• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.99-99
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• 1999

투명전도막인 Ito(Indium Tin Oxide)는 flat panel display 와 solar cell 같은 optoelectronic 이나 microelectronic device에서 널리 이용되어 지고 있다. 현재 상용화되고 있는 거의 대부분의 ITO 박막은 sputtering법에 의해 제조되고 있으나 공정상의 이유로 15$0^{\circ}C$이상의 기판온도가 요구되어진다. 그런, 실제 display device 제조공정에서는 비정질 실리콘 박막이나 유기막 위에 ITO박막을 제작할 필요성이 증대되어 지고 있고, 또한 다른 전자소자에 있어서도 상온 ITO 박막 형성 공정에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 이유로 본 실험에서는 IBAE(Ion Beam Assisted Evsporation)을 이용하여 저온 ITO박막을 유기막 위에 증착하는 공정에 대한 연구를 수행하였다. 이렇게 증착된 ITO 박막의 결정성은 비정질이었다. 또한, 모든 display device 제작에는 식각공정이 필수인데 기존에 사용되고 있는 wet etching 법은 등방성 식각특성 때문에 미세 pattern 형성에 부적합？, 따라서 비등방성 식각에 용이한 plasma etching법을 사용하여 저온 증착된 ITO 박막의 식각특성을 알아보았다. 실험에 사용된 식각장비는 자장 강화된 유도결합형 플라즈마 식각장비(MEICP)를 사용하였으며, 13.56MHz의 RF power를 사용하였다. 식각조건으로 source power는 600W~1000W, 기판 bias boltage는 -100V~-250V를 가하였으며, Ar, CH4, O2, H2, BCl3의 식각 gases, 5mTorr~30mTorr의 working pressure 변화 그리고 기판 온도에 따른 식각특성을 관찰하였다. ITO 가 증착된 기판으로는 유기물 중 투명전도성 박막에 기판으로서 사용가능성이 클 것으로 기대되어지는 PET(polyethylene-terephtalate), PC(polycarbonate), 아크릴을 사용하여 기판 변화가 식각특성에 미치는 영향에 대해서 각각 관찰하였다. 식각속도의 측정은 stylus profiler를 이용하여 측정하였으며 식각후에 표면상태는 scanning electron spectroscopy(SEM)을 이용하여 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.136-136
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• 1999

박막의 탄성특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 최근에는 탄성특성을 평가할 수 있는 간단한 방법으로 기판 식각 기법을 이용한 freehang, bridge 방법이 제시되었다. 이중에서 bridge 방법은 간단한 식각 기법을 이용하여 얇은 박막에서도 탄성 특성을 평가할 수 있는 방법으로 제시되었다. 그러나 식각 과정에서 발생하는 patch 부분의 under-cut으로 인해 정확한 bridge의 길이를 측정할 수 없게 되어 오차가 발생하고 있다. 본 연구에서는 bridge 방법에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로, patch 부분에 etch-stop을 제작해 줌으로서 식각 과정에서 발생하는 under-cut을 효과적으로 제거시켰다. Etch-stop은 2장의 mask를 align key를 이용하여 제작하였다. 먼저 산화막이 형성되어 있는 Si 기판위에 mask 1을 이용하여 patch 부분을 lithography 작업하고, 습식 식각 공정을 한 뒤 DLC 필름을 증착시킨다. 다음으로 mask 2를 이용하여 bridge pattern을 제작하고, DLC 필름을 증착시킨 후 lift-off 기술과 산화막 등방식각 공정을 통해 bridge를 제작하였다. 이렇게 제작된 bridge를 통해 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류응력과 함께 박막의 응력-변형률 관계식에 적용시켜 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. Sidl 첨가된 DLC 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400V로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 실렌(SiH4:2H=10:90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 함유된 Si의 양을 조절하였다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 조절하였다. 필름의 잔류응력은 압축잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률을 laser 반사법을 이용하여 측정하고, 이 결과를 Brenner 등에 의해 유도된 식을 대입하여 계산하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers P
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• v.63 no.1
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• pp.46-49
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• 2014

$Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3(PZT)$ thin films deposited on $Ru/RuO_2$ bottom electrode that grown for in-situ progress used rf magnetron sputtering method. We investigated the dependence of the crystalline and electrical properties in the way of capacitors PZT thin films. Our results show that all PZT films indicated polycrystalline perovskite structure with preferred orientation (110) and no pyrochlore phase is observed. The electric properties of the Ru improved with increasing Ru thin films thickness. A well-fabricated Ru/PZT/Ru (100 nm) /$RuO_2$ capacitor showed a leakage current density in the order of $2.03{\times}10^{-7}$ $A/cm^2$ as a 50 kV/cm, a remnant polarization (Pr) of 9.22 ${\mu}C/cm^2$, and a coercive field (-EC) of -32.22 kV/cm. The results show that $Ru/Ru/RuO_2$ bottom electrodes are expected to reduce the degradation ferroelectric fatigue and excellent ferroelectric properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.341.1-341.1
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• 2014

In the advanced material for the next generation display device, transparent amorphous oxide semiconductors (TAOS) are promising materials as a channel layer in thin film transistor (TFT). The TAOS have many advantages for large-area application compared with hydrogenated amorphous silicon TFT (a-Si:H) and organic semiconductor TFT. For the reasonable characteristics of TAOS, The a-IGZO has the excellent performances such as low temperature fabrication (R.T~), high mobility, visible region transparent, and reasonable on-off ratio. In this study, we investigated how the electric characteristics and physical properties are changed as various oxygen ratio when magnetron sputtering. we analysis a-IGZO film by AFM, EDS and I-V measurement. decreasing the oxygen ratio, the threshold voltage is shifted negatively and mobility is increasing. Through this correlation, we confirm the effect of oxygen ratio. We fabricated the bottom-gate a-IGZO TFTs. The gate insulator, SiO2 film was grown on heavily doped silicon wafer by thermal oxidation method. a-IGZO channel layer was deposited by RF magnetron sputtering. and the annealing condition is $350^{\circ}C$. Electrode were patterned Al deposition through a shadow mask(160/1000 um).

