• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.10-10
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• 2010

가시광역에서 80% 이상의 높은 투과율과 전기전도성을 동시에 갖는 투명전도성 산화물(TCO) 박막은 LCD, PDP, OLED, 태양전지 등의 다양한 분야에 투명전극재료로서 사용되고 있다. 이들 TCO 박막은 Magnetron sputtering, Chemical vapor deposition, Pulse laser deposition, Ink jet등과 같은 다양한 방법으로 증착할 수 있지만, 대면적의 기판에 균일한 박막형성 및 박막과 기판의 높은 부착력등 양산성의 관점에서 우월성을 가지고 있기 때문에 생산라인에서는 DC magnetron sputtering법이 주로 사용되고 있다. 이 경우, 산화물 박막의 미세구조, 내부응력, 광학적 및 전기적 특성은 스퍼터링 과정에서 발생하는 고에너지 입자들의 기판입사 충격에 크게 의존하기 때문에 고품질의 TCO박막을 제작하기 위해서는 증착공정인자들의 제어는 매우 중요한 것으로 알려져 있다. 대표적 TCO박막재료로서 $In_2O_3$계, ZnO계 및 $SnO_2$계를 들 수 있으며, 이들 중에서 Sn을 $In_2O_3$에 치환고용시킨 ITO박막의 경우, 전기적 및 광학적 특성이 상대적으로 우수하기 때문에 실용화 TCO박막으로서 가장 널리 사용되고 있다. 한편, Flexible display의 경우, 유연성의 폴리머기판위에 증착되는 TCO박막에 대하여 요구되는 특성으로는 높은 투과율 및 낮은 비저항은 물론, 박막표면의 평활도 (낮은 표면조도), bending에 대한 높은 기계적 특성 (낮은 내부응력), 수분침투에 대한 높은 barrier특성 및 저온공정 등을 들 수 있다. 그러나 높은 전기전도도를 가지는 ITO박막을 제작하기 위해서는 $200^{\circ}C$ 이상의 증착온도가 필요하며, 이때 얻어진 다결정의 ITO박막은 높은 표면조도 및 bending시에 낮은 기계적 내구성이 문제점으로 지적되고 있다. 한편, 기판가열 없이 증착한 비정질 ITO박막은 낮은 표면조도, 높은 엣칭속도 및 양호한 식각특성을 나타내지만, 상대적으로 높은 비저항 및 기판과의 낮은 부착력 등이 지적되고 있다. 따라서 본 강연에서는 비정질 ITO박막의 결정화 온도 (약 $160^{\circ}C$) 이상에서도 비정질 구조를 유지하기 때문에 낮은 표면조도와 높은 엣칭속도를 가지면서 상대적으로 전기적 특성과 기계적 내구성이 개선된 새로운 고온형 비정질 TCO박막에 대한 최근의 연구성과를 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.133.2-133.2
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• 2016

차세대 디스플레이로 유연하고 투명한 기능들이 요구되면서 Indium Tin Oxide(ITO)를 대체하기 위한 투명전극 개발 연구가 많이 수행되고 있다. ITO는 높은 투과도와 낮은 저항으로 현재 가장 많이 활용되고 있는 투명전극 소재이지만 유연성이 떨어져 유연 터치 패널 소재로 활용하기 어렵다. 이러한 문제 해결을 위해 ITO 대체 물질로 CNT, Graphene, Metal mesh, Ag nano wire, 전도성 고분자 등의 차세대 투명 전극 소재가 대두되고 있다. 본 연구에서는 메탈 메쉬 전극 소재로 사용하기 위해 Cu 박막 증착 시 플라즈마 표면처리를 통해 밀착력 및 저항을 개선하였다. Cu 금속 박막의 양산화를 위한 공정으로 자체 제작한 Linear Ion Source(LIS)가 부착된 roll to roll 시스템을 적용하여 플라즈마 전처리 공정 및 Ni buffer layer 도입 이후 Cu 박막을 형성하였다. 그 결과 PET 기판과 Cu 박막 사이의 밀착력을 0 degree에서 5 degree까지 향상시킬 수 있었고, 플라즈마 표면처리를 시행함으로써 저항 또한 감소되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해서 폴리머 기판 소재에 in-situ로 표면처리 및 Cu 금속 박막을 증착함으로써 금속 박막의 밀착력 및 전기적 특성이 향상되는 공정 기술을 개발하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.243-244
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• 2006

