• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.381-381
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• 2009

염료감응형 태양전지의 효율 향상을 위한 다양한 방법들 중 $TiO_2$ 나노 파우더의 표면 개질 및 페이스트의 분산성 향상을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존 나노 파우더의 표면 개질법으로는 액상 공정인 졸겔법이 있으나 표면 처리 공정에서의 응집현상은 아직 해결해야 할 과제 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 진공증착방법인 ALD법을 이용하여 염료감응형 태양전지용 $TiO_2$ 나노 파우더의 $SiO_2$ 산화물 표면처리를 통한 분산특성을 파악하였다. 기존 ALD법의 경우 reactor의 온도가 $300{\sim}500^{\circ}C$ 정도의 고온에서 공정이 이루어졌지만 본 실험에서는 2차 아민계촉매(pyridine)을 사용하여 reactor의 온도를 $30^{\circ}C$정도의 저온공정에서 $SiO_2$ 산화물을 코팅을 하였다. MO source로는 액체상태의 TEOS$(Si(OC_2H_5)_4)$를, 반응가스로는 $H_2O$를 사용하였고, 불활성 기체인 Ar 가스는 purge 가스로 각각 사용 하였다. ALD 공정에 의해 표면처리 된 $TiO_2$ 나노 파우더의 분산특성은 각 공정 cycle에 따라 FESEM을 통하여 입자의 형상 및 분산성을 확인하였으며 입도 분석기를 통하여 부피의 변화 및 분산 특성을 확인하였다. 공정 cycle 이 증가함에 따라 입자간의 응집현상이 개선되는 것을 확인 할 수 있었으며, 100cycles에서 응집현상이 가장 많이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 표면 처리된 $SiO_2$ 산화막은 XRD를 통한 결정 분석 및 EDX를 통한 정성 분석을 통하여 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제28권5호
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• pp.268-272
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• 2018

An $Al_2O_3/AlN$ bilayer deposited on GaN by atomic layer deposition (ALD) is employed to prepare $Al_2O_3/AlN/GaN$ metal-insulator-semiconductor (MIS) diodes, and their interfacial properties are investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) with sputter etch treatment and current-voltage (I-V) measurements. XPS analyses reveal that the native oxides on the GaN surface are reduced significantly during the early ALD stage, indicating that AlN deposition effectively clelans up the GaN surface. In addition, the suppression of Al-OH bonds is observed through the ALD process. This result may be related to the improved device performance because Al-OH bonds act as interface defects. Finally, temperature dependent I-V analyses show that the barrier height increases and the ideality factor decreases with an increase in temperature, which is associated with the barrier inhomogeneity. A Modified Richardson plot produces the Richardson constant of $A^{**}$ as $30.45Acm^{-2}K^{-2}$, which is similar to the theoretical value of $26.4Acm^{-2}K^{-2}$ for n-GaN. This indicates that the barrier inhomogeneity appropriately explains the forward current transport across the $Au/Al_2O_3/AlN/GaN$ interface.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.126-126
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• 2012

In past decades, the themal inkjet (TIJ) printer has been widely used as one of the most well-known digital printing technology due to its low cost, and high printing quality. Since the printing speed of TIJ printers are much slower than that of laser printers, however, there has been intensive efforts to raise the printing speed of TIJ printers. One of the most plausible methods to raise the printing speed of TIJ printers is to adopt a page-wide array TIJ printhead. To accomplish this goal, the high efficiency inkjet heating resistor films should be developed to settle the high power consumption problem of a page-wide array TIJ printhead. In this study, we investigated noble metal based multicomponent thin film resistor films prepared by atomic layer deposition (ALD) for a high efficiency inkjet printhead. Design concept, preparation, material properties of noble metal based multicomponent thin films will be discussed in terms of mutlfunctionality.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.76-76
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• 2011

