• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.231-231
• /
• 2013

ZnO은 hexagonal wurtzite 구조를 갖는 직접 천이형 화합물 반도체로서, 상온에서 3.37 eV 정도의 wide band gap energy를 가지고 있으며, 60 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지(exciton binding energy)를 갖는다. 또한 동종 기판이 존재하고 열, 화학적으로 안정한 상태이며 습식 식각이 가능한 장점으로 인해 각광받고 있다. 또한, ZnO 박막은 우수한 전기 전도성을 나타내며 광학적 투명도가 우수하기 때문에 투명전극으로 많이 이용되어 왔고, 태양 전지(solar cell), 가스 센서, 압전소자 등 많은 분야에서 사용되고 있다. 이와 같은 ZnO박막을 안정적인 쇼트키 다이오드 특성을 얻기 위해서는 쇼트키 배리어 장벽의 형성이 필수적이다. Mg을 ZnO에 첨가하여 MgZnO 박막을 형성할 경우, 금속의 일함수와 MgZnO의 전자친화력 차이가 증가하여 더 큰 쇼트키 장벽 형성이 가능하며, 금속의 일함수가 큰 물질을 사용해야 한다. 또한, 박막의 결함이 적은 박막을 형성해야 하는 에피탁셜 박막이 필요하다. SiC는 높은 포화 전자 드리프트 속도(${\sim}2.7{\times}107$ cm/s), 높은 절연 파괴전압(~3 MV/cm)과 높은 열전도율(~5.0W/cm) 특징을 가지고 있으며, MgZnO/Al2O3의 격자 불일치는 ~19%인 반면에 MgZnO/SiC의 격자 불일치는 ~6%를 가진다. 금속의 일함수가 큰 Ag 금속은 열처리가 될 경우 AgOx가 될 경우 더욱 안정적인 쇼트키 장벽을 형성될 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 쇼트키 접합을 형성하기 위해 금속의 일함수가 큰 Ag 금속을 사용하였으며, Al2O3 기판과 6H-SiC 기판위에 MgZnO(30 at.%) 박막을 증착하였다. 증착 후에 Ag를 증착 한 뒤 급속 열처리를 하였다. 열처리된 MgZnO의 경우 열처리 하지않은 소자보다 약 $10^5$ 이상의 우수한 on/off 특성을 보였다.

• 한국결정학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.197-206
• /
• 2001

수평 전기로에서 AgInS₂ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 AgInS₂ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100)기판에 성장시켰다. AgInS₂ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 680℃, 기판의 온도 410℃였고 성장 속도는 0.5㎛/hr였다. AgInS₂ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence)스펙트럼이 597.8 nm(2.0741 eV)에서 exciton emission스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 박폭치(FWHM)도 121 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 9.35×10/sup 16/㎤, 294㎠/V·s 였다. AgInS₂ /SI(SEmi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap E/sub g/(T)는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 2.1365eV-(9.89×10/sup-3/eV/K/)T²(T+2930K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamiltopn matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting Δcr값이 0.1541eV이며 spin-orbit Δso 값은 0.0129eV임을 확인하였다. 10K일때 광전류 봉우리들은 n=1 일때 A₁-, B-₁와 C₁-exction 봉우림을 알았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.414-414
• /
• 2014

박막 태양전지의 광흡수를 증가시키기 위한 방법으로 나노 사이즈의 구조체를 이용하는 방법들이 주목받고 있다. 나노 구조체로 인한 광 산란 효과는 광 흡수층에서 빛의 흡수를 높여 태양전지의 변환효율을 높일 수 있다. 3차원 구조체를 제작하는 기존의 방법들은 대면적 기판에 적용이 어렵고, 비용적 측면 등의 문제점들이 있다. 본 연구에서는 대면적화가 가능한 나노 임프린트 리소그래피 방법을 이용하여 Ag nano rod 패턴을 제작하였다. 임프린트 공정 중 UV 조사시간, 가해지는 하중, 기판온도 등의 변수들과, 건식 이온 식각 시 변수들을 조절하여 최적화된 3차원 rod 패턴을 형성할 수 있었다. 그림 1은 형성된 Ag rod 패턴의 SEM 측정 사진이다. 전극 폭 300 nm, 간격 300 nm로 제조된 rod는 Ag의 두께를 조절함으로써 전기, 광학적 특성을 조절할 수 있었다. 3차원 Ag nano rod를 박막 태양전지의 전, 후면 전극으로 사용하여 태양전지의 특성변화를 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.353.1-353.1
• /
• 2016

