• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.1
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• pp.17-23
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• 2005

Glow discharge mass spectrometry(GDMS) was used to determine the impurity concentrations of the deposited Cu films and the 6N Cu target. Cu films were deposited on Si (100) substrates at zero substrate bias voltage and a substrate bias voltage of -50 V using a non-mass separated ion beam deposition method. Since do GDMS has a little difficulty to apply to thin films because of the accompanying non-conducting substrate, we have used an aluminum foil to cover the edge of the Cu film in order to make an electrical contact of the Cu film deposited on the non-conducting substrate. As a result, the Cu film deposited at the substrate bias voltage of -50 V showed lower impurity contents than the Cu film deposited without the substrate bias voltage although both the Cu films were contaminated during the deposition. It was found that the concentration change of each impurity in the Cu films by applying the negative substrate bias voltage is related to the difference in their ionization potentials. The purification effect by applying the negative substrate bias voltage might result from the following reasons: 1) Penning ionization and an ionization mechanism proposed in the present study, 2) difference in the kinetic energy of accelerated Cu+ ions toward the substrate with/without the negative substrate bias voltage.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.199-199
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• 2013

최근 단파장 광전 소자와 고출력 고주파 전자 소자에 대한 수요 때문에 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체에 관심이 많다. 이중에서, ZnO는 우수한 화학 및 역학적 안정성, 수소 플라즈마 내구성과 저가 제조의 장점 때문에 광전자 소자 개발 분야에 적합한 산화물 투명 전극으로 관심을 끌고 있다. 불순물이 도핑되지 않은 ZnO는 본질적으로 산소 빈자리 (vacancy)와 아연 격자틈새 (interstitial)와 같은 자체의 결함으로 말미암아 n형의 극성을 갖기 때문에, 반도체 소자로 응용하기 위해서는 도핑 운반자의 농도와 전도성을 제어하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 박막 제조시 제어성, 안정성과 용이하게 성장이 가능한 졸겔 (sol-gel) 방법을 사용하여 사파이어와 석영 기판 위에 Cu가 도핑된 ZnO 박막을 성장시켰으며, 그것의 구조, 표면 형상, 평균 투과율, 광학 밴드갭 에너지를 계산하였다. 특히, Cu의 몰 비를 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1 mol로 변화시키면서 ZnO:Cu 박막을 성장시켰다. ZnO:Cu 졸은 zinc acetate dihydrate, 2-methoxyethanol (용매), momoethanolamine (MEA, 안정제)을 사용하여 제조하였다. 상온에서 2-methoxyethanol과 MEA가 혼합된 용액에 zinc acetate dihydrate (Zn)을 용해시켰다. 이때 MEA와 Zn의 몰 비는 1로 유지하였다. 이 용액을 $60^{\circ}C$ 가열판 (hot plate)에서 24 h 동안 자석으로 휘젓으며 혼합하여 맑고 균일한 용액을 얻었다. 이 용액을 3000 rpm 속도로 회전하는 스핀 코터기의 상부에 장착된 사파이어와 석영 기판 위에 주사기 (syringe)를 사용하여 한 방울 떨어뜨려 30 s 동안 스핀한 다음에, 용매를 증발시키고 유기물 찌꺼기를 제거하기 위하여 $300^{\circ}C$에서 10분 동안 건조시킨다. 기판 위에 코팅하는 작업에서 부터 건조 작업까지를 10회 반복한 다음에, 1 h 동안 전기로에 장입하여 석영 기판 위에 증착된 시료는 $550^{\circ}C$에서, 사파이어 기판은 $700^{\circ}C$에서 열처리를 수행하였다. Cu의 몰 비 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 1로 성장된 ZnO:Cu 박막에 대한 x선 회절 분석의 결과에 의하면, 모든 ZnO:Cu 박막의 경우에 관측된 34.3o의 피크는 ZnO (002) 면에서 발생된 회절 패턴을 나타낸다. 이것은 JCPDS #80-0075에 제시된 회절상과 일치하였으며, ZnO:Cu 박막이 기판에 수직인 c-축을 따라 우선 배향됨을 나타낸다. 사파이어 기판 위에 증착된 박막의 경우에, Cu의 몰 비가 점점 증가함에 따라(002)면 회절 피크의 세기는 전반적으로 증가하여 0.07 mol에서 최대를 나타내었으나, 석영 기판 위에 증착된 박막의 경우에는 0.05 mol에서 최대를 보였다. 외선-가시광 분광계를 사용하여 서로 다른 Cu의 몰 비로 성장된 ZnO:Cu 박막에서 광학 흡수율 (absorbance) 스펙트럼을 측정하였으며, 이 데이터를 사용하여 평균 투과율을 계산한 결과, 투과율은 Cu의 몰 비에 따라 현저한 차이를 나타내었다. Cu의 몰 비가 0.07 mol일 때 평균 투과율은 80%로 가장 높았으며, 0.03 mol에서는 30%로 최소이었다. 광학밴드갭 에너지는 Tauc 모델을 사용하여 계산하였고, 결정 입자의 형상과 크기와의 상관 관계를 조사하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.1
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• pp.40-45
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• 1995

