이용한 실리콘 나노와이어 합성이 다양한 각도에서 이루어지고 있다. 무전해 식각법을 통한 나노와이어 합성은, 단결정 실리콘 기판에 촉매를 올려 기판을 식각할 수 있는데, 이 방법을 이용하여 넓은 면적의 수직방향으로 배열된 10 ~ 300nm 지름의 단결정 실리콘 나노와이어를 합성할 수 있다. 본 연구에서는 무전해 식각법으로 boron이 도핑된 p-type실리콘 기판을 식각하여 실리콘 나노와이어를 합성하였고, 단일 나노와이어의 field-effect transistor(FET) 소자가 가지는 전기적 특성에 대하여 분석하였다. 특히 무전해 식각법을 이용하여 나노와이어를 합성할 때, 촉매로 사용되는 Ag particle이 나노와이어에 미치는 영향에 대해서 분석해 보았다. FET 소자의 게이트 절연막은 가장 일반적으로 사용되는 SiO2 (300nm)와 고유전체로 잘 알려진HfO2(80nm)를 사용하여 전기적 특성을 비교하여 보았다. 한편, HfO2 박막은 atomiclayer deposition(ALD)장비를 이용하여 증착하였다. 합성된 실리콘 나노와이어의 경우 X-ray diffraction(XRD)로 결정성을 확인하였으며, high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM)으로 결정성 및 나노와이어의 표면 형태를 확인하였다. 전기적 특성은 I-V 측정을 통하여 Ion/Ioff ratio, 이동도, subthreshold swing, subthreshold voltage값을 평가하였다.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.8 no.5
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• pp.161-167
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• 2017

We have fabricated and characterized $32{\times}32$ photonic quantum ring (PQR) laser arrays uniformly operable with $0.98{\mu}A$ per ring at room temperature. The typical threshold current, threshold current density, and threshold voltage are 20 mA, $0.068A/cm^2$, and 1.38 V. The top surface emitting PQR array contains GaAs multiquantum well active regions and exhibits uniform characteristics for a chip of $1.65{\times}1.65mm^2$. The peak power wavelength is $858.8{\pm}0.35nm$, the relative intensity is $0.3{\pm}0.2$, and the linewidth is $0.2{\pm}0.07nm$. We also report the wavelength division multiplexing system experiment using angle-dependent blue shift characteristics of this laser array. This photonic quantum ring laser has angle-dependent multiple-wavelength radial emission characteristics over about 10 nm tuning range generated from array devices. The array exhibits a free space detection as far as 6 m with a function of the distance.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.4
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• pp.431-439
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• 2001

In this paper, the a-Diamond films were synthesized using filtered vacuum arc source (FVAS), FVAS was composed of a torus structure with bending angle of 60 degree. The radius of torus was 266 mm, the radius of plasma duct was 80 mm and the total length was 600 mm. The magnet parts were composed of one permanent magnet and five solenoid magnets. The plasma duct was electrically isolated from the ground so that a bias voltage could be applied. The baffles inside plasma duct were installed in order to prevent the recoil effect of macro-particles. Cathode was made of graphite with 80 mm in diameter. The effects of solenoid magnet on plasma extraction were investigated by computer simulation and experiment using Taguchi's methode. The source and extraction magnet affected the arc stabilization. The extraction beam current was maximized with low value of the source magnet current and high value of the filtering magnet current. The beam current density was 3.2 mA/$\textrm{cm}^2$ and average deposition rate was 5 $\AA$/sec when the currents of arc discharge, source, extraction, bending, deflection and outlet magnet were 30 A, 1 A, 3 A, 5 A, 5 A, and 5 A, respectively. The beam current density and the efficiency of beam transportation were increased with the positive bias voltage of the plasma duct.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.13 no.4
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• pp.175-181
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• 2004

We investigated the stability of the DLC film coated on 304 stainless steel substrate by Radio frequency assisted chemical vapor deposition method. Fracture and spallation behaviour of the coating was observed during micro-tensile test of the fil $m_strate composite. As the tensile deformation progressed, the cracks of the film were observed in the perpendicular direction to the tensile axis. Further deformation resulted in the plastic deformation with $45^{\circ}$ slip bands on the substrate surface. Spallation of the film occurred with the plastic deformation, which was initiated at the cracks of the film and was aligned along the slip directions. We found that both the cracking and the spallation behaviors are strongly dependent on the pre-treatment condition, such as Ar plasma pre-treatment. The spallation of the film was considerably suppressed in an optimized condition of the substrate cleaning by Ar glow discharge. We observed the improved stability with increasing duration of Ar plasma pre-treatment.nt.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.655-655
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• 2013

그래핀은 높은 전자 이동도, 열전도도, 기계적 강도, 유연성 등의 고유한 특성으로 다양한 분야에 응용하기 위한 연구가 수행되고 있으며, 특히 전자 소자에의 적용에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 전자 소자에 적용하기 위해서는 성장 및 물성에 관한 규명, 응용 소자에 따른 특성 평가가 필요하다. 이러한 소자 특성은 그래핀 물성에 의한 영향이 기본적이지만 에칭, 전사 등의 공정 중 발생하는 오염, 표면 특성, 잔여물 등에 의한 물성 변화 또한 분석 및 제어에 관한 연구가 필요하다. 열화학증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용한 그래핀 합성은 구리 기판을 사용하며, 합성된 그래핀의 에칭, 박리 및 전사 공정이 있다. 이러한 공정 중 발생하는 오염 입자가 그래핀 표면에 흡착되거나, 제거되지 않은 PMMA 잔여물이 그래핀의 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터의 표면 충돌을 이용하여 이러한 오염 물질 및 잔여물을 제거하고 그래핀 표면을 평탄화하는 것에 관한 연구를 수행하였다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기 까지 성장 하게 된다. 클러스터를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반 한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 본 연구에서는 이러한 변수들을 제어하여 클러스터를 이용한 그래핀 표면 처리 실험을 수행하였다. 평가는 클러스터 표면 처리 전과 후의 특성 비교에 기반 하였으며, 광학 현미경을 이용한 표면 형상 측정, 라만분광 분석, AFM을 이용한 표면 조도 측정, 그래핀 면저항 측정 결과를 비교하였다. 평가 결과를 통하여 표면 처리를 하지 않은 그래핀에 비하여 면저항과 표면 조도가 낮아지는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 클러스터 세정은 300 mm 웨이퍼 크기 이상의 대면적을 짧은 시간에 건식으로 세정할 수 있다는 장점이 있어 향후 최적화를 통해 그래핀 양산 시 특성 향상을 위한 후처리 방법으로 사용될 수 있음을 확인하였다.