투명 태양전지 구조 내에 선택적 투과막을 채용하여 태양전지의 성능 개선을 극대화할 수 있다. 금속 산화물 계의 선택적 투과막은 가시광선 대역은 투과시키고, 적외선 영역은 광흡수층으로 반사시키는 역할을 하므로 변환효율이 증가한다. 이제까지 Al 및 Ti 산화물 계의 선택적 투과막은 atomic layer deposition (ALD)을 이용하여 형성하여 왔다[1]. ALD 기술의 경우 정밀한 두께 조절성 및 우수한 conformality의 장점이 있지만, 증착속도가 느리기 때문에 상업적으로 이용하기에 제약이 있다. 따라서 본 연구에서는 Al/Ti 산화물 투과막을 기존의 ALD 공정이 아닌 스퍼터(sputter) 증착을 이용하여 형성하고, 광학적 특성을 평가하였다. 스퍼터 증착 공정을 이용하여 선택적 투과막을 형성함으로써 기존의 공정에 비하여 태양전지 제조 원가 절감의 효과가 있을 것이라 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권8호
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• pp.474-478
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• 2017

We report on thin-film transistors based on $TiO_x$ pre-annealed by femtosecond laser pulses. A 30-nm thick $TiO_x$ active channel layer was initially deposited by an ALD system. The $TiO_x$ semiconducting films were annealed by irradiation with a femtosecond laser (power: $3W/cm^2$) for 5, 25, and 50s. Atomic force microscopy images revealed that the surface of a $TiO_x$ film without femtosecond laser pre-annealing was relatively rough, while after annealing with femtosecond laser pulses, the surface of the $TiO_x$ films became smooth. With increasing radiation time, the surrounding gas atmosphere could have a larger impact on the $TiO_x$ surface; meanwhile, the thin-film roughness decreased. Thin-film transistors with $TiO_x$ active channels pre-annealed at 50s exhibited good transfer characteristics and an on-to-off current ratio of ${\sim}10^3$.

• 센서학회지
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• 제18권3호
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• pp.239-244
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• 2009

We fabricated nano-templates by low temperature BCP(block copolymer) process at 180 $^{\circ}C$, then we deposited 10 nm-thick $TiO_2$ layers with ALD(atomic layer deposition) at low temperature of 150 $^{\circ}C$. Through FE-SEM analysis, we confirmed the successful formation of the groove-type(width of crest : 30 nm, width of trough : 18 nm) and the cylinder-type(diameter : 10 nm, distance between hole : 25 nm) templates. Moreover, after $TiO_2$-ALD processing, we confirmed the deposition of the uniform nano layers of $TiO_2$ on the nano-templates. Through AFM analysis, the pitches of the crest-through(in groove-type) and hole-hole(in cylinder-type) were the same before and after $TiO_2$-ALD processing. In addition, we indirectly determined the existence of the uniform $TiO_2$ layers on nano-templates as the surface roughness decreased drastically. We successfully fabricated nano-template at low temperature and confirmed that the three-dimensional nano-structure for sensor application could be achieved by $TiO_2$-ALD processing at extremely low temperature of 150 $^{\circ}C$.

• 한국재료학회지
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• 제18권10호
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• pp.515-520
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• 2008

We fabricated 10 nm-$TiO_2$ thin films for DSSC (dye sensitized solar cell) electrode application using ALD (atomic layer deposition) method at the low temperatures of $150^{\circ}\;and\;250^{\circ}$. We characterized the crosssectional microstructure, phase, chemical binding energy, and absorption of the $TiO_2$ using TEM, HRXRD, XPS, and UV-VIS-NIR, respectively. TEM analysis showed a 10 nm-thick flat and uniform $TiO_2$ thin film regardless of the deposition temperatures. Through XPS analysis, it was found that the stoichiometric $TiO_2$ phase was formed and confirmed by measuring main characteristic peaks of Ti $2p^1$, Ti $2p^3$, and O 1s indicating the binding energy status. Through UV-VIS-NIR analysis, ALD-$TiO_2$ thin films were found to have a band gap of 3.4 eV resulting in the absorption edges at 360 nm, while the conventional $TiO_2$ films had a band gap of 3.0 eV (rutile)${\sim}$3.2 eV (anatase) with the absorption edges at 380 nm and 410 nm. Our results implied that the newly proposed nano-thick $TiO_2$ film using an ALD process at $150^{\circ}$ had almost the same properties as thsose of film at $250^{\circ}$. Therefore, we confirmed that the ALD-processed $TiO_2$ thin film with nano-thickness formed at low temperatures might be suitable for the electrode process of flexible devices.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권6호
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• pp.581-588
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• 2013