집적회로기판의 소형화 추세에 따라 커패시터, 인덕터, 저항과 같은 수동소자를 PCB기판 내부에 임베딩하는 연구가 국내외에서 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 폴리머-금속-세라믹의 3상복합체 구조를 가지는 임베디드 커패시터의 온도변화에 따른 유전불성변화에 대하여 고찰하였다. 매트릭스를 형성하는 고분자 재료로는 PMMA를 사용하였으며, 충분히 혼합된 분말을 PMMA의 유리 전이온도 보다 높은 온도에서 프레싱하여 시편을 제조하였다. 유전특성은 임피던스분석기 및 LCZ미터를 이용하여 측정하였으며, 실험결과는 혼합법칙과 Percolation 이론을 이용하여 해석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1452-1453
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• 2008

본 논문에서는 RF MEMS 패키징 플랫폼을 활용한 안테나 구조를 제안하고, 이를 바탕으로 마이크로머시닝 공정을 이용한 슬롯 결합형 원형 패치 안테나를 제작하였다. 제안된 안테나는 RF MEMS 패키징 플랫폼 상에서 패키징 물질을 안테나의 유전 물질로 이용하기 위하여 슬롯 결합형 급전 구조를 사용하였다. 한편, BCB를 이용한 폴리머 접착 접합 공정의 RF MEMS 패키징 플랫폼을 기반으로, 하판 유리기판과 상판 수정 기판을 일체화한 형태로 마이크로 스트립라인 안테나를 제작하였다. 최종 제작된 안테나는 20.36-GHz에서 -21 dB의 반사 손실 값을 나타내며, 1.7-GHz, 즉 8.3 %의 주파수 대역을 가진다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1478-1479
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• 2008

본 논문에서는 PDMS 프레폴리머의 전기유체분사를 이용하여 마이크로렌즈를 제작했다. 전기유체분사 시스템에서 인가전압과 기판 온도의 두 가지 변수를 변화시키면서 제작한 PDMS 마이크로렌즈의 특징을 파악하였으며, 인가전압이 증가함에 따라 마이크로렌즈의 직경이 작아지고, 기판 온도가 증가함에 따라 마이크로렌즈의 직경이 작아지고 접촉각이 커지는 것을 확인하였다. 제작된 PDMS 마이크로렌즈의 특성을 평가하기 위하여 가우시안 빔 투과 실험을 하였다. 측정된 초점거리는 계산된 초점거리와 5 mm 차이가 났으며, 렌즈를 투과된 가우시안 빔은 초점에서 최대의 파워밀도와 최소의 유효반경을 가지는 것으로 측정되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.26-26
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• 2014

식품포장재용 SiNx 박막을 합성하였다. SiNx 박막은 박막이 투명하고 낮은 투습도를 가지고 있어 식품포장재뿐 아니라 유기소자디스플레이에서도 활발히 연구되고 있다. 이 연구에서는 SiNx 박막을 PECVD를 통한 저온 공정으로 PET 기판 위에 합성하여 높은 투과도를 가지며 낮은 투습도를 갖는 박막을 합성하였다. 박막 합성 중의 플라즈마 특성을 알아보기 위해 Optical Emission Spectroscopy (OES)를 통한 플라즈마 진단을 하였으며, 박막의 특성을 알아보기 위해 FT-IR, UV-visible, MOCON 테스트 등을 하였으며, $7.6{\times}10^{-3}g/m^2/day$의 투습도를 갖는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.219-220
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• 2014

