• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2006.06a
• /
• pp.450-450
• /
• 2006

Organic light-emitting diodes (OLED) as pixels for flat panel displays are being actively pursued because of their relatively simple structure, high brightness, and self-emitting nature [1, 2]. The top-emitting diode structure is preferred because of their geometrical advantage allowing high pixel resolution [3]. To enhance the performance of TOLEDs, it is important to deposit transparent top cathode films, such as transparent conducting oxides (TCOs), which have high transparency as well as low resistance. In this work, we report on investigation of the characteristics of an indium tin oxide (ITO) cathode electrode, which was deposited on organic films by using a radio-frequency magnetron sputtering method, for use in top-emitting organic light emitting diodes (TOLED). The cathode electrode composed of a very thin layer of Mg-Ag and an overlaying ITO film. The Mg-Ag reduces the contact resistivity and plasma damage to the underlying organic layer during the ITO sputtering process. Transfer length method (TLM) patterns were defined by the standard shadow mask for measuring specific contact resistances. The spacing between the TLM pads varied from 30 to $75\;{\mu}m$. The electrical properties of ITO as a function of the deposition and annealing conditions were investigated. The surface roughness as a function of the plasma conditions was determined by Atomic Force Microscopes (AFM).

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.29 no.9
• /
• pp.546-551
• /
• 2016

$SrSnO_3:Tb^{3+}$ phosphor thin films were prepared on sapphire and quartz substrates in the growth temperature range of $100{\sim}400^{\circ}C$ by using the radio frequency magnetron sputtering deposition. The resulting $SrSnO_3:Tb^{3+}$ thin films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, ultraviolet-visible-infrared spectrophotometer, and photoluminescence spectrometer. The results indicated that the morphology, optical transmittance, band gap energy, and luminescence intensity of the phosphor thin films significantly depended on the growth temperature. All the thin films, regardless of the type of substrate, showed an amorphous behavior. As for the thin films deposited on sapphire substrate, the maximum crystallite size was obtained at a growth temperature of $400^{\circ}C$ and the strongest emission was green at 544 nm arising from the $^5D_4{\rightarrow}^7F_5$ transition of Tb3+. The average optical transmittance for all the thin films grown on sapphire and quartz substrates was decreased as the growth temperature increased from 100 to $400^{\circ}C$. The results suggest that the optimum growth temperatures for depositing highly-luminescent $SrSnO_3:Tb^{3+}$ phosphor thin films on sapphire and quartz substrates are 400 and $300^{\circ}C$, respectively.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.22 no.10
• /
• pp.821-825
• /
• 2009

Recently, transparent ZnO-based TFTs have attracted much attention for flexible displays because they can be fabricated on plastic substrates at low temperature. We report the fabrication and characteristics of ZnO TFTs having different channel thicknesses deposited at low temperature. The ZnO films were deposited as active channel layer on $Si_3N_4/Ti/SiO_2/p-Si$ substrates by RF magnetron sputtering at $100^{\circ}C$ without additional annealing. Also, the ZnO thin films deposited at oxygen partial pressures of 40%. ZnO TFTs using a bottom-gate configuration were investigated. The $Si_3N_4$ film was deposited as gate insulator by PE-CVD at $150^{\circ}C$. All Processes were processed below $150^{\circ}C$ which is optimal temperature for flexible display and were used dry etching method. The fabricated devices have different threshold slop, field effect mobility and subthreshold slop according to channel thickness. This characteristics are related with ZnO crystal properties analyzed with XRD and SPM. Electrical characteristics of 60 nm ZnO TFT (W/L = $20\;{\mu}m/20\;{\mu}m$) exhibited a field-effect mobility of $0.26\;cm^2/Vs$, a threshold voltage of 8.3 V, a subthreshold slop of 2.2 V/decade, and a $I_{ON/OFF}$ ratio of $7.5\times10^2$.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.27 no.12
• /
• pp.699-704
• /
• 2017

