• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.107-107
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• 2017

전자제품의 성능이 향상됨에 따라서 전자제품에 사용되는 부품의 고집적화가 필연적으로 요구되고 있으며, 고집적화 된 전자제품의 방열(heat dissipation)에 관한 문제점이 대두되고 있다. 방열은 전자기기의 성능과 수명을 유지하는데 있어서 중요한 문제 중 하나로서 방열 효과를 높이기 위해 다양한 연구 개발이 진행 중이다. 방열에 사용되는 소재로는 Cu가 있으며, 저렴한 가격과 상대적으로 높은 방열 효율을 가지는 장점이 있다. Cu는 전기 도금 증착 방법을 사용하여왔으나, 전기도금 방식으로 증착된 Cu 방열판은 제품에 열이 축적될 경우 Cu와 substrate 사이의 residual stress로 인해 박리나 뒤틀림 현상 등이 발생하여 high power를 사용하는 device의 방열 소재로 사용하기에는 개선해야 할 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 magnetron sputter 증착 방법이 있으며, magnetron sputter은 대면적화가 용이하고, 다양한 물질의 증착이 가능한 장점으로 인해 hard coating 또는 thin film 증착과 같은 공정에 사용되고 있다. 특히 증착된 film의 특성을 조절하기 위해서 magnetron sputter에 pulse 또는 ICP (inductively coupled plasma) assisted 등을 적용하여 plasma 특성을 조절하는 방법 등에 관한 연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 pulsed magnetron sputtering 방식을 이용하여 증착된 Cu film 특성 변화를 확인하였다. 다양한 pulsing frequency와 pulsing duty ratio 조건에서, Si substrate 위에 증착된 Cu film과의 residual stress 변화를 측정하였다. Pulse duty ratio가 90% 에서 60%로 감소함에 따라서 Cu film의 residual stress가 감소하였고, pulsing frequency가 증가함에 따라 Cu film의 residual stress가 감소하는 것을 확인하였다. 증착 조건에 따른 plasma의 특성 분석을 위하여 oscilloscope를 이용하여 voltage와 current를 측정하였고, Plasma Sampling Mass spectrometer 를 이용하여 ion energy의 변화를 측정하였다. 이를 통해 plasma 특성 변화가 증착된 Cu film에 미치는 영향과 residual stress의 변화에 대한 연관성에 대하여 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.250-250
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• 2011

Pulsed DC magnetron sputter 진공 웹코팅 연속증착기를 사용하여 PET 또는 PEN 기판 위에 Al2O3 가스 배리어 박막을 형성 하였다. 주사전자현미경 측정으로 표면을 분석하였고, PERMATRAN-W3/33을 사용하여 투습률 값을 결정하였다. PEN과 PET 기판위의 가스 배리어 막 모두 O2 분압이 증가 할수록 투습률이 증가하였다. O2 분압이 증가함에 따라 결정립들 사이에 크랙이 발생하여 투습률값에 영향을 미치는 것을 확인하였다. PET 보다 PEN 기판위에 증착막이 더 O2분압이 증가할수록 크랙이 증가하였다. PET 위에 SiO2, SiOC 및 SiON 박막을 증착하여 SiO2는 두께에 따른 변화를 SiOC와 SiON는 부분압의 변화에 따른 투습률값과 투과도값을 측정하였다. SiO2 박막 두께가 500 nm일 때 최소의 투습률인 6.63 g/m2/day를 얻었고, SiO2 박막 두께가 $1{\mu}m$ 일 때 투습률값이 9.46 g/m2/day로 증가하였다. 투과도값은 두께가 증가할수록 감소하는 것을 보였다. 이러한 결과는 투습률값이 두께 변화에 따른 영향보다 표면의 결정립들의 영향에 더 민감함을 알 수 있었다. 부분압이 $6.6{\times}10^{-4}Torr$일 때 SiOC와 SiON의 최소의 투습률이 각각 7.85 g/m2/day 이고 8.1 g/m2/day 이며 SiOC 박막의 투습률 보다 작았다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.14 no.4
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• pp.145-150
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• 2004

We have investigated the structural, electrical and optical properties of Al-doped ZnO (AZO) thin films grown on glass substrate by pulsed DC magnetron sputtering as functions of pulse frequency and substrate temperature. A highly c-axis oriented AZO thin film is grown in perpendicular to the substrate when pulse frequency of 30 kHz and substrate temperature of $400^{\circ}C$ was applied. Under this optimized growth condition, the resistivity of AZO thin films exhibited $7.40\times 10^{-4}\Omega \textrm{cm}$. This indicated that the decrease of film resistivity resulted from the improvement of film crystallinity. The optical transmittance spectra of the films showed a very high transmittance of 85∼90 % in the visible wavelength region and exhibited the absorption edge of about 350 nm. The results show the potential application for transparent conductivity oxide (TCO) thin films.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.32 no.3
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• pp.847-851
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• 2011

