• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.452-452
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• 2010

차세대 디스플레이로서 주목 받고 있는 유연성 정보표시 소자 개발에 대한 요구도가 날로 증대되고 있다. 유연성 정보표시 소자로서 플라스틱 기반 유연성 소자가 특히 주목 받고 있으나, 이의 실용화를 위해서는 플라스틱 기판에 적용 가능한 보호막 형성 기술 개발이 선행되어야 한다. 플라스틱 필름의 경우 높은 산소 및 수분 투과율 때문에 유연성 디스플레이의 응용에 걸림돌이 되고 있다. 플라스틱 기반 유연성 소자의 장수명화를 위해서는 수분과 산소의 투과를 방지하는 passivation layer 형성 기술이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는, polyethylene terephethalate (PET) 기판상에 증착된 $SiO_x$ 보호막의 합성에 있어서 중간층 유무에 따른 투습특성의 변화를 살펴보았다. 기화된 HMDSO (Hexamethyldisiloxane)와 Ar 및 $O_2$ 혼합기체를 이용하여 PECVD 방법으로 $SiO_x$ 박막을 합성하였다. 15 nm 두께의 $Al_2O_3$를 중간층으로 사용하여 중간층 유무에 따른 초기성장 거동 변화가 $SiO_x$ 박막의 투습 특성에 미치는 영향을 조사하였다. $SiO_x$ 박막 구조와 화학적 조성은 각각 FE-SEM과 FT-IR을 이용하여 분석하였으며, AFM을 이용하여 $SiO_x$ 박막 표면 미세 형상을 관찰하였다. 투습률은 MOCON사(社)의 Permatran-W 3/33 MA을 이용하여 측정하였다. 그리고 반복 굽힘 시험기를 이용하여 $SiO_x$ 보호막의 동적 투습 특성을 조사하였다. $Al_2O_3$ 중간층 유무에 따라 $SiO_x$ 박막의 투습률 (WVTR; water vapor transmission rate)은 ${\sim}10^{-1}g/m^2/day$(300 nm-thick $SiO_x$/PET)에서 ${\sim}5{\times}10^{-3}g/m^2/day$(300 nm-thick $SiO_x$/15 nm-thick $Al_2O_3$/PET)으로 변화하였다. 300 nm-thick $SiO_x$/15 nm-thick $Al_2O_3$/PET 시편의 경우 곡지름 50 mm에서 1,000회 반복 굽힘 후에도 투습률 변화를 보이지 않았다. 이와 같은 $SiO_x$ 박막의 투습 특성 변화는 $Al_2O_3$ 중간층 유무에 따른 초기 성장 거동의 변화로 해석된다. FE-SEM 및 AFM 표면 미세 구조 관찰을 통한 초기 성장 거동 변화 조사 결과, $Al_2O_3$ 중간층 없이 PET 기판위에 $SiO_x$ 박막 증착한 경우 3 차원 성장을 하는 반면, PET기판위에 $Al_2O_3$ 중간층 형성 후 $SiO_x$ 박막 증착하는 경우 2 차원 성장을 하게 됨을 관찰하였다. 따라서 본 연구를 통하여, 플라스틱 기반 유연성 표시 소자에 적용하기 위한 $SiO_x$ 보호막 합성 에 있어서 초기 성장 거동의 변화가 투습 특성에 민감한 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.145-145
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• 1999