Recently, the use of an aluminum nitride(AlN) buffer layer has been actively studied for fabricating a high quality gallium nitride(GaN) template for high efficiency Light Emitting Diode(LED) production. We confirmed that AlN deposition after $N_2$ plasma treatment of the substrate has a positive influence on GaN epitaxial growth. In this study, $N_2$ plasma treatment was performed on a commercial patterned sapphire substrate by RF magnetron sputtering equipment. GaN was grown by metal organic chemical vapor deposition(MOCVD). The surface treated with $N_2$ plasma was analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy(XPS) to determine the binding energy. The XPS results indicated the surface was changed from $Al_2O_3$ to AlN and AlON, and we confirmed that the thickness of the pretreated layer was about 1 nm using high resolution transmission electron microscopy(HR-TEM). The AlN buffer layer deposited on the grown pretreated layer had lower crystallinity than the as-treated PSS. Therefore, the surface $N_2$ plasma treatment on PSS resulted in a reduction in the crystallinity of the AlN buffer layer, which can improve the epitaxial growth quality of the GaN template.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.105-105
• /
• 2000

현재 급격히발전하는 이동통신기술로 미루어 보아 앞으로는 모든 정보통신이 무선통신으로 이루어질 것이다. 그런데 무선통신은 이동성과 대용량의 정보전송에 초점을 맞추어 발전하고 있다. 많은 정보량을 전달하기 위해서 현재 사용되는 주파수 대역보다 고주파의 전파가 사용되어야 한다. 또한 이동성을 향상시키기 위해서는 통신기기의 소형화를 이루어야 하고 그러기 위해서 궁극적으로 모든 소자를 하나의 칩(chip)으로 집적화하는 것이 필요하다. 따라서 벌크상태로 사용되고 있는 유전체 공진기를 소형화, 즉 박막화해야만 한다. 결국 유전체 박막의 마이크로파 대역에서의 유전특성을 연구하고 그 특성을 향상시켜야만 한다. 통신기기에서 사용되는 유전체 공진기는 소형화를 위해 높은 유전율과 낮은 유전손실(tan$\delta$), 즉 높은 품질계수 (Q)를 가져야 한다. 마이크로파 대역에서 사용되고 있는 유전체 중에서 TiO2는 벌크 상태의 rutile 상에서 100정도의 높은 유전율과, 4 GHz에서 10,000 정도의 높은 품질계수를 나타낸다고 보고되어 있다. 따라서 본 연궁서는 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 연구하였고 anatase 박막의 유전특성도 측정하였다. TiO2 박막을 RF magnetron reactive sputtering 방법으로 Ar (15 sccm)과 O2 (1.5 sccm) 기체를 사용하여 상온에서 증착하였다. 4mTorr의 증착압력에서 안정한 rutile 박막을 얻었고, 15 mTorrdo서 준안정한 anatase 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 그 중간의 압력에서 두 상이 혼합된 박막이 증착되었다. 위와 같은 방법으로 형성한 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 측정하기 위해 마이크로스트립 링공진기 (microstrip ring resonator)를 제작하였다. 마이크로스트립 링 공진기는 링의 원주길이가 전자기파 파장길이의 정수배가 되면 공진이 일어나는 구조이다. Fused quartz를 기판으로 하여 증착압력을 변수로 하여 TiO2 박막을 증착하였다. 그리고 그 위에 은 (silver)을 사용하여 링 패턴을 형성하였다. 이와 같이 공진기를 제작하여 network analyzer (HP 8510C)로 마이크로파 대역에서의 공진특서을 측정하였다. 공진특성으로부터 전체 품질계수와 유효유전율, 그리고 TiO2 박막의 품질계수를 얻어내었다. 측정결과 rutile에서 anatase로 박막의 상이 변할수록 유전율은 감소하고 유전손실은 증가하는 결과를 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.67-67
• /
• 2000

