• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.88-88
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• 2011

ZnO는 직접 천이형 반도체로써, 상온에서 3.4eV에 해당하는 띠틈을 가지고 있다. 뿐만 아니라 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지고 있어 단파장 광전 소자 영역의 LED(Light Emitting Diode)나 LD(Laser Diode)에 널리 사용되고 있다. 하지만 일반적으로 격자틈새 Zn(Zni2+)이온이나 O 빈자리(V02+)이온과 같은 자연적인 도너 이온이 존재하여 n-형 전도성을 나타낸다. 그러므로 ZnO계 LED와 LD의 개발에 있어서 가장 중요한 연구 과제는 재현성 있고 안정된 고농도의 p-형 ZnO박막을 성장시키는 것이다. 하지만, 자기보상효과나 얕은 억셉터 준위, 억셉터의 낮은 용해도로 인하여 어려움을 가지고 있다. 본 연구에서는 고품질의 p-형 ZnO박막을 제작하기 위해 AlN를 도핑시킨 ZnO박막을 RF 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 Ar과 O2분위기에서 성장시켰다. ZnO와 AlN타겟을 동시에 사용하였으며, ZnO타겟에 걸어준 RF 파워는 80W, AlN타겟에 걸어준 RF 파워는 5~20W로 변화시켰다. 박막의 전기적, 광학적 특성은 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), REELS (Reflection Electron Energy Loss Spectroscopy), XRD (X-ray Diffraction), SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), AES (Auger Electron Spectroscopy), Hall measurement를 이용하여 연구하였다. XPS측정결과, AlN를 도핑시킨 ZnO박막의 Zn2p3/2와 O1s피크는 undoped ZnO박막의 피크보다 낮은 결합에너지에서 측정되었다. 모든 박막이 결정화 되었으며, (002)방향으로 우선적으로 성장된 것을 확인할 수 있었다. 홀 측정 결과, 기판을 $200^{\circ}C$로 가열하면서 성장시킨 박막이 p-형을 나타내었으며, 비저항(Resistivity)이 $5.51{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}m$, 캐리어 농도(Carrier Concentration)가 $1.96{\times}1018cm^{-3}$, 이동도(Mobility)가 $481cm^2$/Vs이었다. 또한 QUEELS -Simulation에 의한 광학적 특성분석 결과, 가시광선영역에서 투과율이 90%이상으로 투명전자소자로의 응용이 가능하다는 것을 보여주었다.

• 한국표면공학회지
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• 제48권6호
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• pp.322-328
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• 2015

We investigated the diffusion behaviors, electrical properties, microstructures, and composition of In-Ga-Zn-O (IGZO) oxide thin films deposited by radio frequency reactive magnetron sputtering with increasing annealing temperatures. The samples were deposited at room temperature and then annealed at 300, 400, 500, 600 and $700^{\circ}C$ in air ambient for 2 h. According to the results of time-of-flight secondary ion mass spectrometry and X-ray photoelectron spectroscopy, no diffusion of In, Ga, and Zn components were observed at 300, 400, 500, $600^{\circ}C$, but there was a diffusion at $700^{\circ}C$. However, for the sample annealed at $700^{\circ}C$, considerable diffusion occurred. Especially, the concentration of In and Ga components were similar at the IGZO thin film but were decreased near the interface between the IGZO and glass substrate, while the concentration of Zn was decreased at the IGZO thin film and some Zn were partially diffused into the glass substrate. The high-resolution transmission electron microscopy results showed that a phase change at the interface between IGZO film and glass substrate began to occur at $500^{\circ}C$ and an unidentified crystalline phase was observed at the interface between IGZO film and glass substrate due to a rapid change in composition of In, Ga and Zn at $700^{\circ}C$. The best values of electron mobility of $15.5cm^2/V{\cdot}s$ and resistivity of $0.21{\Omega}cm$ were obtained from the sample annealed at $600^{\circ}C$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권11호
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• pp.2589-2594
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• 2009

