• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.3
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• pp.355-359
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• 1993

전자빔증착기를 이용하여 적외선영역에서 직접천이형 에너지갭을 갖는 III-V족 2원 화합물 반도체인 InSb 박막을 제작하여 전기, 자기적 특성을 조사하였다. 기판온도 $350^{\circ}C$에서 증착된 박막을 $425^{\circ}C$의 온도에서 30분 동안 아닐링한 박막은 In2O3 피크가 없어지고, InSb 피크만 나타났으며, 이대의 격자상수 $\alpha$0는 $6.49AA$이었다. 기판온도 35$0^{\circ}C$까지는 InSb 박막의 결정화가 일어나 전자 이동도가 증가하고 비저항은 감소하여다. 자계 0.5~9kG범위에서 van der Pauw 방법으로 홀효과를 측정하여 전기, 자기적 특성을 조사하였다. 최적의 조건에서 증착된 박막의 전도형은 n형이었고, 실온에서 캐리어 농도 및 이동도는 각각 2.55$\times$1016cm-3, 2.83$\times$104$ extrm{cm}^2$/V.sec이었다. 자계가 증가할수록 자계저항은 증가하였고, 9kG에서 자계저항은 1.98이었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.430-430
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• 2012

Modulated pulsed power (MPP) 스퍼터링은 펄스 전압 shape, amplitude, duration의 modulation을 통해 증착율 손실을 극복하는 고출력 펄스 마그네트론 스퍼터링의 한 종류이다. Micro second 범위에서 on/off 시간을 다중 세트 형태로 자유롭게 프로그램 할 수 있어서 아킹 없이 고전류 영역의 마그네트론 동작을 할 수 있으므로, 고주파 유도 결합 플라즈마원이나 마이크로웨이브 투입 등의 부가적인 플라즈마 없이도 스퍼터링 재료의 이온화 정도를 획기적으로 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 $2{\times}1{\times}0.2$의 sputtering system에서 기판 캐리어를 이용해서 $400{\times}400mm$ 기판을 $272{\times}500mm$ 크기의 AZO target (Al 2 wt%)이 설치되어 있는 moving magnet cathode (MMC)을 이용하여 MPP로 증착했다. 두 종류의 micro pulse set을 하나의 macro pulse에 사용함으로서 weakly ionized plasma와 strongly ionized plasma를 만들 수 있다. 다양한 micro pulse set을 이용하여 평균 전력 2 kW에서 peak 전력을 4 kW에서 45 kW까지 상승 시킬 수 있으며, 이 때 타겟-기판 거리 80 mm에서 이온전류밀도는 $5mA/cm^2$에서 $20mA/cm^2$까지 상승했다. MPP는 같은 평균 전력에서 repetition frequency가 증가할 때, 증착 속도가 증가했으며, 같은 repetition frequency에서 macro pulse length가 증가할 때도, 증착 속도가 증가했다. 최적화된 marco, micro pulse set에서 증착 속도는 평균 전력 2 kW에서 110 nm/min이었고, 700 nm의 박막에서 비저항은 $1-2{\times}10^{-3}ohm{\cdot}cm$였다. 표면거칠기 Rrms는 약 3 nm였고, 400-700 nm 영역의 평균 투과도는 72-76%였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.200.1-200.1
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• 2013

실리콘 태양전지 표면에는 구조적인 결함에 의해 소수 캐리어의 재결합이 일어난다. 재결합에 의해 캐리어의 반송자 수명은 줄어들게 되고, 태양전지의 효율은 감소하게 된다. 이를 줄이기 위해 태양전지 전 후면에 패시베이션을 하게 되는데, 이번 연구는 단결정 실리콘 태양전지 전면에 SiNx막을 증착함으로 수소 패시베이션이 반송자 수명에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 공정을 위해 $156{\times}156mm^2$, 200 ${\mu}m$, 0.5-3.0 ${\Omega}{\cdot}cm$ and p-type 단결정 실리콘 웨이퍼를 사용하였고, SiNx막을 올리기 전에 KOH 8.5% 용액으로 SDR을 실행하였다. RF-PECVD 장비로 SiNx 막을 증착하였고 증착 온도는 $200{\sim}400^{\circ}C$, 반응기 내부의 압력을 200~1,000 mtorr, SiH4/NH3/N2 각각의 가스 비율 조절, 그리고 플라즈마 RF power 변화시킴에 따라 증착된 SiNx막의 균일도 및 특성을 분석하였다. 반사광 측정 장비인 Reflectometer장비로 막의 두께와 굴절률, 반사율을 측정하였고, 반송자 수명을 측정하여 태양전지의 표면결함을 최대한 패시베이션 시켜주는 조건에 대한 연구를 수행하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.1 no.2
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• pp.286-290
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• 1992