다공성 물질은 동공의 크기에 따라 미세동공(Micropore), 메조동공(Mesopore), 거대동공(Macropore)으로 나누어 분류한다. 다공성 재료의 장점은 높은 비표면적으로써, 촉매, 센서, 연료전지 전극, 에너지 저장장치 등으로의 이용 가능성을 보여주는 연구가 활발히 보고되고 있다. 종래의 연구는 두 가지 이상의 원소로 구성된 박막을 제작한 후 전기화학적 분해법, 선택적 용해법 등 습식공정을 통해 다공성 구조체를 제작하였다. 하지만 본 연구에서는 Au, Ag 타겟과 $CH_4$ gas를 이용해 ICP-assisted reactive magnetron sputtering 장비를 활용하여 450 nm 두께의 Au-C, Ag-C 박막을 제작하였다. 이후 연속적으로 RF 250 W를 ICP antenna 에 인가하여 $O_2$ plasma dealloying 공정을 통해 탄소(Carbon) 만을 선택적으로 제거함으로써, 건식 공정만으로 Si wafer ($10{\times}10mm^2$) 기판 위에 250 ~ 300 nm 두께의 다공성 Au, Ag 박막을 제작하였다. SEM (Scanning Electron Microscopy)를 활용하여 표면, 단면 형상을 관찰해 다공성 구조를 확인하였으며, AES (Auger Electron Spectroscopy)를 통해 plasma dealloying 전 후 박막의 조성변화를 관찰하였다. 따라서 plasma dealloying 공정으로 제작된 다공성 Au, Ag 박막은 기존의 습식 공정 대비 청결하고 신속한 공정이 가능하며 높은 재현성을 통해 위의 적용분야에 보다 쉽게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 센서학회지
• /
• 제9권6호
• /
• pp.455-460
• /
• 2000

질산 아연, $Zn(NO_3)_2$, 수용액 속에서 전착에 의해 ITO 유리기판에 ZnO 박막을 성장하였다. 성장 매개 변수로 용액농도, 성장온도, 및 전착 전위를 선택하였으며, 성장된 박막은 SEM사진과 XRD 및 광흡수 계수 측정을 통해 연구되었다. 성장된 ZnO 박막은 육방정계 wurtzite 구조를 가지며, 질산아연 수용액농도가 0.1mol/liter, 성장온도 $60^{\circ}C$ 및 Ag/AgCl 기준전극에 대한 전위 -0.7V인 조건에서 양질의 ZnO 박막이 성장되었다.

• 한국진공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.193-199
• /
• 2003

아크-마그네트론 복합 공정법에 의해 Cu, Ag 도핑된 TiN 나노 복합 화합물 박막을 합성하고 각 금속원소 종류 및 함량에 따른 기계적 특성 및 나노 구조로의 상변화 거동을 관찰하였다. 합성된 박막은 약 40 ㎬의 높은 경도치를 나타내었으며 2 at% 미만의 낮은 금속 원소 함량에서 최대 경도간을 나타내었다. 금속 원소 함량이 증가할수록 결정립 미세화 및 다결정화가 진행되어 초고경도 특성을 나타내는 나노구조 박막이 합성되었으며 도핑되는 금속원소 종류에 따라 나노 구조로의 상변화 기구가 상이함을 관찰하였다. TiN 박막내 도핑된 Cu는 Ti와 일부 결합을 이루면서 Ti의 자리를 치환하는 것으로 나타났으나, Ag는 Ti와 결합을 이루거나 Ti 격자 자리를 치환하는 것이 아니라 독립적으로 결정립계에 존재하여 charge transfer만을 발생시키는 것으로 관찰되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.393-393
• /
• 2012

본 연구에서는 고결정성을 갖는 ZnO 박막을 제작 후, 큰 일함수를 갖는 AgxO/Ag접촉을 통하여 ZnO 쇼트키 접촉 특성을 분석하였다. ZnO 박막은 사파이어 기판 위에 r.f. 마그네트론 스퍼터링법으로 $400{\sim}600^{\circ}C$의 온도구간에서 Ar과 $O_2$가스의 분압비를 달리하여 성장하였다. 이 때 성장온도 $600^{\circ}C$, 가스 분압비는 Ar : $O_2$ = 15 sccm : 30 sccm 에서 성장된 박막에서 양질의 고결정성 ZnO 박막을 확인하였다. 이 후 성장된 박막에 접촉 면적을 달리하여 dc 마그네트론 스퍼터링법과 lift-off photolithography법으로 AgxO/Ag접촉을 제작하고 쇼트키 접촉특성을 확인하였다. 전류-전압 특성을 확인한 결과 모든 시료에서 정류 특성을 확인하였으며, 접촉면적의 변화에도 쇼트키 장벽의 높이는 일정한 반면 이상지수는 향상되는 경향을 나타내었다. 따라서 본 연구에서는 AgxO/Ag를 이용한 ZnO 쇼트키 접촉면적에 따른 정류특성 및 장벽높이와 이상지수의 상관관계에 대하여 보고한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1995년도 제8회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.057-58
• /
• 1995

