• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.70-70
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• 1999

현재 TFT-LCD에서 주류를 이루고 있는 a-Si 으로는 SXGA급 이상의 LCD를 구현하는 데 그 자체 이동도(0.4~1.0cm2/Vs)의 한계 때문에 poly-Si(100~300cm2/Vs)을 사용하지 않을 수 없다. Poly-Si을 성장시키는 방법으로는 PECVD 방법, SPC 방법, Laser Annealing 방법등이 있으나 아직 이 모든 방법으로는 성장박막의 질, 즉 이동도, 균일성 등이 만족스럽지 못하다. 그 중에서 Laser Annealing 방법으로 저온에서 가장 좋은 막질을 얻고 있으나 균일성 및 생산성 향상면에서 여려움이 제기되고 있다. 따라서 차세대 TFT-LCD의 핵심소재인 poly-Si을 저온에서 유리기판위에 양질의 박막으로 성장시킬 수 있는 박막성장법이 절실하다. 본 연구에서 사용된 실리콘 이온 증착법은 Sidl 이온 상태로 직접 증착되므로 이온 에너지가 직접 결합에 기여하게 되고 동시에 이온 에너지는 전기적으로 제어되므로 박막 형성에 필요한 정정 에너지를 공급할 수 있다. 따라서 종래의 열에너지만을 이용한 방법보다 훨씬 낮은 온도에서 박막을 성장시킬 수 있었다. 3kV의 Cs+에 의해 sputter 된 Si beam- 에너지를 20~100eV, Si- flux를 약 4$\mu$A.cm2로 조절하며, 기판온도 300~45$0^{\circ}C$에서 각각 제조하였다. 30$0^{\circ}C$, 20~50eV에서 poly-Si임을 XRD 분석으로 확인 할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.175-175
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• 2009

최근 전자 소자의 소형화 집적화에 따른 대응 방안으로 한 개의 소자에 두가지 이상의 물리적 특성을 갖는 다기능성 소재의 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 다강체는 강유전성 (ferroelectricty ), 강자성 (ferromagnetism), 강탄성 (ferroelasticity) 중에서 두 개 이상의 현상을 나타내는 재료로, 이중에서도 특히 강유전성과 강자성을 동시에 나타내는 다강체가 학계 및 산업계로부터 집중적인 관심을 받으면서 최근 이 분야 연구가 국내 외적으로 매우 활발하게 이루어지고 있다. 이는 다강체를 이용하면 기존의 강유전 현상을 이용한 메모리소자인 FRAM이나 차세대 메모리소자로 주목을 받고 있는 MRAM을 결합한 새로운 방식의 메모리소자의 탄생이 가능할 수도 있기 때문이다. 즉, 일부 다강체가 나타내는 magnetoelectric (ME) 현상을 이용하면 자기적으로 신호를 인가하여 전기신호로 데이터를 저장하거나 또는 전기적으로 신호를 인가하여 자기적으로 데이터를 저장하는 것이 가능해지기 때문이다. 이 연구에서는 다강체 특성을 가지는 $Fe/BaTiO_3$ 이중박막을 IBSD(Ion Beam Sputter Deposition)을 이용하여 (111)Pt/Ti/$SiO_2/Si$ 기판에 증착을 하여 구조적, 전기적, 자기적 특성을 토론할 것이다.

• 한국진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.218-224
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• 2002

반도체 박막의 분석에서 중요한 분석 대상의 하나인 미량 불순물의 정량분석을 위한 표준절차를 확립하고 그에 필요한 인증표준물질의 개발하였으며 이를 이용하여 국내공동분석을 실시하였다. 공동분석에 사용된 붕소가 균질하게 도핑된 박막 인증표준물질과 분석시편은 이온빔 스퍼터증착법에 의해 제작하였으며, 가장 정량적이고 감도가 높은 ICP-MS를 이용한 동위원소희석법으로 인증하였다. 이러한 인증표준물질과 SIMS에 의한 실리콘 내 의 붕소의 정량분석에 대해 이미 확립되어 있는 국제표준절차인 ISO/DIS-14237에 의거하여 국내 공동 분석을 시행하였는데, 이번의 공동분석에서 얻어진 붕소농도의 전체 평균값이 ICP-MS에 의한 인증치에 약 2% 정도의 오차를 보여주고 있어 분석의 정확성이 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.488-488
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• 2013