Organic Light Emitting Diodes (OLED) 나 Organic Photovoltaics (OPV)와 같은 유기소자에 투명전극으로 쓰이고 있는 Indium Tin Oxide (ITO)는 유연한 소자에 적용하기에는 유연성이 떨어진다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 CNT, Graphene, AgNW, 전도성 고분자 등의 투명전극에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 여전히 전기적 특성이 좋지 못하다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 금속배선을 보조전극으로 형성하여 배선을 폴리머 기판에 함몰시킴으로써 유연성과 표면 평탄도, 전기적 특성이 우수한 배선함몰 투명전극을 형성하였다. 그 결과, $1{\Omega}/{\Box}$의 면저항과 90%의 투과도를 가지는 투명전극을 구현하였다. 이렇게 제작된 배선함몰 전극위에 유기태양전지와 유기발광 다이오드를 제작하여 상용화된 ITO 유리기판과 유사한 효율을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.60-60
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• 2010

최근 사람의 피부나 내부 장기처럼 수축과 팽창이 일어나는 부위 등에 이식 가능한 소자 개발에 대한 연구가 많이 보고되었다. 현재 이런 stretchable electronics에 대한 연구는 channel material로서 실리콘이나 유기물, 그리고, 광학 리소그래피가 가능한 micro-electronics 에 국한되어 있다. 우리는 CVD 로 성장된 수십 나노미터의 직경을 갖는 $SnO_2$ 나노선을 슬라이딩 전이하여 실리콘 웨이퍼 상에서 소자화하고 이를 스트레칭이 가능한 PDMS 기판에 전이하여 stretchable nanowire device를 구현하였다. 해당 소자는 윗면과 아랫면 모두 폴리머로 덮여 있고 측정을 위한 전극이 따로 구성되어 있어 소자 특성의 열화가 최소화되게 제작되었으며, 수축과 팽창 시 받는 스트레인 또한 최소화하는 mechanical neutral structure를 갖게 제작되었다. 또한, 소자와 소자 혹은 소자와 전극간의 연결을 S자 형태로 구성하여 기판으로 사용된 PDMS를 수십 % 스트레칭하여도 소자의 전기적 특성이 유지되는 것을 확인하였다. 이처럼 스트레칭이 가능한 나노선 소자는 구김이나 잡아 늘여지게 되는 다양한 표면위에 간단하게는 논리회로뿐만 아니라 나노선의 장점을 이용한 다양한 센서 및 기능 소자로서 응용이 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.195-196
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• 2009

ITZO 박막과 $TIO_2$ 버퍼층은 각각 두 개의 캐소드를 사용한 마그네트론 2원동시 방전법과 산소 함량 2%를 사용한 반응성 sputtering 방법으로 각각 증착이 되었다. 모든 박막들은 상온에서 폴리머 기판인 PET에 증착되었다. $TiO_2$ 버퍼층을 도입함으로써 ITZO/$TiO_2$ 박막은 비정질 구조를 보여 주었고, 그것들의 비저항은 버퍼층의 두께가 증가할수록 감소함을 관찰하였다. 특히 기계적 특징은 $TiO_2$ 버퍼층을 5nm 증착하였을 경우에 bending test와 광학 현미경의 crack정도를 관찰함으로써 향상되었음을 확인할 수 있었다. 투과율에 있어서 단일 ITZO 박막과 버퍼층을 5nm 도입한 박막은 가시광선에서 약 75%의 투과율을 가짐을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.29-29
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• 2010

기존의 반도체 공정을 기반으로 하는 소자구조는 주로 평면의 웨이퍼상에 만들어져왔다. 그러나, 제작된 소자 어레이를 늘림이 가능한 (stretchable) 폴리머 기판에 프린팅 전이하는 방식을 이용하면 어떤 형태의 곡면에도 소자 제작이 가능해진다. 이러한 프린팅 방식으로, 다양한 곡면에 실리콘 소자 어레이를 제작한 연구결과를 발표하고자 한다. 한 응용 예로 사람의 눈과 같은 반구형 표면에 실리콘 나노 리본으로 만든 광다이오드 어레이를 배열하여 전자 눈 카메라를 제작하여 성능을 확인하였다. 또한 수차를 최소화할 수 있는 포물면에 전자눈 카메라를 제작하여 평면카메라에 비해 이미지의 균일성이 우수함을 보여주고자 한다.