극소전자 디바이스의 고집적화에 의해 박막배선의 선폭은 0.5$mu extrm{m}$ 이하로 축소되고 있고 상대적으로 높은 전류밀도가 흐르게 된다. 높은 전류밀도하에서는 현재 일반적으로 사용되고 있는 Al을 기본으로 하는 박막배선에서의 electromigration에 의한 결함 발생 그리고 비교적 낮은 전기전도도가 심각한 문제점으로 제기된다. 본 연구에서는 Al과 고전기전도도 물질인 Ag, Cu, 그리고 Au 박막배선에 대해 electromigration에 대한 저항성, 즉 activation energy를 측정 비교함으로써 차세대 극소전자 디바이스를 위한 박막배선재료로서의 가능성을 알아보고자 한다. Electromigration test 및 activation energy를 구하기 위해 순수 Ag, Cu, Al, Au 박막배선을 0.05$\mu\textrm{m}$ 두께, 100$\mu\textrm{m}$ 선폭, 그리고 5000$\mu\textrm{m}$ 길이로 SiO2 열산화막 처리된 pp-Si(100) 기판 위에 진공 증착시켰다. 가속화 실험을 위해 인가된 d.c. 전류밀도는 2$\times$106A/$ extrm{cm}^2$ 이었고, Al과 Au에서는 6$\times$106A/$\textrm{cm}^2$이었다. 실온에서 24$0^{\circ}C$까지의 온도범위에서 d.c.인가후의 저항변화를 측정하여 Median-Time-to-Failure(MTF)를 구한 후 Black 방정식을 이용하여 activation energy를 측정하였다. Activation energy는 Cu가 1.34eV로서 가장 높게 나타났고 Au가 1.01eV, Al이 0.66eV, Ag가 0.29eV의 순으로 측정되었다. 따라서 Cu와 Au 박막배선의 경우 Al보다 electromigration에 대한 저항력이 강한 고활성화에너지 특성을 갖는 고전기전도도 재료로서 차세대 극소전자 디바이스를 위한 대체 박막배선재료로서의 가능성을 보인다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
• /
• pp.282-283
• /
• 2003

TiO$_2$ 박막은 높은 굴절률과 유전 상수를 가지며, 가시광선과 근적외선 영역에서 우수한 투과성을 나타낸다. 따라서, 전기적, 광학적 특성이 우수한 광학코팅에 응용되고 있다. 또한 화학적으로 안정하고 비교적 큰 에너지 밴드 갭을 지닌 반도체 물질로서 유전체 다층 박막을 제작하는데 있어서 중요한 물질로 사용되고 있다. TiO$_2$ 박막을 제작하기 위한 물리적인 방법으로는 sputtering, anodic 또는 thermal, e-beam evaporation 등이 이용되고 있으며, sol-gel법, CVD 등과 같은 화학적인 방법도 이용되고 있다. (중략)

• 한국자기학회지
• /
• 제9권6호
• /
• pp.285-290
• /
• 1999

고투자율 및 고포화자화 특성을 동시에 만족하는 새로운 연자성 박막을 개발하기 위해 Fe-Zr-B계 조성에 Fe원소와 비고용 원소인 Ag를 첨가시킨 Fe86.7Zr3.3B4Ag6 비정질 박막을 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 제조한 후 일축 자장중에서 1시간 동안 진공 열처리를 한 후 fan을 이용하여 냉각하여 특성을 조사하였다. Fe86.7Zr3.3B4Ag6 박막을 40$0^{\circ}C$에서 열처리한 후 1.7T의 높은 포화자화와 1 Oe의 낮은 보자력으로 인해 50 MHz에서 투자율이 7,800(0.2 mOe)으로 우수한 연자기 특성을 나타내었으며, 1 MHz에서 손실이 1.4 W/cc(B=0.1T)로 매우 낮았다. 이러한 고주파 연자기 특성은 Ag 첨가에 의해 비정질 기지에 미세한 bcc $\alpha$-Fe cluster가 균일하게 형성되었기 때문이라 생각된다.