• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.265-266
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• 2012

의료용 X-ray의 발전에 따라, 영상의 Digital화가 필요하게 되었다. Digital 영상 구현을 위해 다양한 형태의 영상 검출기가 개발되었다. 진단 영상의 조건으로는 구현 시간이 빠르고 해상도가 높아야 한다. 조건에 부합하는 Flat panel 형태의 직접방식과 간접방식 검출기의 개발이 주로 이루어졌으며, X-ray 검출 효율이 높고 공간 분해능이 높은 직접 방식의 검출기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 직접방식의 X-ray 검출물질로는 A-Se이 이용되었다. 하지만 A-Se의 경우 낮은 원자번호로 인해 X-ray에 대한효율이 낮으며, 제조 공정과 수율의 문제로 인해 대체 물질의 개발과 공정의 개선이 필요하다. 선행 연구를 통해 X-ray 검출물질의 전기적 특성을 파악을 통해 대체 물질로서 가능성을 알아보았다. 본 연구에서는 기존에 제작된 X-ray 검출물질의 상부전극 증착 물질과 증착법 선정에 대한 연구이다. 선행 연구를 통해 선정된 X-ray 검출물질은 HgI2이다. 상, 하부 전극 선택에 있어 HgI2의 일함수 값(4.15eV)을 고려하여 그와 비슷한 일함수 값을 가진 물질로 전기적 장벽을 제거하여야 한다. 따라서, ITO (일함수 4.45eV)와 Au (일함수 5.1eV)을 선택하였다. ITO의 증착으로 이용된 방법으로는 on-axis 형태의 magnetron plasma sputtering을 이용하였으며, Au의 증착으로 이용된 방법은 Thermal evaporation deposition을 이용하였다. plasma sputtering에 이용된 타겟은 In2O3;SnO2 (조성비:90:10wt%)를 사용하였으며, Chamber의 크기는 넓이 456 ${\phi}cm^2$ 높이 25 cm이며, 로 target과 기판과의 거리는 15cm이다. plasma발생에 필요한 가스로는 Ar과 O2를 이용하였다. 고 진공 환경 조성에 이용된 장비로는 Rotary pump와 Turbo molecular pump이다. plasma 발생 전 진공도는 $3.2{\times}10^{-5}$ Torr, 발생 후 진공도는 $5.1{\times}10^{-5}$ Torr이다. plasma 환경이 조성된 후 증착 시간은 1분 30초이다. Au는 순도 99.999%를 이용하였으며, 이용된 금은 1회 증착에 0.3 g을 이용하였다. Chamber의 넓이 1,444 ${\phi}cm^2$이며, 높이 40 cm, boat와 기판과의 거리는 25 cm이다. 고 진공 환경 조성에 이용된 장비로는 Rotary pump와 diffusion pump를 이용하였다. Au의 승화 전 진공도는 $2.4{\times}10^{-5}$ Torr 증착 시 진공도는 $4.2{\times}10^{-5}$ Torr이며, Boat에 가해준 전압, 전류는 0.97 V, 47 A이며, 증착 시간은 1분 30초이다. 광도전체 층에 각각 증착된 전극의 저항을 통해 증착상태를 판단하였다. DMM (Digital Multimeter)로 1 cm 간격으로 측정된 표면의 저항은 ITO 약 $8{\Omega}$, Au 약 $3{\Omega}$으로 전극으로서 이용이 가능한 상태이다. Au와 ITO가 증착된 HgI2 시편의 전기적 특성은 기존에 이용된 X-ray 변환물질의 성능보다 우수하였다. 하지만 Au와 ITO가 각각 증착된 시편의 전기적 특성은 큰 차이를 보이지 않았다. ITO의 경우 진공 상태에서 이용되는 Gas가 이용되며, Plasma 환경 조성 유지가 어려운 점이 있다. Au전극은 증착 환경 조성이 쉽지만, 전극 물질 이용효율이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구를 통해 X-ray 변환물질인 HgI2의 전극물질로 Au와 ITO의 이용가능성을 알아보았다. 두 전극으로 제작된 검출기의 성능은 큰 차이 없이 우수하였고, 전기적 장벽 상태가 낮아 높은 검출 효율을 보였다. 상대적으로 Au 전극의 공정이 간단하고 수율이 높다. 하지만 Au Source의 이용 효율이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구의 결과를 통해 공정상의 유리함과 Source의 이용효율을 고려한 분석에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.4
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• pp.293-299
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• 1998