Aging phenomena of plasma polymer films were studied by using the surface analysis techniques of contact angle measurement, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOFSIMS), and atomic force microscopy (AFM). The polymer films were grown on an aluminum substrate by using a plasma polymerization method from a gas mixture of acetylene and helium, and the films were subsequently modified to have a hydrophilic surface by oxygen plasma treatment. Aging of the polymer films was examined by exposing the samples to water and air environments. The aging process increased the hydrophobicity of the surface, as revealed by an increase in the advancing contact angle of water. XPS analysis showed that the population of oxygen-containing polar groups increased due to the uptake of oxygen during the aging, whereas TOF-SIMS analysis revealed a decrease in the polar group population in the uppermost surface layer. The results suggest that the change in surface property from hydrophilic to hydrophobic nature results from the restructuring of polymer chains near the surface, rather than compositional change of the surface. Oxidative degradation may enhance the mobility and the restructuring process of polymer chains.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권1호
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• pp.101-105
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• 2024

4H-SiC power metal-oxide-semiconductor field effect transistors (MOSFETs) have been developed to achieve lower specific-on-resistance (R_on,sp), and the gate oxides have been thermally grown. The poor channel mobility resulting from the high interface trap density (D_it) at the SiO₂/4H-SiC interface significantly affects the higher switching loss of the power device. Therefore, the development of novel fabrication processes to enhance the quality of the SiO₂/4H-SiC interface is required. In this paper, NO post-oxidation annealing (POA) by using the conditions of N₂ diluted NO at a high temperature (1,300℃) is proposed to reduce the high interface trap density resulting from thermal oxidation. The NO POA is carried out in various NO ambient (0, 10, 50, and 100% NO mixed with 100, 90, 50, and 0% of high purity N₂ gas to achieve the optimized condition while maintaining a high temperature (1,300℃). To confirm the optimized condition of the NO POA, measuring capacitance-voltage (C-V) and current-voltage (I-V), and time-of-flight secondary-ion mass spectrometry (ToF-SIMS) are employed. It is confirmed that the POA condition of 50% NO at 1,300℃ facilitates the equilibrium state of both the oxidation and nitridation at the SiO₂/4H-SiC interface, thereby reducing the D_it.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권6호
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• pp.816-822
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• 2012

GC-IMS를 이용한 도토리 조전분의 향기성분에서 주성분 PC 1, PC 2, PC 3 값을 얻었으며 2차원 그래프를 통하여 확인한 결과 국내산의 경우 PC 1에서 모두 (+)값을 보였고 최소범위 0.81 이상의 양의 값을 갖는 것으로 나타났다. PC 1의 기여율은 60.5%였고, PC 2의 기여율은 22.8%, PC 3의 기여율은 6.0%이었으며 누적기여율은 89.6%로 국내산, 북한산, 중국산 모두 PC 1의 값만으로도 향기패턴 구분에 필요한 충분한 정보를 얻을 수 있었다. PC 1과 PC 2에 대한 10개의 데이터를 평균값으로 표현했을 때 PC 1에서 국내산의 경우 441.8, 북한산 184.4, 중국산 222.0으로 나타났으며 국내산과 북한산, 국내산과 중국산은 각각 유의적 차이를 보였고 (p<0.05), 북한산과 중국산에서는 유의적 차이가 없었다. PC 2에서는 국내산은 1247.4, 북한산은 681.7로, 중국산은 575.9로 나타나 국내산과 북한산, 국내산과 중국산은 각각 유의적 차이를 보였으나(p<0.05), 북한산과 중국산은 유의적 차이가 없었다. 도토리묵을 제조하여 동결 건조시킨 후 분쇄한 시료를 가지고 분석한 겔 파우더에서도 주성분 PC 1, PC 2, PC 3 값을 얻었으며 2차원 그래프를 통하여 확인한 결과 국내산의 경우 PC 1에서 모두 (-)값을 가졌고 최소범위 -0.10 이상의 값을 갖는 것으로 나타났다. PC 1의 기여율은 40.7%, PC 2의 기여율은 27.9%, PC 3의 기여율은 15.2%였으며 누적기여율은 83.8%였다. PC 1과 PC 2에 대한 10개의 데이터를 평균값으로 표현했을 때 PC 1에서 국내산의 경우 231.7, 북한산 246.5, 중국산 294.3으로 나타났으며 국내산과 중국산, 북한산과 중국산은 유의적 차이를 보였고(p<0.05), 국내산과 북한산은 유의적 차이가 없었다. PC 2에서는 국내산은 278.0, 북한산은 217.6, 중국산은 239.5로 나타나 국내산과 북한산, 국내산과 중국산에서 각각 유의적 차이를 보였다(p<0.05). 북한산과 중국산은 유의적 차이가 없었다. 이상의 결과로 GC-IMS를 이용한 도토리 조전분 및 도토리묵에 대한 겔 파우더의 원산지 판별에서 주성분 PC 1과 PC 2의 값만으로도 국내산과 수입산(중국산과 북한산)의 구별이 가능하였다.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.263-271
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• 2017