La-Ca-Mn-O (LCMO) 박막에서 초거대 자기 저항 효과와 발견된 이후 자기 센서와 고밀도 자기 저장 매체로서 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 대부분의 증착은 타겟과 박막간의 조성의 일치를 위하여 PLD 방법을 이용하고 있으며 RF magnetron sputtering 법으로 증착한 예는 많이 보고되고 있지 않으며 특히 적층 성장시킨 예는 아직 보고되지 있지 않다. 또한 LCMO와의 낮은 격자 상수 불일치를 보이는 SrTiO3와 LaAlO3 기판에 LCMO 박막을 성장시킬 경우 LaAlO3의 경우 XRD rocking curve의 curve의 FWHM 값이 SrTiO3 상에 증착시킨 것의 10배 이상의 값을 보인다는 것은 주목할 만한 사실이다. RF magnetron sputtering 법을 이용하여 LaAlO3 기판상에 145nm MCMO 박막을 적층성장시켰다. XRD $ heta$-2$\theta$ scan을 통해 박막이 c-축 배향한 것을 확인할 수 있었으며 RBS 분석결과 4.98%의 minimumyield를 보였으며 이로부터 박막이 적층성장한 것을 확인할 수 있었다. LCMO (200) peak의 XRD $\theta$-rocking 결과 FWHM의 값은 0.311$^{\circ}$를 보였으나 2개의 피크가 존재하는 것을 볼 수 있었다. 따라서 기판의 (200) 피크를 XRD $\theta$-2$\theta$ scan에서 0.3$^{\circ}$ 간격으로 두 개의 피크를 관찰할 수 있었는데 이는 기판과 박막간의 stress로 인한 tetragonal distortion에 의한 것으로 알려져 있었다. 따라서 기판상에 박막이 어떤 식으로 적층 성장되었는지를 RBS를 이용하여 <001>과 <011> 방향으로 2MeV He++를 주입하여 0.1$^{\circ}$ 간격으로 틸팅을 해본 결과 <001> 방향에서는 1.12$^{\circ}$의 차이를 보였다. 이는 기판과의 compressive stress로 인해 c축 방향으로 늘어났으며 stress relaxed layer는 XRD 결과와는 달리 관찰할 수 없었다. 이러한 현상의 기판 자체의 twin 구조로 인한 것으로 생각된다. RBS 분석후 고분해능 XRD를 이용해 LCMO (200) peak의 $\theta$-rocking 결과 이제R지 laAlO3 상 증착한 LCMO의 값으로는 제일 작은 0.147$^{\circ}$를 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.306-306
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• 2013

p-type Si(100)기판위에 Al2O3 박막을 증착하고 Si/SiO2 박막을 연속 증착하여 태양전지를 제작하였다. Si/SiO2 박막을 연속으로 증착하면 양자 구속이 일어나고 이로 인한 유효밴드 갭이 증가하게 되고, tunnel effect와 계면에서의 passivation 효과를 기대할 수 있다. 이런 효과들을 이용하여 고효율 태양전지를 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 Remote Plasma Atomic Layer Deposition(RPALD)를 이용하여 Al2O3를 증착하였고 RF-Magnetron Sputter와 e-beam Evaporator 장비를 이용하여 Si/SiO2을 증착하였다. 전극으로는 Ti/Ag와 Al을 이용하였다. Solar simulator 장비를 이용하여 cell의 전기적 특성 평가를 평가하였고(Fig. 1) QE 측정장비를 통해 파장대의 따른 광학적 측정을 하였다(Fig. 2). ellipsometer 장비와 ${\alpha}$-step 장비로 박막과 전극의 두께를 측정하였고 4-point prove 장비를 이용하여 면저항, 저항율을 측정 평가하였다. 또한 I-V, C-V 측정 결과 터널링 현상이 일어나는 것을 확인 하였으며, Si/SiO2 다중 박막을 연속 증착 할수록 cell 효율이 더 좋게 나온다는 것을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.501-505
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• 2021

본 연구에서는 HfO₂와 Al₂O₃ 비율을 조절하여 게이트 절연막을 구성하고, 게이트 절연막에 따른 a-ITGZO 박막트랜지스터의 전기적 특성을 분석하였다. HfO₂ 게이트 절연막, HfO₂와 Al₂O₃ 비율이 2:1인 게이트 절연막, HfO₂와 Al₂O₃ 비율이 1:1인 게이트 절연막으로 구성된 a-ITGZO 박막트랜지스터의 전자이동도는 각각 32.3, 26.4, 16.8 cm²/Vs이고 SS 값은 각각 206, 160, 173 mV/dec 이며 히스테리시스 윈도우 폭은 각각 0.60, 0.12, 0.09 V 이었다. 게이트 절연막에서 Al₂O₃ 비율이 높아질수록 a-ITGZO 박막트랜지스터의 히스테리시스 윈도우 폭이 감소했는데, 이는 Al₂O₃ 비율이 높아질수록 게이트 절연막과 채널 박막 사이의 interface trap density가 감소했기 때문이다.