직경 2인치의 YBa2Cu3O7-y 타겟을 사용하여 높은 스퍼터링 기체 압력 하에서 off-axis DC-마그네트론 스퍼터링 방법으로 MgO(100) 단결정 기판 위에 YBa2Cu3O7-y 박막을 c축 방향으로 in-냐셔 성장시킬 때 기판의 접지 여부와 인가전류의 양이 박막 성장에 미치는 여향을 연구하였다. 그 결과 접지 여부는 박막의 초전도 변환온도, 전기수송 특성, 결정 구조적 특성에는 영향을 거의 주지 않는 반면 표면상태에는 상당한 영향을 미치며, 인가전류의 양은 초전도 특성에 많은 영향을 미침을 발견하였다. 기판온도 $670^{\circ}C$, 스퍼터링 기체압력 300mTorr, 아르곤 대 산소 분압비 5:1의 조건에서 인가전류의 최적량은 300-500 mA이었으며 평균 박막 성장속도는 $0.11-0.14AA$/s로 매우 낮았다. 기판의 접지 효과와 낮은 성장속도의 원인에 대해 고찰해 본다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.13 no.6
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• pp.243-245
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• 2003

The anomalous angular modulation of magnetoresistance in Co/Cu multilayers is explained assuming substrate-induced magnetic anisotropy. The magnetic parameters of Co/Cu multilayers is determined using angular modulation of magnetoresistance and theoretical model including substrate-induced anisotropy. This mechanism introduces a new possible way of modulating the giant magnetoresistance.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.5
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• pp.407-413
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• 1997

The crystallized CuPc(copper phthalocyanine) film on a p-type <100> Si substrate is prepared at the substrate temperature of $300^{\circ}C$ by thermal evaporation. X -ray diffraction analysis showed the CuPc film to have a-axis oriented structure. For the measurement of photovoltaic characteristics of the CuPc/Si film and the Si substrate, a transverse current-voltage (I-V) curve is observed. In the dark, the Au/Si junction is shown to be ohmic contact. However, under illumination, a photovoltaic effect is not observed. The I-V curve in the dark indicates that the CuPc film on Si may form an ohmic contact. Since the CuPc film is a p-type semiconductor, the CuPc/p-Si junction has no barrier at the interface. Under illumination, the CuPc/Si junction shows a large photocurrent comparing with that of the wafer. The result indicates that the CuPc layer plays an important role in the photocarrier generation under red illumination (600 nm). The CuPc/Si film shows the photo voltaic characteristics with a short-circuit photocurrent ($J_{sc}$) of $4.29\;mA/cm^{2}$ and an open-circuit voltage ($V_{oc}$) of 12 mA.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.148-148
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• 2016

디스플레이 시장이 rigid에서 flexible로 변화하기 시작하면서 유연 투명전극 소재에 대한 수요가 증가하고 있다. 투명전극으로 대표되는 Indium Tin Oxide(ITO)는 고투과 저저항의 장점을 가지지만 유연성이 떨어져 이를 대체 할 투명전극 소재로 Metal mesh, Ag nano-wire, CNT, Graphene, Conductive polymer 등에 대한 응용 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Metal mesh 용 Cu thin film 형성을 위해 플라즈마 표면처리 기술로 플라스틱 기판과 Cu 박막 사이의 밀착력을 향상시키고자 공정 연구를 수행하였다. 고품질의 Cu thin film 제작을 위해 양산용 roll to roll 장비를 이용하였고, 선형이온소스를 적용하여 플라즈마 표면처리를 수행하였다. 이후 마그네트론 스퍼터링을 통해 Ni buffer layer 및 Cu 박막 증착 공정을 in-situ로 진행하였다. 이러한 공정을 통해 제작한 Cu thin film의 밀착력을 평가하기 위해 cross cut test(ASTM D3359)를 수행하였다. 그 결과 플라스틱 기판과 Cu 금속 박막 사이의 밀착력이 0B에서 5B까지 향상된 것을 확인하였고, 플라즈마 표면처리 공정을 통해서 저항 또한 감소되는 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 polyethylene terephthalate(PET)뿐만 아니라 polyimide(PI) 기판 상에서도 플라즈마 표면처리를 통해 금속 박막의 밀착력이 향상되는 결과를 확인하였으며, flexible copper clad laminate (FCCL) 같은 유연 정보 소자 분야에 응용 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.6 no.5
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• pp.329-333
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• 1996