일반적으로 sputtering 방식을 이용한 박막 증착 방법은 장치가 간단하고 고품질의 박막이나 균일한 박막을 만들 수 있는 장점이 있어 널리 사용된다. 본 연구에서는 기존의 sputtering 방식에 Modulation technology를 적용하고자 한다. Modulation technology를 이용하여 전원의 pulse on 시에는 일반적인 sputter 방식으로 기판에 박막을 증착하고 pulse off 시에는 양의 전압을 인가하여 이온빔을 발생시킨 후 기판에 입사시키는 방식을 적용하여 박막 형성의 특성을 향상시키고자한다. 이는 고온의 heater 및 이온빔이나 레이저, 플라즈마 소스 등의 추가적인 에너지원의 장치가 필요 없이 고품질의 박막의 특성을 향상시키는 기대 효과가 있다. Modulated Sputtering System (MSS)에 인가되는 전압과 전류의 특성을 관찰하였으며 MSS에 인가하는 전압과 frequency, 그리고 duty cycle 변화에 따른 이온 에너지 분포를 에너지 분석기를 통해 측정하였다. 또한 Langmuir probe를 이용한 afterglow plasma 상태에서의 이온전류를 측정하였다. 그리고, MSS 이용하여 Ti 박막을 증착하였으며 박막의 특성을 분석하기 위하여 a-step, SEM, XRD, AFM을 이용하여 두께, 결정성장면, 표면 거칠기를 측정하였다. 측정 결과 기판에 입사되는 양이온의 에너지가 증가함에 따라 (002) 결정면 방향에서 (100) 결정면 방향으로 증착되고 표면 거칠기가 낮아짐을 측정하였다. 또한 Graphite 타겟을 이용한 carbon 박막을 증착하였으며 박막의 특성을 분석하기 위하여 Raman을 이용한 분석 결과 양이온의 에너지가 증가함에 따라 박막내의 sp3 함유량이 변화함을 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.358-358
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• 2012

The application of BZO (Boron-doped Zinc Oxide) films use as the TCO(Transparent Conductive Oxide) material for display and solar cell industries, where the conductivity of the BZO films plays a critical role for improvement of cell performance. Thin BZO films are deposited on glass substrates by using RF sputter system. Then charging flow rates of O2 gas from zero to 10 sccm, thereby controlling the impurity concentration of BZO. BZO deposited on soda lime glass and RF power was 300 W, frequency was 13.56 MHz, and working pressure was $5.0{\times}10-6$ Torr. The Substrate and glass between distance 200 mm. We measured resistivity, conductivity, mobility by hall measurement system. Optical properties measured by photo voltaic device analysis system. We measured surface build according to oxygen flow rate from XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) system. The profile of the energy distribution of the electrons emitted from BZO films by the Auger neutralization is measured and rescaled so that Auger self-convolution arises, revealing the detail structure of the valence band. It may be observed coefficient ${\gamma}$ of the secondary electron emission from BZO by using ${\gamma}$-FIB (Gamma-Focused Ion Beam) system. We observed the change in electrical conductivity by correlation of the valence band structure. Therefore one of the key issues in BZO films may be the valence band that detail structure dominates performance of solar cell devices. Demonstrating the secondary electron emission by the Auger neutralization of ions is useful for the determination of the characteristics of BZO films for solar cell and display developments.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.960-964
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• 2004

[ $Ba_2NaNb_5O_{15}$ ](BNN) thin films have been prepared by the ion beam sputter deposition (IBSD) method on Pt coated Si substrate at temperature as low as $600^{\circ}C$ XRD, SEM were used to investigate the crystallization and microstructure of the films. It was found that the films were crack-free and uniform in microstructure. The electric properties of thin films were carried out by observation of D-E hysteresis loop, dielectric constant and leakage current. It was found the deposition rate strongly influenced the phase formation of the films, where the phase of $BaNb_2O_6$ was always formed when the deposition rate was high. However, the single phase (tungsten bronze structure ) BNN thin film was obtained with the deposition rate as low as $22{\AA}/min$. The remanent polarization Pr and dielectric constant are about 1-2 ${\mu}C/cm^2$ and $100\sim200$, respectively. It was also founded the electric properties of thin films were influenced by the deposition rate. The Pr and dielectric constant of films increased with the decrease of deposition rate. The effects of annealing temperature and annealing time to the crystallization behavior of films were studied. The crystallization of thin film started at about $600^{\circ}C$. The adequate crystallization was gotten at the temperature of $650^{\circ}C$ when the annealing time is 0.5 hour or at the temperature of $600^{\circ}C$ when the annealing time is long as 6 hours.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.333-341
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• 2012