최근에, 질량분석기술의 폴리머 분석에의 응용은 MALDI-TOF MS 개발 이후 급속도로 발전하였다. 이 리뷰 논문은 현재까지 연구된 MALDI-TOF MS의 폴리머 특성분석에의 응용에 관한 최신 논문을 정리하였다. MALDI-TOF MS는 바이오 폴리머와, 합성 폴리머의 평균분자량 분석, 폴리머의 시퀀스 분석을 통한 구조의 해석, 모노머의 조성분석에까지 이용되고 있다. 엔드그룹의 특성과 농도를 분석하는 연구도 많이 진행되었고, 복잡한 폴리머의 분자량의 분석에는 SEC와 MALDI-TOF MS를 연결한 분석법을 추천한다. MALDI에 tandem MS를 결합한 분석기술이나, 이온 모빌리티를 응용한 질량분석기, TOF-SIMS, MALDI-TOF-Imaging 기술도 급격히 발전하고 있으며, 이의 폴리머 특성분석에의 응용은 별도의 분리기술이 필요 없어 앞으로 더 많이 이용될 것으로 생각된다. 분자량, 시퀀스, 그리고 모노머의 조성을 정확하게 계산해주는 소프트웨어와 고분자량(> 100 kDa)의 분석을 가능하게 해주는 기술이 개발된다면, 폴리머를 연구하는 과학자들에게 MALDI-TOF MS의 이용은 문제점을 해결하고, 목적하는 폴리머를 합성하는 데 중요한 수단이 될 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.188-198
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• 1993

두께가 6~10 nm인 게이트 산화막의 계면에 염소(Cl)를 도입시킨 n-MOS capacitor 및 n-MOSFET을 제잘하여 물성적인 방법(SIMS, ESCA)과 전기적인 방법에 의해서 소자의 특성을 분석, 평가하였다. Last step TCA법을 이용하여 성장시킨 산화막은 No TCA법으로 성장시킨 것보다 mobility가 7% 정도 증가하였고, 결함 밀도도 감소하였다. Time-zero-dielectric-breakdown(TZDB)으로 측정한 결과, Cl를 도입한 막의 파괴 전계(breakdon field)는 18 MV/cm인데, 이것은 Cl을 도입하지 않은 것보다 약 0.6 MV/cm 정도 높은 값이다. 또한 time-dependent-dielectric-breakdown(TDDB) 결과로부터 수명이 20년 이상인 것으로 평가되었고, hot carrier 신뢰성 측정으로부터 평가한 소자의 수명도 양호한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 Cl을 계면에 도입시킨 게이트 산화막을 가진 소자가 좋은 특성을 나타내고 있으므로 Last step TCA법을 종래의 산화막 성장 방법 대신에 사용하면 MOSFET 소자의 새로운 게이트 절연막 성장법으로서 대단히 유용할 것으로 생각된다.