• 한국안광학회지
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• 제4권2호
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• pp.123-128
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• 1999

25mol% CoO가 고용된 $Al_2O_3$계 코팅박막을 졸-겔법으로 제조하고 열처리온도의 변화와 코팅 횟수에 따른 광투과 스펙트럼과 표면반사율과 색상의 변화를 분석 연구하였으며 그 결과는 다음과 같다. $Al_2O_3$-CoO계 박막의 UV-Visible 영역에서의 분광투과율은 약 600nm를 최고 정점으로 하여 파장의 감소와 함께 감소하였으며, 평균 분광투과율은 $300^{\circ}C$(61%), $400^{\circ}C$(55%), $550^{\circ}C$(53%)로 열처리온도가 증가할 수록 광투과율이 감소하는 경향을 보였다. $550^{\circ}C$에서 열처리한 $Al_2O_3$-CoO계 박막의 1~5회 범위의 코팅 횟수에 따른 UV-Visible 영역에서의 분광투과율은 코팅 횟수의 증가와 함께 2차 함수 곡선을 따라 급속히 감소하였다. Indentor penetration method에 의한 $Al_2O_3$-CoO계 박막의 microhardness는 $300^{\circ}C$($370{\times}10^7N/m^2$), $400^{\circ}C$($405{\times}10^7N/m^2$), $550^{\circ}C$($417{\times}10^7N/m^2$)로 열처리 온도의 증가와 함께 증가하였다. 박막의 표면반사광의 스펙트럼은 열처리 온도의 증가에 따라 반사용은 낮아지며, Db값이 20~30 범위에서 높은 값으로 전이하여 황색의 심도가 깊어졌다. 박막의 코팅 횟수에 따라서는 1회(600nm), 2회(560nm), 4회(530nm)로 낮아지다가 5회 (575nm)로 다시 높아지는 결과를 보였으며 yellow에서 greenish-yellow로 변화하다가 Db가 약 50에 달하는 deep yellow로 전이하였다. 명도는 1회(69.77), 2회(68.64), 3회(63.14), 4회 (64.94), 5회(60.42)로 코팅 횟수의 증가에 따라 점차 낮아지는 경향을 보였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제7권1호
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• pp.57-63
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• 1994

Aluminum oxide($Al_2{O_3}$) offers some unique advantages over the conventional silicon dioxide( $SiO_{2}$) gate insulator: greater resistance to ionic motion, better radiation hardness, possibility of obtaining low threshold voltage MOS FETs, and possibility of use as the gate insulator in nonvolatile memory devices. We have undertaken a study of the dielectric breakdown of $Al_2{O_3}$ on Si deposited by GAIVBE technique. In our experiments, we have varied the $Al_2{O_3}$ thickness from 300.angs. to 1400.angs. The resistivity of $Al_2{O_3}$ films varies from 108 ohm-cm for films less than 100.angs. to 10$_{13}$ ohm-cm for flims on the order of 1000.angs. The flat band shift is positive, indicating negative charging of oxide. The magnitude of the flat band shift is less for negative bias than for positive bias. The relative dielectric constant was 8.5-10.5 and the electric breakdown fields were 6-7 MV/cm(+bias) and 11-12 MV/cm (-bias).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.57.2-57.2
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• 2010