This study examined In-Zn-Sn-O (IZTO) films deposited on glass substrates by pulsed DC magnetron sputtering with various substrate temperatures. The structural, electrical, optical properties were analyzed. Xray diffraction showed that the IZTO films prepared at temperatures > $150^{\circ}C$ were crystalline which adversely affected the electrical properties. Amorphous IZTO films prepared at $100^{\circ}C$ showed the best properties, such as a low resistivity, high transmittance, figure of merit, and high work function of $4.07{\times}10^{-4}\;{\Omega}$, 85%, $10.57{\times}10^{-3}\;{\Omega}^{-1}$, and 5.37 eV, respectively. This suggests that amorphous IZTO films deposited at relatively low substrate temperatures ($100^{\circ}C$) are suitable for electrode applications, such as OLEDs as a substitute for conventional crystallized ITO films.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.26 no.1
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• pp.44-48
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• 2013

Niobium oxide($Nb_2O_5$) films were deposited on p-type Si wafers at room temperature using in-line pulsed-DC magnetron sputtering system with various frequencies. The different duty ratios were obtained by varying the frequency of pulsed DC power from 100 to 300 kHz at the fixed reverse time of $1.5{\mu}s$. From the thickness of the sputtered $NbO_x$ films, it was possible to obtain much higher deposition rate in case of pulsed-DC sputtering than RF sputtering. However, the similar leakage currents and structural characteristics were obtained from the metal-insulator-semiconductor(MIS) structure fabricated with the $NbO_x$ films and the x-ray photoelectron spectroscopy(XPS) results in spite of the different deposition rates. From the experimental results, the $NbO_x$ films sputtered by pulsed-DC sputtering are expected to be used in the fabrication process instead of RF sputtering.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.6
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• pp.476-480
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• 2004

AZO (Al-doped ZnO) thin films were deposited on glass by pulsed magnetron sputtering method, and their structural, electrical and optical properties were investigated. XRD patterns showed that a highly c-axis preferred AZO film was grown in perpendicular to the substrate when pulse frequency of 30 ㎑ was applied to the target. Microstructure of thin films showed that the fibrous grain of tight dome shape was grown. The deposition rate decreased linearly with increase of pulse frequency, and the lowest resistivity was 8.67${\times}$10$\^$-4/ $\Omega$-cm for the film prepared at pulse frequency of 30 ㎑. The optical transmittance spectra of the films showed a very high transmittance of 85∼90%, within visible wavelength region and exhibited the absorption edge of about 350 nm. The characteristics of the low electrical resistivity and high optical transmittance of AXO films suggested a possibility for the application to transparent conducting oxides.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.40 no.5
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• pp.209-213
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• 2007

Change of the plasma volume by pulse frequency in a bipolar pulsed DC unbalanced magnetron sputtering was investigated. As increasing the frequency at off duty 10% and at a constant power, the plasma volume was lengthened in vertical direction from the AZO target. When there is an electrically floated substrate, the vertical length of the plasma area was not affected by the pulse frequency. Instead, the diameter of the plasma volume was increased. We found that the temperature rise of a substrate was affected by the pulse frequency, too. As increasing it, the maximum temperature rise of a glass substrate was decreased from $132^{\circ}C\;to\;108^{\circ}C$.

• Applied Science and Convergence Technology
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• v.23 no.3
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• pp.145-150
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• 2014

MgO thin films were deposited by internal ICP-assisted reactive-magnetron sputtering with bipolar pulse bias on a substrate to suppress random arcs. Mg is reactively sputtered by a bipolar pulsed DC power of 100 kHz into ICP generated by a dielectrically shielded internal antenna. At a mass flow ratio of $Ar/O_2$ = 10 : 2 and an ICP/sputter power ratio of 1 : 1, optimal film properties were obtained (a powder-like crystal orientation distribution and a RMS surface roughness of approximately 0.42 nm). A bipolar pulse substrate bias at a proper frequency (~a few kHz) prevented random arc events. The crystalline preferred orientations varied between the (111), (200) and (220) orientations. By optimizing the plasma conditions, films having similar bulk crystallinity characteristics (JCPDS data) were successfully obtained.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.311-311
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• 2010

본 논문은 직류전원에 펄스주파수를 인가함으로써 AZO 박막이 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 기존과는 다른 형태인 원통형의 회전(Cylindrical rotatable)하는 방식을 가진 DC magnetron sputter를 이용하였다. 인가되는 전력과 압력, 온도 그리고 거리는 각각 고정하였고 펄스 주파수 가변을 통해 박막의 전기적, 광학적, 구조적 그리고 SEM등의 다양한 특성에 대해 확인하였다. 박막의 광학적 특성인 투과도를 알아보기 위해 UV-Vis를 이용하여 측정하였고 가변 범위에 관계없이 550 nm의 파장 길이에서 약 90%의 투과도를 보였다. 그리고 펄스주파수가 증가할수록 XRD의 Intensity는 오히려 감소되는 경향을 보였고, 홀 측정을 통해 비저항의 증가와 전자농도 증가, 감소된 홀 이동도를 통해 증가된 펄스 주파수가 박막의 구조적, 전기적 특성이 얼마나 많은 영향을 끼치는지 또한 알 수 있었다. 그리고 펄스주파수는 면저항과 홀 이동도의 감소 요인이며 이것은 XRD의 결과로 확인하였다. 펄스주파수가 향후 박막 태양전지 및 TFT와 NVM 등의 소자를 적용하는데 있어 중요한 요소 중의 하나로 판단할 수 있다.