We have investigated the atomic and electronic structures of Cu-adsorbed Si(100)-2$\times$1 surface, by using LEED and UPS. In the UPS spectra, the weak structures (peaks) related to Cu silicide appeared for low coverages less than 1.3 ML at room temperature, and the intensity of Cu 3d band rapidly increased with respect to Cu coverages. The Cu silicide peaks become clear after Cu deposition at room temperature followed by high temperature annealing ($\geq 300^{\circ}C$) or for Cu deposited surface at the substrate temperature of $400^{\circ}C$. On the other hand, these structures disappeared by annealing at $750^{\circ}C$. At very low coverage, a surface state near Fermi level $(E_F)$ was observed at $400^{\circ}C$. According to the rigid band model, it seems to be originated from the surface empty state occupied partially with Cu 4s electron. In the LEED patterns, no Cu-induced superstructure observed for RT-depositions and post annealing, while there were several surface structures which depend on substrate temperatures and coverages. we observed the clean surface 2$\times$1+2$\times$2 phase for 1.5 ML at $400^{\circ}C$, the clean surface 2$\times$1+5$\times$1 phase for 0.5 ML at $450^{\circ}C$ and the clean surface 2$\times$1+2$\times$2+5$\times$2+5$\times$5+10$\times$2 mixed phases for 3 ML at $450^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.389.1-389.1
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• 2014

최근의 환경 및 에너지에 대한 관심으로 수요가 증가하고 있는 하이브리드 및 전기 자동차나 태양광발전, 풍력발전용의 인버터기기에는 고에너지밀도 커패시터가 필수적이 되었다. 높은 에너지 밀도를 요구하는 전력전자, 펄스파워 등의 응용분야에 사용되는 고에너지밀도 커패시터는 PET (Polyethylene terephtalate)와 PP (Polypropylene)와 같은 폴리머 유전체를 사용하는 범용 필름 커패시터가 사용되었으나 사용 요구 조건의 한계에 도달하여, 새로운 유전체를 적용하는 커패시터가 절실히 필요한 상황이다. PET와 PP와 같은 유전체는 유전상수가 2~3의 낮은 값을 가지고 있어 고에너지밀도를 구현하기가 어렵다. 본 연구에서는 새롭게 요구되고 있는 고에너지 밀도 커패시터의의 성능을 만족시키기 위하여 $20{\sim}50{\mu}m$ 두께의 PET 필름상에 세라믹 유전체인 $ZrO_2$ 박막을 스퍼터(Sputter) 증착법에 의해 코팅하여 종래의 필름 커패시터와 세라믹 커패시터의 장점을 갖는 커패시터를 제조하기 위한 박막 유전재료의 개발을 목표로 하였다. 수백 nm~수 ${\mu}m$ 두께의 $ZrO_2$ 박막을 스퍼터링 공정조건에 따라 증착한 후 박막의 결정성, 기판과의 부착성, 증착속도, 유전상수, 절연파괴강도, 온도안정성 등을 XRD, SEM, AFM, EDS, XPS, Impedance analyzer 등에 의해 평가하였다. $ZrO_2$ 유전체막은 상온에서 증착하였음에도 정방정(tetragonal)구조의 결정질로 성장하였고 증착압력이 증가함에 따라 주피크의 세기가 감소하였다. 증착 중 산소가스를 주입하였을 경우에도 결정질막으로 성장하였다. 증착막들은 산소가스의 양이 증가함에 따라 짙은 흰색으로 변하였으며 PET 기판과의 접착력도 약해졌다. 또한 거칠기는 Ar가스만으로 증착한 경우보다 증가하였으며 24~66 nm의 평균 거칠기값을 보였다. PET위에 Ar가스만으로 증착한 $ZrO_2$의 비유전율은 1kHz에서 116~87의 비유전율을 보여 PET에 비해 매우 우수한 특성을 보였다. $ZrO_2$ 막들은 300kV/cm의 전계에서 대략 10-8A 이하의 누설전류를 보였다. 증착가스비를 달리하여 제조된 시편에서도 유사한 누설전류값을 나타내었다. 300 kV/cm 전후의 전계까지 측정한 $ZrO_2$ 막의 P-E (polarization-electric field) 특성을 확인하였는데, 5 mTorr의 압력에서 증착한 막은 253 kV/cm에서 $5.5{\mu}C/cm^2$의 분극값을 보였다. P-E커브의 기울기와 분극량에 따라 에너지밀도가 달라지므로 공정조건에 따라 에너지밀도가 변화됨을 예측할 수 있었다. PET위에 스퍼터 증착한 $ZrO_2$ 유전체막은 5mTorr의 Ar가스분위기에서 제조할 때 가장 안정적인 구조를 보였으며, 고에너지밀도 커패시터에의 적용가능성을 보였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.12
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• pp.1211-1215
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• 1999