We have studied the magnetoresistance and the magnetic anisotropy of Cu/(NiFe/Ni/NiFe) metallic multi layers grown on Si(100), Si(111), $4^{\circ}\;tilt-cut\;Si(111)$ or glass substrate. When the multilayer was grown on $4^{\circ}\;tilt-cut\;Si(111)$ with $50\;{\AA}$ of Cu underlayer, an in-plane uniaxial anisotropy was observed. On the other substrates such as Si(100), Si(111) or glass with Cu underlayer, however, no appreciable anisotropy was shown. The multilayer grown with NiFe or Ni underlayer or without underlayer did not show any arnsotropy even on $4^{\circ}\;tilt-cut\;Si(111)$. When $10\;{\AA}$ of NiFe was deposited prior to the Cu underlayer, the anisotropy in Cu/(NiFe/Ni/NiFe) multilayer disappeared.

• Composites Research
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• v.22 no.3
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• pp.9-17
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• 2009

Nanoindentation behaviours on the films of softer Ag film/harder Cu substrate structure were studied by the molecular dynamics method. As a result, it was shown that the stiffness and hardness of films were strongly dependent on the thickness of films. The stiffness and hardness increased with the thickness of film within a critical range as an inverse Hall-Petch relation. The stiffness and hardness of Cu substrate with Ag film less than 5 nm were observed to be lower than those of bulk silver. In particular, the flower-like dislocation loop was created on the interface by the interaction between dislocation pile-up and misfit dislocation during the indentation of Ag film/Cu substrate with film thickness less than 4 nm, which seemed to be associated with the drop of load in the indentation load versus displacement curve.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.1 no.1
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• pp.37-42
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• 2000

Copper thin films have been prepared by a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) technology on polyimide and TiN substrates. The Cu-MOCVD technology has advantages of the high deposition rate and the good step coverage compared with the conventional physical vapor deposition (PVD) technology in several industrial applications. The Cu films have been deposited with varying the experimental conditions of substrate temperatures and copper source vapor pressures. The films were annealed in a vacuum condition after the deposition, and the annealing effect on the electrical properties of the films was measured. The crystallinity and the microstructures of the films were observed by scanning electron microscopy (SEM), and the electrical resistivity was measured by 4-point probe. In the case of the Cu deposition on TiN substrate, the best electrical property of the films was measured for the samples prepared at 18$0^{\circ}C$. Very high deposition rate of the Cu film up to 250 nm/min was obtained on the polyimide substrate when the mixture of liquid and vapour precursor was used.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.106-106
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• 2010

CuO 나노입자는 전기화학적 전지, 가스 센서 및 태양전지와 같은 나노 전자소자에 응용할 수 있는 대단히 유용한 물질이다. CuO 나노구조를 형성하기 위한 방법은 솔-겔법, 전기 화학적 방법 및 전구체의 열적 탈착방법 등으로 연구되어 왔으나 CuO 나노입자의 열처리 효과는 상대적으로 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 $Al_2O_3$ 기판 위에 스핀 코팅법과 열처리를 사용하여 형성한 CuO 나노입자의 물리적 성질을 살펴보았다. CuO 나노 입자를 형성하기 위해 methanol에 Cu(I) acetate (5 wt%) 을 적절히 분산한 용액을 $Al_2O_3$ 기판 위에 7000 rpm으로 스핀 코팅을 한 후 $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ 및 $700^{\circ}C$로 각각 1 시간 동안 산소 분위기에서 열처리를 하였다. X-선 회절법 결과는 CuO의 (200)$K_{\alpha}$와 (400) $K_{\alpha}$ 회절에 해당하는 피크가 나타났고 주사 전자현미경 상의 결과는 CuO 나노입자가 형성되었음을 확인하였다. 나노입자의 크기는 고배율 투과 전자현미경상에 의하여 3-5 nm 인 것으로 확인하였고 300 K에서 측정한 광루미네선스 스펙트럼은 CuO의 주된 스펙트럼 피크가 푸른색 영역에서 나타남을 알 수 있었다. X-선 광전자 분광법 스펙트럼은 Cu $2p_{3/2}$와 O 1s의 전자상태를 보여주었으며 복잡한 산화상태를 갖는 CuO는 Cu-O 결합과 산소의 화학적 흡착상태를 가지는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 $Al_2O_3$ 기판 위에 최적화된 CuO 나노 입자의 형성 방법과 구조적, 광학적 및 전자적 특성을 이해하는데 도움을 제공해 줄 것이다.