투명전도 산화막(Transparent conducing oxide: TCO)은 태양 전지, 터치패널, 가스 센서 등 여러 분야에 적용할 수 있는 물질로서 전기 전도성과 광 투과성을 동시에 가진다. 높은 전기 전도성과 광 투과성을 가지는 Sb:$In_2O_3$(ITO)는 투명전도 산화막 재료로써 가장 일반적으로 사용되고 있으나 인듐의 매장량 한계로 인해 가격이 높다는 단점이 있다. 본 연구에서는 ITO 대체 TCO 물질인 Al doped ZnO(AZO)를 rf magnetron sputter를 이용하여 최적의 수소 도핑량을 찾아 ITO의 전기적 광학적 성질과 비교하였다. AZO 박막은(ZnO:Al2O3 2wt.%)타겟을 이용하여 heater 온도 250도에서 슬라이드 글래스 및 코닝 글래스에 증착시켰고 비교군인 ITO박막은 (In2O3:$SnO_2$ 10wt.%)타겟을 이용하여 수소 도핑 없이 350도로 증착시켰다. AZO 및 ITO 박막의 전기적 특성은 hall measurement를 이용하여 측정하였고, UV-VIS spectrophotometer로 광학적 특성을 측정하였다. 수소 도핑량이 증가함에 따라 AZO 박막의 캐리어 농도가 증가하여 전기적 특성이 향상되었고, 가시광 영역에서 높은 평균 투과도를 유지 하였다. AZO 박막과 ITO 박막의 전기적 및 광학적 특성을 비교한 결과, 최적 수소 도핑량을 가진 AZO 박막은 ITO 박막에 준하는 특성을 보였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제3권3호
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• pp.242-252
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• 1990

본 논문에서는 $Al_{2}$ $O_{3}$박막을 GAIVB(Gas Assisted and Ionized Vapour Beam)법에 의해 저온에서 300.angs.-1400.angs.의 두께로 성장하여 그 조건을 제시하였다. 아울러 Al-Al$_{2}$ $O_{3}$-Si의 MOS구조를 제작하여 Breakdown 현상을 고찰하고 그 결과를 분석 제시함으로써 GAIVB법에 의해 저온으로 형성된 $Al_{2}$ $O_{3}$막의 활용 가능성을 보고하였다. 한편, 본 연구에서 제작한 $Al_{2}$ $O_{3}$ 박막의 저항율은 막의 두께 100.angs.-1000.angs.인 시료소자에서 $10^{8}$ ohm-cm와 $10^{13}$ ohm-cm로 측정되었고 비유전율은 8.5-10.5, 절연파괴강도는 6~7 MV/cm(+바이어스)와 11~12MV/cm(-바이어스)이었다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.42-44
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• 2003

최근 logic 소자의 gate oxide로 기존의 $SiO_2$, SiON보다 고유전, 작은 누설전류를 가지는 물질의 개발이 중요한 이슈가 되고 있다. 본 실험실에서는 Si 기판위에 $HfO_2$ 를 바로 증착하는 경우, 기판의 Si 이박막내로 확산하여 유전율이 저하되는 문제점을 인식하고, 기판과 $HfO_2$ 사이에 $AlO_x$를 방지막으로 사용하였다. 이 때, $AlO_x$의 Al precursor 는 TMA 로 고정하고, 산화제로는 $H_2O, O_2$-plasma, O_3$ 를 각각 사용하였다. 모든 $AlO_x/HfO_y$ 박막에서 매우 우수한 누설전류특성을 얻을 수 있었는데, 특히 $O_3$ 를 산화제로 사용한 $AlO_x$ 방지막의 경우 가장 우수한 특성을 보였다. 또한 질소 분위기에서 $800^{\circ}C$ 10 분간 열처리한 후, 방지막을 사용한 모든 경우에서 보다 향상된 열적 안정성을 관찰할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.97-98
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• 2007

DC magnetron sputtering법을 이용하여 다양한 $Al_2O_3:$ 함량비( 1, 2, 3 wt%)를 가진 고밀도 세라믹 타겟을 사용하여 기판온도 $RT{\sim}300^{\circ}C$에서 AZO박막을 제작하였다. $Al_2O_3:$함량 및 기판온도의 증가에 따라 AZO박막의 결정성은 향상됨을 확인할 수 있었다. 결과적으로 기판온도 $300^{\circ}C$에서 $Al_2O_3:$ 3 wt%를 함유한 AZO 타겟을 사용하여 증착한 AZO박막은 가시광 영역에서 85%이상의 높은 투과율과 $7.8{\times}10^{-4}{\Omega}cm$의 비저항 값을 나타내었다.