Fluorinated amorphous carbon (a-C:F) films were prepared by an electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECRCVD) system using a gas mixture of $C_2F_6$ and $CH_4$ over a range of deposition temperature (room temperature ~ 300$^{\circ}C$). 500$^{\AA}C$ thick DLC films were pre-deposited on Si substrate to improve the strength between substrate and a-C:F film. The chemical bonding structure, chemical composition, surface roughness and dielectric constant of a-C:F films deposited by varying the deposition temperature were studied with a variety of techniques, such as Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), atomic force microscopy (AFM) and capacitance-voltage(C-V) measurement. Both deposition rate and fluorine content decreased linearly with increasing deposition temperature. As the deposition temperature increased from room temperature to 300$^{\circ}C$, the fluorine concentration decreased from 53.9at.% down to 41.0at.%. The dielectric constant increased from 2.45 to 2.71 with increasing the deposition temperature from room temperature to 300$^{\circ}C$. The film shrinkage was reduced with increasing deposition temperature. This results ascribed by the increased crosslinking in the films at the higher deposition temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.164-164
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• 2012

저진공 (＞100 mTorr)에서 냉음극 변압기 전원 소스를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 시스템을 개발하였다. 또한 이 장치를 이용하여 Tetraethylorthosilicate (TEOS)를 기화시켜 이산화규소 ($SiO_2$) 박막 증착 기술을 연구하였다. 공정 압력은 400~1,000 mT이었다. 증착된 박막의 박막 두께, 굴절률 등의 측정을 실시하였다. 결과를 요약하면, 플라즈마 공정 압력이 증가함에 따라 박막 증착 속도는 약 200~300 A/min이었다. 또한 전압이 1,100에서 2,100 V로 증가함에 따라 산화막의 증착 속도는 약 300에서 40 nm/min으로 증가하였다. TEOS만을 사용하였을 때 굴절률은 약 1.5~1.6정도였다. 그러나 TEOS에 산소를 추가하면 자연 산화막의 굴절률인 1.46을 쉽게 얻을 수 있었다. 초기 연구 결과를 정리하면 냉음극 변압기 플라즈마 장치는 향후 실용적인 산화막 플라즈마 증착 연구 장치로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.94.1-94.1
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• 2010

RF 마크네트론 스퍼트를 이용하여 유리 기판 위에 태양전지 투명전극용 Al 도핑된 ZnO(AZO)를 증착하였다. Si 박막 태양전지용 투명전극으로 사용될 AZO의 광학 및 구조적 특성을 향상시키기 위해서 증착온도 및 Ar 가스의 유량비를 조절하여 증착하였다. 상온에서 500도 범위 내에서 증착하였고, 10에서 40 sccm의 범위 내에서 Ar의 유량을 변화시켰다. 증착된 AZO의 광학적 특성은 UV-spectrometer를 이용하여 측정하였고, 구조적 특성은 XRD를 이용하여 측정하였다. 가스의 유량비에 따라 광학 및 구조적 특성의 의존성을 나타내고, 가스 유량비를 조절하여 태양전지용 투명전극의 광학 및 구조적 특성의 최적화를 이룰 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.119-119
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• 2009