본 연구는 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 산소유량 변화에 따라 증착된 ITO 박막 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 $1.0{\times}10^{-3}$ Torr의 공정 압력과 2 kW 및 13.56 MHz의 RF 전력, 1,000 sccm의 Ar 가스 조건하에 0~12 sccm의 $O_2$ 가스 유량을 변경하면서 증착하였다. 광투과율 측정은 적분구를 이용하였으며, 측정 파장 범위는 300~1,100 nm이다. 4-point probe를 이용하여 면저항을 측정하였으며, Hall Measurement System을 이용하여 비저항, 캐리어 농도 및 전자이동도를 측정하였다. Scanning electron microscope 장비를 이용하여 ITO 박막 표면을 분석하였고, 박막의 거칠기는 Atomic force microscope을 이용하여 측정하였다. ${\gamma}$-Focused ion beam system을 이용하여 ITO 박막의 이차전자방출계수를 측정하였으며, 이차전자방출계수 값으로 Auger neutralization mechanism 분석법을 이용해 ITO 박막의 일함수를 결정하였다. 3 sccm의 산소 유량에서 증착된 ITO 박막의 비저항은 약 $2.4{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 가장 좋았으며, 광학적 특성 또한 84.93% (Weighted average)로 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이 조건에서 이차전자방출 계수가 가장 높았고 일함수는 가장 낮은 경향의 일치함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.100-101
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• 2012

The plasma damage free and room temperature processedthin film deposition technology is essential for realization of various next generation organic microelectronic devices such as flexible AMOLED display, flexible OLED lighting, and organic photovoltaic cells because characteristics of fragile organic materials in the plasma process and low glass transition temperatures (Tg) of polymer substrate. In case of directly deposition of metal oxide thin films (including transparent conductive oxide (TCO) and amorphous oxide semiconductor (AOS)) on the organic layers, plasma damages against to the organic materials is fatal. This damage is believed to be originated mainly from high energy energetic particles during the sputtering process such as negative oxygen ions, reflected neutrals by reflection of plasma background gas at the target surface, sputtered atoms, bulk plasma ions, and secondary electrons. To solve this problem, we developed the NBAS (Neutral Beam Assisted Sputtering) process as a plasma damage free and room temperature processed sputtering technology. As a result, electro-optical properties of NBAS processed ITO thin film showed resistivity of $4.0{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}m$ and high transmittance (>90% at 550 nm) with nano- crystalline structure at room temperature process. Furthermore, in the experiment result of directly deposition of TCO top anode on the inverted structure OLED cell, it is verified that NBAS TCO deposition process does not damages to the underlying organic layers. In case of deposition of transparent conductive oxide (TCO) thin film on the plastic polymer substrate, the room temperature processed sputtering coating of high quality TCO thin film is required. During the sputtering process with higher density plasma, the energetic particles contribute self supplying of activation & crystallization energy without any additional heating and post-annealing and forminga high quality TCO thin film. However, negative oxygen ions which generated from sputteringtarget surface by electron attachment are accelerated to high energy by induced cathode self-bias. Thus the high energy negative oxygen ions can lead to critical physical bombardment damages to forming oxide thin film and this effect does not recover in room temperature process without post thermal annealing. To salve the inherent limitation of plasma sputtering, we have been developed the Magnetic Field Shielded Sputtering (MFSS) process as the high quality oxide thin film deposition process at room temperature. The MFSS process is effectively eliminate or suppress the negative oxygen ions bombardment damage by the plasma limiter which composed permanent magnet array. As a result, electro-optical properties of MFSS processed ITO thin film (resistivity $3.9{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$, transmittance 95% at 550 nm) have approachedthose of a high temperature DC magnetron sputtering (DMS) ITO thin film were. Also, AOS (a-IGZO) TFTs fabricated by MFSS process without higher temperature post annealing showed very comparable electrical performance with those by DMS process with $400^{\circ}C$ post annealing. They are important to note that the bombardment of a negative oxygen ion which is accelerated by dc self-bias during rf sputtering could degrade the electrical performance of ITO electrodes and a-IGZO TFTs. Finally, we found that reduction of damage from the high energy negative oxygen ions bombardment drives improvement of crystalline structure in the ITO thin film and suppression of the sub-gab states in a-IGZO semiconductor thin film. For realization of organic flexible electronic devices based on plastic substrates, gas barrier coatings are required to prevent the permeation of water and oxygen because organic materials are highly susceptible to water and oxygen. In particular, high efficiency flexible AMOLEDs needs an extremely low water vapor transition rate (WVTR) of $1{\times}10^{-6}gm^{-2}day^{-1}$. The key factor in high quality inorganic gas barrier formation for achieving the very low WVTR required (under ${\sim}10^{-6}gm^{-2}day^{-1}$) is the suppression of nano-sized defect sites and gas diffusion pathways among the grain boundaries. For formation of high quality single inorganic gas barrier layer, we developed high density nano-structured Al2O3 single gas barrier layer usinga NBAS process. The NBAS process can continuously change crystalline structures from an amorphous phase to a nano- crystalline phase with various grain sizes in a single inorganic thin film. As a result, the water vapor transmission rates (WVTR) of the NBAS processed $Al_2O_3$ gas barrier film have improved order of magnitude compared with that of conventional $Al_2O_3$ layers made by the RF magnetron sputteringprocess under the same sputtering conditions; the WVTR of the NBAS processed $Al_2O_3$ gas barrier film was about $5{\times}10^{-6}g/m^2/day$ by just single layer.