본 논문은 Al, Ag 박막에서 엘렉트로마이그레이션 현상에 의한 힐록, 기공형성과 접착력에 대하여 연구하였다. Mo 보트를 이용하여 1 $\times$ 10-7Torr의 진공도에서 전자빔 증착 기로 현미경용 유리기판에 약 1$000AA$의 두께로 Al, Ag 박막을 각각 증착하였다. Al, Ag 박 막에서 엘렉트로마이그레이션에 의한 결함을 연구하기 위하여 1 $\times$ 105(A/cm2)의 d.c. 전류 를 인가하였고 Scratch Method와 Tape Method로 Al과 Ag 박막의 접착력을 측정하였다. 가공과 힐록, 그리고 스크레치 채널은 SEM과 광학현미경 사진을 이용하여 분석하였다. Al 박막에서는 엘렉트로마이그레이션으로 힐록과 기공이 양극부분과 음극부분에서 각각 관찰되 었다. 반면에 Ag 박막에서는 Coulombic force에 의해 기공과 힐록이 양극부분과 음극부분 에서 각각 형성되어 역엘렉트로마이그레이션 현상을 보였다. 접착력은 산소 친화력이 강한 Al 박막에서 Ag 박막보다 크게 나타났다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.1 no.3
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• pp.382-388
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• 1992

Electromigration은 인가된 전계하에서 발생하는 전자풍력에 의한 금속 이온의 현 상이며, 반도체 디바이스의 주요 결함 원인으로 보고되어 왔다. 선폭 1$mu extrm{m}$의 Al-1%Si 금속 박막전도체에 대한 electromigration 수명 실험을 위해 인가된 d.c. 전류밀도는 10MA/cm2 이었고, electromigration에 대한 활성화 에너지 측정을 위한 분위기 온도는 $80^{\circ}C$, 10$0^{\circ}C$ 그리고 $120^{\circ}C$이었다. 평균수명 및 신뢰성에 대한 보호 절연막 효과를 위해 두께 3000 $\AA$의 SiO2 산화막을 sputtering 진공증착기를 사용하여 Al-1%Si 금속 박막 전도체 위에 증착하였 다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. Al-1%Si 금속 박막 전도체의 electromigration에 대한 활성화 에너지값은 0.75eV이었고 온도가 증가함에 따라 Al-1%Si의 수명은 감소하였고 신 뢰성은 향상되었다. SiO2 보호막은 electromigration에 대한 저항성을 크게 함으로써 평균수 명을 향상시켰으며, electromigration failure는 lognormal failure distribution은 갖는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.108.2-108.2
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• 2014

잔류가스측정 질량분석기(RGA)는 진공챔버 내부의 진공상태 이상유무, 공정상태 확인 및 주입가스 농도제어 등 여러 종류의 작업에 응용되고 있다. 반도체용 박막 제조공정(PVD, CVD)에서 챔버 내의 수분 혹은 불순물 가스의 정확한 모니터링은 반도체 품질향상에 매우 중요하다. 1 Pascal 진공도의 증착용 챔버에 RGA를 직접 장착하여 작동시키기 위해서는 저진공용 RGA가 사용되어야 한다. 10-3 Pascal에서 6m 자유운동거리를 갖는 질소분자는 1 Pascal에서는 6 mm로 짧은 자유운동거리를 갖는다. 따라서 1 Pascal 저진공영역에서 이온을 생성시키고 mass filter를 사용하여 질량분석을 하기 위해서는 이온원과 mass filter 길이가 자유운동거리 수준으로 작아져야한다. 저 진공영역에서는 검출기와 전자방출용 필라멘트가 저진공에서 작동되도록 일반고진공용 RGA와는 완전히 다르게 소형으로 설계 제작되어야 한다. 10-7 Pascal 이상의 초고진공에서 사용되는 RGA는 이온원이 작동할 때 발생하는 outgassing을 낮추도록 설계가 되어야 초고진공의 유지가 가능하다. 한국표준과학연구원에서 현재 개발 중인 일반고진공용 RGA를 소개하고 저진공용과 초고진공용 RGA의 설계특성을 발표한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.223-223
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• 2011