This paper presents a study of the process temperature dependence of $Al_2O_3$ film grown by thermal atomic layer deposition (ALD) as a passivation layer in the crystalline Si (c-Si) solar cells. The deposition rate of $Al_2O_3$ film maintained almost the same until $250^{\circ}C$, but decreased from $300^{\circ}C$. $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ was found to have the highest negative fixed oxide charge density ($Q_f$) due to its O-rich condition and low hydroxyl group (-OH) density. After post-metallization annealing (PMA), $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ had the lowest slow and fast interface trap density. Actually, $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ showed the best passivation effects, that is, the highest excess carrier lifetime (${\tau}_{PCD}$) and lowest surface recombination velocity ($S_{eff}$) than other conditions. Therefore, $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ exhibited excellent chemical and field-effect passivation properties for p-type c-Si solar cells.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.303-303
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• 2012

X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법으로 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR의 두께 측정 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 IBSD (ion beam sputtering deposition)와 ALD (atomic layer deposition)를 이용하여 5 nm, 10 nm의 $HfO_2$ 박막을 제작하고, XRR용 두께 표준물질로 응용할 수 있는지를 살펴보았다. 먼저 두께표준물질로 제작하기 위해서는 박막과 기판이 안정한 상태를 유지해야 한다. 이에 박막은 공기 중 노출에 의한 산화로 박막의 두께가 변할 수 있는 금속박막 대신에 공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 thermal공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 therma oxidation법을 이용하여 $1{\mu}m$ 두께로 제작한 비정질 $SiO_2$ 기판을 사용했다. 제작된 시료의 특성평가를 위해 XRR (X-ray reflectometer) 측정을 통해 두께, 거칠기 및 밀도를 확인하였고, TEM (transmission electron microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 두께결과와 비교하였다. 측정결과를 확인하였을 때 두 증착 방법 중 ALD를 이용하여 제작한 시편에서는 박막과 기판사이의 interface가 sharp하여 반사율 곡선의 진폭이 크게 잘 나타났고 fitting 결과도 우수하여 IBSD로 증착한 시편보다 두께 표준물질로 응용하기에 더 적합하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권5호
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• pp.449-455
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• 2010

To enhance the efficiency of dye sensitized solar cells, we proposed crystalline anatase-$TiO_{2}$ by using a low temperature process ($150^{\circ}C{\sim}250^{\circ}C$). We successfully fabricated 30 nm-$TiO_{2}$ at a fixed atomic layer deposition condition of 1.0 sec of TDMAT pulse, 20 sec of TDMAT purge, 0.5 sec of H$_{2}$O pulse, and 20 sec of H$_{2}$O purge. In order to examine the microstructure, phase, and band-gap of the TiO$_{2}$ respectively, we employed a Nano-Spec, transmission electron microscope, high resolution XRD, Auger electron spectroscopy, scanning probe microscope, and UV-VIS-NIR. We were able to fabricate a crystalline anatase-phase of 30 nm-TiO$_{2}$ successfully at temperatures above $180^{\circ}C$. Our results showed that our proposed low temperature ALD process (below $200^{\circ}C$) might be applicable to glass and flexible polymer substrates.