• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.3
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• pp.255-262
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• 1997

Titanium nitride (TiN) films were prepared by reactive sputter deposition in mixed gas of Ar+$N_2$. The volume percentage of $N_2$ in the working gas was chosen so as to grow stoichiometric TiN films and the substrate temperature during film growth was set from room temperature to $700^{\circ}C$. Stoichiometric $Ti_{0.5}N){0.5}$ films with (111) texture were grown at temperatures over $600^{\circ}C$, while films prepared at temperatures below $600^{\circ}C$ showed N-rich TiN. The composition X and y in the $Ti_xN_y$ films determined by XPS and RBS varied within 5% with the substrate temperature. The sheet resistance of the TiN films decreases as the substrate temperature increased. TiN film prepared at $600^{\circ}C$ showed 14.5$\Omega\Box$, and it decreased to 8.9$\Omega\Box$ after the sample was annealed at $700^{\circ}C$, 30 sec in Ar-gas ambient by RTA. By far, high quality stoichiometric TiN films by reactive sputtering in the mixed gas ambient could be prepared at substrate temperature over $600^{\circ}C$.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.3
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• pp.213-220
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• 2009

The optimal condition of low temperature deposition of transparent conductive Al-doped zinc oxide (AZO) films is studied by RF magnetron sputtering method. To achieve enhanced-electrical property and good crystallites quality, we tried to deposit on glass using a two-step growth process. This process was to deposit AZO buffer layer with optimal growth condition on glass in-situ state. The AZO film grown at rf 120 W on buffer layer prepared at RF $50{\sim}60\;W$ shows the electrical resistivity $3.9{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, Carrier concentration $1.22{\times}10^{21}/cm^3$, and mobility $9.9\;cm^2/Vs$ in these results, The crystallinity of AZO film on buffer layer was similar to that of AZO film on glass with no buffer later but the electrical properties of the AZO film were 30% improved than that of the AZO film with no buffer layer. Therefore, the cause of enhanced electrical properties was explained to be dependent on degree of crystallization and on buffer layer's compressive stress by variation of $Ar^+$ ion impinging energy.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.1
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• pp.27-33
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• 2001

The growth characteristics of 4-fold grain which was appeared in KLN deposition on $Pt/Ti/SiO_2/Si(100)$ substrate was studied by varying process variables. Substrate temperature, sputtering pressure, rf power were selected as process variables, and experiment was carried out near optimum fabrication condition. When using K and Li enriched target, the optimum fabrication conditions were substrate temperature of $600^{\circ}C$, sputtering pressure of 150mTorr, rf power of 100 W and its surface morphology is sensitively varied by small deposition condition changes. KLN is composed of elements which have large difference of boiling point. And it is difficult to fabricate thin film at high temperature and high vacuum deposition condition. Furthermore the phenomenon during deposition process can not be explained by using Thorton's model which explains the relation between thin film structure and melting point of thin film materials. These phenomenon can be explained using boiling point of elements which consist of thin film material.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.7-13
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• 1995

A new FET type semiconductor pressure sensor (PSFET : pressure sensitive field effect transistor) was fabricated and its operational characteristics were investigated. A ZnO thin film as a piezoelectric layer, $5000{\AA}$ thick, was deposited on a gate oxide of FET by RF magnetron sputtering. The deposition conditions to obtain a c-axis poling structure were substrate temperature of $300^{\circ}C$, RF power of 140watt, and working pressure of 5mtorr in Ar ambience. The fabricated PSFET device showed good linearity and stability in the applied pressure range($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$).

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.1
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• pp.105-110
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• 2009

IZO thin films have been deposited on poly(ethylene terephthalate) flexible substrate under varying radio frequency (rf) power, process pressure and thickness of IZO films using rf magnetron sputtering under $Ar/O_2$ gas mix. As the process pressure increased, the deposition rate was slightly increased and the transmittance showed little change, but the resistivity was increased. With increasing rf power, the great increase in deposition rate was observed but the transmittance showed a slight change only, and the resistivity was decreased. In addition, an attempt was made to find the optimal thickness of IZO films under varying the thickness of IZO films at the process conditions of 1 mTorr pressure and 90 W rf power, which showed lowest resistivity. IZO thin films with the thickness of $1,500{\AA}$ showed lowest resistivity and also showed highest transmittance around the wavelength zone of the maximum absorption. The power conversion efficiency of solar cells fabricated using various transparent electrodes with different thicknesses were measured and the solar cell with IZO electrode of $1,500{\AA}$ showed the maximum conversion-efficiency of 2.88 %.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.162-163
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• 2008

이 논문에서는 Polyimide 기판의 $O_2$ 플라즈마 처리효과에 따른 GZO 박막의 구조적, 전기적, 광학적인 특성을 고찰하였다. ICP-RIE 방법을 이용하여 Polyimide 기판의 $O_2$ 플라즈마 처리의 변수로 RF power와 처리시간을 각 100 ~ 400 W, 120 ~ 600 초까지 조절하였다. RF 스퍼터링 방법으로 $O_2$ 플라즈마 처리효과에 따른 Polyimide 기판을 4인치의 GZO(ZnO : 95 wt%, $Ga_2O_3$ 5 wt%) 타겟을 사용하여 RF power 90 W, 공정압력 5 mTorr, Ar gas 20 sccm, 기판거리 5 cm, 박막두께 500nm, 상온의 조건으로 GZO 박막을 증착 하였다. Polyimide 기판에 $O_2$ 플라즈마 처리를 하지 않고 증착한 GZO 박막의 비저황은 $1.02\times10^{-2}\Omega$-cm 이었고 RF power 100W, 처리시간 120 초로 $O_2$ 플라즈마 처리 후에 증착한 GZO 박막의 비저항이 $1.89\times10^{-3}\Omega$-cm인 최적의 값이 측정되었으며 RF power가 증가할수록 투과도는 감소하였지만 처리시간의 변화에 따라서는 투과도 변화가 거의 없었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.12
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• pp.1063-1069
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• 2012