적외선 감지기로 사용되는 microbolometer 소자재료로 VOx 또는 비정질 Si이 가장 많이 사용된다. 그 중에서 VOx 물질은 온도저항계수 즉, TCR이 높고 감지도가 우수하기 때문에 비냉각 적외선 검출기에 많이 응용된다. Microbolometer 검출기는 그 응답도는 micromachining 공정에 의해 좌우되는 열 고립구조에 의해 좌우된다. 특히 TCR 값이 크고, 열시상수 값이 작을수록 양질의 감지도를 얻을 수 있으므로 재료의 선택 및 공정이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 비냉각 적외선 감지소자로 사용되는 VOx 박막을 DC Sputtering을 사용하여 증착하였으며, 그 특성을 조사하였다. MEMS 공정에 의한 센서의 제작은 적외선을 흡수하여 저항변화를 읽어내어 판독하는 Readout IC(ROIC) 위에 행해진다. Monolithic 공정에 의해 이러한 ROIC 위에서 공정이 동시에 행해지므로 공정온도는 매우 중요한 요소로 작용한다. 따라서 증착된 VOx 박막의 열처리 효과를 연구하였다. 열처리 온도는 $250^{\circ}{\sim}420^{\circ}C$, 열처리 시간은 20~80 min 까지 변화시켰다. 갓 증착된 VOx 박막의 저항은 약 200 $k{\Omega}$이였으며, TCR은 -1.5%/$^{\circ}C$로 나타났다. 열처리 온도가 증가함에 따라 TCR 값은 증가하였으며, 열처리 시간이 증가할수록 역시 TCR 값이 증가하는 경향을 보였다. 열처리 온도 320$^{\circ}C$, 열처리 시간 40 min에서 TCR 값은 약 -2%/$^{\circ}C$의 값을 얻을 수 있었다. 이러한 성능의 VOx 박막을 이용하여 비냉각형 microbolometer 검출소자를 열변형없이 공정을 수행할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.1
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• pp.98-103
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• 2001

A new application of dirchroic mirror for the improvement of luminance and luminous efficacy in an AC-Plasma Display Panel (PDP) is suggested. Only about half of the Vacuum Ultraviolet (VUV) generated in the reflective PDP cell is used for the excitation of the phosphor. We are suggesting an idea of adopting a dichroic mirror which can reflect the VUV toward the phosphor which otherwise is absorbed by the front panel. The optical constants of the thin films of dirhroic mirror were determined from the photometric measurements through an iteration process of matching calculated and measured values of the reflectance and transmittance in the VUV wavelength region. From these results, we could design such a filter whose high reflection zone is centered at 147nm by a computer simulation accurately. The 147nm VUV is radiated from Xenon 3Pl state which is dominantly used to activate the phosphor in the PDP cell. The dichroic mirror was made with an electronbeam evaporator and its reflectance was measured by a reflectometer. We confirmed the usefulness of the dichroic mirror for the improvement of efficiency with experiments done by test panels. The panel with mirror shows improved luminance and luminous efficacy by 20∼30％.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.21 no.5
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• pp.185-192
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• 2011

The technique of producing thin film plays a crucial role in modern science and technology as well as in industrial purposes. Numerous efforts have been made to get high quality thin film through surface treatment of materials. PVD (Physical Vapor Deposition) and CVD (Chemical Vapor Deposition) are two of the most popular deposition techniques used in both scientific study and industrial use. It is well known that the film deposited by PVD and CVD commonly possesses a columnar microstructure which affects many film properties. In recent years, various types of deposition sources which feature high material uses and excellent film properties have been developed. Electromagnetic levitation source appeared as an alternative deposition source to realize high deposition rate for industrial use. Complex film structures such as nano multilayer and multi-components have been prepared to achieve better film properties. Glancing angle deposition (GLAD) has also been developed as a technique to engineer the columnar structure of thin films on the micro- and nanoscale. In this paper, the trends and major issues of thin film technology based on PVD and CVD have been discussed together with the prospect of thin film technology.