선택적 액상증착(Selective Liquid Phase Deposition)을 이용하면, 기존의 열에 의한 손상 없이 섭씨 50도 이하의 낮은 온도로 실리콘 산화물을 증착시킬 수 있다. 형성된 액상증착 실리콘 산화물은 조직이 매우 치밀하며 표면이 매우 고르게 형성됨을 확인하였다. 뿐만 아니라, 액상증착 실리콘 산화물의 누설 전류 또한 매우 낮음을 확인하였다. 또한 형성된 박막에 다양한 온도 하에서 열처리하여 산화막의 특성 변화를 관찰하였으며, 열처리 후에도 박막의 표면 거칠기나 누설전류의 변화가 미미한 것을 확인하였다. 이것은 액상증착 실리콘 산화물이 열처리 유무와 관계없이 집적회로에서 좋은 절연소재로 사용될 수 있는 가능성을 내포한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.164-164
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• 2003

UV 발광소자 재료로서 유망한 ZnO film을 ALE법으로 증착하고 photoluminescence특성을 조사하였다. Zn소스로서 DEZn(Diethylzinc)를, 산소 소스로서 DI water를 사용하였고 $N_2$ gas로서 챔버내에 주입된 소스물질을 purge하였다. ALE 공정온도 범위인 17$0^{\circ}C$와 CVD 반응온도 범위인 40$0^{\circ}C$로 ZnO 박막을 증착하고 이 시편을 산소 분위기에서 600-100$0^{\circ}C$의 온도로 1시간 동안 열처리하였다. 그리고 He-Cd laser를 사용하여 photoluminescence를 측정하였다. 17$0^{\circ}C$와 40$0^{\circ}C$ 에서 증착된 시편 모두 as-grown 상태에서는 거의 발광특성을 나타내지 못하였으나 후열처리를 거치면서 발광특성을 나타내었고 열처리 온도가 높을수록 발광강도가 증가하였다. 40$0^{\circ}C$에서의 증착된 시편의 경우는CVD반응이 발생하여 Zn-Zn결합이 많이 생성되어 열처리 온도가 증가하여도 발광강도가 약하였고 가시광 영역의 발광 또한 크게 증가하였으며 17$0^{\circ}C$에서 증착된 시편의 경우는 열처리 온도가 증가할수록 UV영역의 발광강도만이 크게 증가하였으며 가시광 영역의 발광은 거의 증가하지 않았다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.4
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• pp.365-369
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• 2001

플라즈마 화학증착법(PECVD)에 의해 실리콘 (100) 기판 위에 3C-SiC막을 증착하였다. 증착반응시 유입가스비, R$_{x}$[=CH$_4$/(CH$_4$+H$_2$)]에 따른 증착막의 결정성에 대해 검토하였다. 증착된 3C-SiC막의 결정성은 R$_{x}$ 값이 감소할수록 더욱 향상되었으며, 형성된 결정상은 (111) 면으로 최대의 우선배향성을 가졌다. Nanoindentation 방법을 이용하여 3C-SiC막의 압입깊이에 따른 경도 및 탄성계수를 측정하였으며, 유입가스비(R$_{x}$)의 변화에 따라서 막의 경도 및 탄성계수가 뚜렷이 변화하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07d
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• pp.1226-1228
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• 1997

펄스 레이저 증착법을 이용하여 MgO 기판 위에 YBCO 박막을 c 축으로 성장시켰다. 이를 위하여 다양한 두께의 YBCO 박막을 여러 온도에서 증착시킴으로서 두께와 온도에 따른 YBCO 박막의 방향성을 조사하였다. 레이저원으로는 Nd:YAG 레이저의 355 nm의 파장을 이용하였으며, 증착시 기판온도는 $700^{\circ}C$와 $750^{\circ}C$에서 박막의 두께를 $3,000{\AA}$, $10,000{\AA}$, $20,000{\AA}$ 등으로 변화시켜 증착하였다. 이렇게 증착되어진 박막의 표면은 SEM으로 관촬되어졌으며, Raman Spectrascopy로 박막을 분석하였고, XRD를 사용하여 그 박막의 배향성을 연구하였다. 본 논문에서는 이와 같은 분석과 연구를 통하여 증착되어진 다성분 박막의 배향성이 기판온도와 박막두께에 따라 민감하게 변화함을 체계적으로 분석하였으며, 그 결과 기판온도와 박막 두께에 따른 YBCO 박막의 a 축, c 축 성장의 의존성을 확인하였다.