In present paper, we used magnesium alloy having a lower density and higher electrical conductivity for bipolar plate to reduce the weight of PEM fuel cell. The silver was coated to prevent corrosion and form passivation film on the metal surface with sputtering. In acid proof evaluation for setting optimal coating conditions, the homogeneity of coating thickness was improved by coating with the thickness of 3 ${\mu}m$ which not indicated any micro cracks and the temperature $180^{\circ}C$. The performance test and evaluation based on the clamping pressure and channel depth to determine the configuration of bipolar plate for assembling single cell was implemented. And then we assembled single cell with this bipolar plate and implemented the performance test to ensure and compare the current-voltage performance followed as several factors such as coating or non-coating, the change of clamping pressure, the change of channel depth, etc. As these results, the maximum power density of single cell with the coated bipolar plate was 192 $mW/cm^2$ and it was confirmed that the power density per unit mass was better than existing metal bipolar plate.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.81-81
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 흡수층 제조연구를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용한 비정질실리콘의 박막에 대하여 두께별에 따른 밴드갭, 캐리어농도 등의 변화에 대하여 조사한다. 최적의 조건에서 비정질 실리콘을 2um이하로 증착을 한 후, 전자빔 조사를 위해 1.4~3.2keV의 다양한 에너지세기 및 조사시간을 변수로 하여 실험진행을 한 후 단면의 이미지 및 결정화 정도에 대한 관찰을 위해 SEM과 TEM을 이용하고, 라만, XRD를 이용하여 결정화 정도를 조사한다. 또한 Hall효과 측정시스템을 이용하여 캐리어농도, 이동도 등을 각 변수별로 전기적 특성변화에 대하여 분석한다. 또한, 태양전지용 흡수층으로 응용을 위하여 dark전도도 및 photo전도도를 측정하여 광감도에 대한 결과가 포함된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.279-279
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• 2007

비휘발성 메모리 Fe-RAM은 빠른 정보처리 속도와 전원공급이 차단되었을 때도 계속 정보를 유지할 수 있는 비휘발성 특징과 더불어 저전압, 저전력 구동의 장점이 있어서, 차세대 메모리로 많은 주목을 받고 있다. FeRAM에 사용되는 강유전체는 주로 Pb(Zr,Ti)$O_3$가 적용되었는데, 최근에는 비납계 강유전체의 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이러한 비납계 강유전체 중에서 가장 특성이 우수한 물질은 $(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 이다. 그런데 BLT는 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타내기 때문에 BLT 박막을 이용하여 Fe-RAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 지금까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 증착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법(sputtering deposition method), PLD (pulsed laser deposition)법 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요가 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표가 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3,\;TiO_2,\;La_2O_3,\;Nb_2O_5\;and\;Al_2O_3$ 분말들을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 $Nb^{+5}$ 와 $Al^{+3}$을 $Ti^{+4}$ 자리에 소량 치환시켜 제조하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pellet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 양면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. 측정결과 $Ti^{+4}$ 자리에 $Nb^{+5}$를 치환하여 제조한 시편에서 $2P_r{\sim}31\;{\mu}c/cm^2$정도의 매우 우수한 특성을 얻었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.277-277
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• 2007

$(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 물질은 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타낸다. 따라서 BLT 박막을 이용하여 FeRAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 현재까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절 결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 중착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성 (random orientation)을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법 (sputtering deposition method), PLD법 (pulsed laser deposition method) 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟 (target)의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3$, $TiO_2$ and $La_2O_3$ 분말을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 Bi양을 변화시키며 타겟을 제조 하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pallet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 표면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. Bi양이 3.28몰 첨가된 조성에서 최대의 잔류분극 (2Pr) 값을 얻었고, 이때의 값은 약 $18{\mu}C/cm^2$ 정도였다. 최적화된 조성 ($Bi_{3.28}La_{0.75}Ti_3O_{12}$)으로 BLT 타겟을 제조하여 PLD법으로 박막을 제조하였다. 박막 제조 시 압력은 $1{\times}10^{-1}\;{\sim}\;1{\times}10^{-4}\;Torr$ 범위에서 변화시켰다. $1{\times}10^{-1}\;Torr$ 압력을 제외하고는 모든 압력에서 BLT 박막이 증착되었다. 중착된 박막을 $650\;{\sim}\;800^{\circ}C$에서 30분간 열처리를 실시하고 전기적 특성을 평가한 결과, $1{\times}10^{-2}\;Torr$에서 증착한 박막에서 양호한 P-V (polarization-voltage) 이력곡선을 얻을 수 있었고, 이때의 잔류분극 (2Pr) 값은 약 $6\;{\mu}C/cm^2$ 이었다. 주사전자현미경 (SEM)을 이용하여 BLT 박막 표면의 미세구조도 관찰하였는데, 스핀코팅 법으로 증착한 경우에 관찰되었던 조대화된 입자들은 관찰되지 않았고, 상당히 양호한 입자 크기 균일도를 나타내었다.