CeO2는 cubic 구조의 일종인 CaR2 구조를 가지고 있으며 격자상수가 Si의 격장상수와 매우 비슷하여 Si 기판위에 에피텍셜하게 성장할 수 있는 가능성이 매우 크다. 따라서 SOI(silicon-on-insulator)구조의 실현을 위하여 Si 기판위에 CeO2 박막을 에피텍셜하게 성장시키려는 많은 노력이 있어왔다. 또한 metal-ferroelectric-semiconductor field effect transistor)에서 ferroelectric 박막과 Si 기판사이의 완충층으로 사용된다. 이러한 CeO2의 응용을 위해서는 Si 기판 위에 성장된 CeO2 박막의 방위성 및 CeO2/Si 구조의 전기적 특성을 알아보는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 Si(100) 기판위에 CeO2(200)방향으로 성장하는 박막과 EcO2(111) 방향으로 성장하는 박막을 rf magnetron sputtering 방법으로 증착하여 각각의 구조적, 전기적 특성을 분석하였다. RCA 방법으로 세정한 P-type Si(100)기판위에 Ce target과 O2를 사용하여 CeO2(200) 및 CeO2(111)박막을 증착하였다. 증착후 RTA(rapid thermal annealing)방법으로 95$0^{\circ}C$, O2 분위기에서 5분간 열처리를 하였다 이렇게 제작된 CeO2 박막의 구조적 특성을 XRD(x-ray diffraction)방법으로 분석하였고, Al/CeO2/Si의 MIS(metal-insulator-semiconductor)구조를 제작하여 C-V (capacitance-voltage), I-V (current-voltage) 특성을 분석하였으며 TEM(transmission electron microscopy)으로 증착된 CeO2막과 Si 기판과의 계면 특성을 연구하였다. C-V특성에 있어서 CeO2(111)/Si은 CeO2(111)의 두께가 증가함에 따라 hysteresis windows가 증가한 방면 CeO2(200)/Si은 hysteresis windows가 아주 작을뿐만 아니라 CeO2(200)의 두께가 증가하더라도 hysteresis windos가 증가하지 않았다. CeO2(111)/Si과 CeO2(200)/Si의 C-V 특성의 차이는 CeO2(111)과 CeO2(200)이 Si 기판에 의해 받은 stress의 차이와 이에 따른 defect형성의 차이에 의한 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.79-79
• /
• 2000

탄화규소는 그 전기적, 열적 기계적 안정성 때문에 새로운 반도체 재료로서 주목받고 있는 물질이다. 탄화규소를 이용하여 전자소자를 제조하기 위해서는 ohmic 접촉과 Schottky 접촉을 형성하는 전극물질의 개발이 선행되어야 하며, 고온, 고주파, 고출력용 반도체 소자를 제조하기 위해서는 전극의 고온 안정성 확보가 필수적이다. 따라서 탄화규소 소자의 응용범위는 전극에 의해서 제한된다고 할 수 있다. 일반적으로 전극을 증착한 후 원하는 접촉 특성을 얻기 위해서는 열처리 과정을 거쳐야 하며 접촉의 특성이 열처리에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 열처리가 금속/탄화규소 접촉의 특성에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 이를 바탕으로 우수한 Schottky 다이오드의 제작 가능성을 타진해보고자 하였다. 유기실리콘 화합물 원료인 TEMSM(bis-trimethysilylmethane)을 사용하여 실리콘 기판위에 단결정 $eta$-Sic 박막을 증착하였다. 기판의 영향을 줄이기 위하여 $\beta$-Sic 박막의 두께가 $1.5mu extrm{m}$ 이상인 시편을 사용하였다. 전극으로는 Pt를 사용하였으며, 전극 증착은 DC magnetron sputter를 이용하였다. 전기적인 특성을 분석하기 위하여 전류-전압, 커패시턴스-전압 특성을 분석하였고, XRD와 AES를 이용하여 계면에서의 반응을 알아보았다. Hall 측정 결과 모든 $\beta$-Sic 박막은 약 2$\times$1018cm-3 정도의 도핑 농도를 갖는 n형 탄화규소임을 확인하였다. Pt/$\beta$-Sic 접촉은 열처리 전에는 ohmic 접촉 특성을 보였으나 열처리 후에는 Schottky 접촉의 특성을 나타냈다. 전기적 특성 분석을 통하여 열처리 온도가 증가할수록 에너지 장벽의 높이가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이상적인 Pt/$\beta$-Sic 접촉의 특성을 보이는 것은 전극 증착시 sputtering에 의하여 계면에 발생한 결함이 도너의 역할을 하여 에너지 장벽의 두께를 감소시켜 tunneling을 촉진하기 때문인 것으로 판단된다. 열처리 후 접촉 특성이 변화하는 것은 이러한 결함들의 소멸 때문으로 생각된다. AES 분석을 통하여 열처리시 Pt가 $\beta$-Sic 내부로 확산하는 것을 알 수 있었으며, 이 때 Pt가 $\beta$-Sic 와 반응하여 계면에 실리사이드가 형성됨으로써 Pt/$\beta$-Sic 계면이 보다 안정한 탄화규소 박막 내부로 이동하게 되고 계면의 결함 농도가 줄어드는 것이 접촉 특성 변화의 원인이라 할 수 있다. 열처리 온도가 증가함에 따라 계면이 점점 $\beta$-Sic 내부로 이동하여 결함농도가 낮아지기 때문에 tunneling 효과가 감소하여 에너지 장벽이 높아지게 된다. Pt를 ohmic 접촉과 Schottky 접촉 전극물질로 이용하여 제작한 Schottky 다이오드는 ohmic 접촉 형성시 Schottky 접촉에 발생하는 wputtering 손상에 의하여 좋은 정류특성을 얻지 못하였다. 따라서 chmic 접촉 전에 Schottky 접촉의 passivation이 필요한 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.233-236
• /
• 2000

The structural, electrical and chemical characteristics of Al alloy thin film with low impurity concentrations AlW deposited by using dc magnetron sputtering deposition are investigated for the applications as data bus line in the TFT-LCD panel. The deposited thin films show the decrease of resistivity and the increase of grain size after the RTA at $300^{\circ}C$ for 20 min.. Moreover, the resistivity of AlW does not show appreciable grain size dependence after RTA. It is concluded that the decrease of resistivity after RTA is due to the increase of grain size. The annealed AlW is found to be hillock free. And for investigating chemical attack in TFT-LCD etching processing the electric potential of AlW alloy for Ag/AgCl were investigated by cyclic voltammetry. When W wt.% of AlW alloy was higher than about 3%, the electric potential of AlW was more positive than ITO's. Therefore AlW alloy thin film can be propose to use for data bus line.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.237-241
• /
• 2000

The structural, electrical and etching characteristics of Al alloy thin film with low impurity concentrations AlNd deposited by using do magnetron sputtering deposition are investigated for the applications as gate bus line in the TFt-LCD panel. And ITO thin film was deposited on AlNd, then the contact resistance was measured by Kelvin resistor. The deposited thin films show the decrease of resistivity and the increase of grain size after the RTA at $300^{\circ}C$ for 20 min. Moreover, the resistivity of AlNd does not show appreciable grain size dependence after RTA. It is concluded that the decrease of resistivity after RTA is due to the increase of grain size. The annealed AlNd is found to be hillock free. The etching profiles of AlNd was good and the minimun contact resistance was about $110\;{\mu\Omega}cm$. Calculation results reveal that the AlNd (2wt.%) thin film can be applicable to 25" SXGA class TFT-LCD panels.

• KSTLE International Journal
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.39-44
• /
• 2005

Friction and wear properties of the Boron carbide ($B_{4}C$) coating 100 nm thickness were studied under various relative humidity (RH). The boron carbide film was deposited on silicon substrate by DC magnetron sputtering method using $B_{4}C$ target with a mixture of Ar and methane ($CH_4$) as precursor gas. Friction tests were performed using a reciprocation type friction tester at ambient environment. Steel balls of 3 mm in diameter were used as counter-specimen. The results indicated that relative humidity strongly affected the tribological properties of boron carbide coating. Friction coefficient decreased from 0.42 to 0.09 as the relative humidity increased from $5\%$ to $85\%$. Confocal microscopy was used to observe worn surfaces of the coating and wear scars on steel balls after the tests. It showed that both the coating surface and the ball were significantly worn-out even though boron carbide is much harder than the steel. Moreover, at low humidity ($5\%$) the boron carbide showed poor wear resistance which resulted in the complete removal of coating layer, whereas at the medium and high humidity conditions, it was not. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Auger electron spectroscopy (AES) analyses were performed to characterize the chemical composition of the worn surfaces. We suggest that tribochemical reactions occurred during sliding in moisture air to form boric acid on the worn surface of the coating. The boric acid and the tribochemcal layer that formed on steel ball resulted in low friction and wear of boron carbide coating.