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.05c
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• pp.58-62
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• 2002

Pb($Zr_{0.52}Ti_{0.48}$)$O_3$ (PZT) thin films deposited on the Pt/Ti and Ru/$RuO_2$ bottom electrode by rf magnetron sputtering methode. Ru/$RuO_2$ bottom electrode deposited on the p-type wafer as Ru thickness by in-situ process. Our results show that all PZT films indicated perovskite polycrystalline structure with perferred orientation (110) and no pyrochlore phase is observed. A well-fabricated $RuO_2$/PZT/Ru(100nm)/$RUO_2$ capacitor showed a leakage current density in the order of $2.13{\times}10^{-7}A/cm^2$ as 100 kV/cm, a remanent polarization of 7.20 ${\mu}C/cm^2$, and a coercive field of 58.37 kV/cm. The results show that the new Ru/$RuO_2$ bottom electrodes are expected to reduce the degradation ferroelectric fatigue and excellent ferroelectric properties.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.5
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• pp.394-401
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• 2009

This paper reports the structural and optical properties of ZnO/glass thin films grown by radio-frequency magnetron sputtering with a powder target. In contrast to ZnO ceramic target typically used, a ZnO raw powder target was sputtered in this study. ZnO grew with the (0002) preferred orientation along the surface normal direction. Initially, the surface of ZnO thin films was flat considerably and then it became rougher as the thickness increased. The optical transmittance was as high as 88% in the range of 400-1000 nm. The bandgap energy of 3.23 eV at the 220 nm thick sample was estimated.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.95-95
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• 2011

비정질 산화물 반도체(Amorphous oxide semiconductors: AOSs)는 대면적화에도 불구하고 높은 이동도를 가지고, 상온에서도 제작할 수 있고, 투명 플렉시블 디스플레이 소자에 사용할 수 있기 때문에 최근 들어 각광받고 있는 연구 분야이다. 본 연구에서는 스퍼터링을 이용하여 활성층을 Amorphous indium gallium zinc oxide(a-IGZO)로 증착할 시에 스퍼터의 파워와 챔버내의 Ar/O2 비율을 다르게 했을 때 소자에 미치는 영향을 MIS구조를 이용하여 분석했다. 또한 같은 조건의 a-IGZO 활성층을 사용한 박막트랜지스터(TFT) 소자의 절연막의 종류를 바꿔가며 제작했을때의 소자의 특성 변화에 대해서도 분석하였다. 먼저 60 nm 두께의 a-IGZO층을 Heavily doped된 N형 실리콘 기판위에 스퍼터링 파워와 가스 분압비를 달리하여 증착하였다. 그 후 30 nm두께의 SiO2, Al2O3, SiNx 절연막을 증착하고, 마지막으로 열 증발 증착장비(Thermal Evaporator)를 이용하여 Al 전극을 150nm 증착하였다. 소자의 전기적 특성 분석은 HP4145와 Boonton 720을 사용하여 I-V와 C-V를 측정하였다. 위의 실험으로부터 스퍼터에서의 증착 rf파워가 증가할수록 a-IGZO 박막 트랜지스터에서의 캐리어 이동도가 감소하는 것을 볼 수 있었고, 챔버내의 가스분압비와 소자의 절연막의 종류가 변하면 a-IGZO 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 변하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 캐리어 이동도의 감소와 전기적 특성의 변화의 이유는 a-IGZO 활성층의 bulk trap과 절연막, 활성층 사이의 interface trap에 의한 것으로 보여진다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.11 no.2
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• pp.95-101
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• 2000

Ferroelectric SrBi2Ta2O9 (SBT) thin films of Pt/Ti/SiO2 electrode were fabricated using a sintered SBT target with various Bi2O3 content by rf magnetron sputtering. Good hysteresis loop characteristics were observed in the SBT thin films deposited with 50mol% excess Bi target. SBT thin films crystallized from 650℃ however, good hysteresis loop can be obtained in the film annealed above 700℃. pt/TiO2/SiO2 and Pt/SiO2 electrodes were also used to investigate the Pt electrode dependence of SBT thin films. SBT thin films showed random oriented polycrystalline structure and similar morphology regardless of electrodes with quite different surface morphology. A 0.2㎛ thick SBT film annealed at 750℃ exhibited the remanent polarization (2Pr) of μC/㎠ and coercive voltage(Vc) of 1V at an applied voltage of 5V.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.190-190
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• 2010

Zinc oxide is the most attractive material due to the large direct band gap (3.37 eV), excellent chemical and thermal stability, and large exciton binding energy (60 meV). Recently, ZnO nanorods were used as the high efficient antireflection coating layer of solar cells based on silicon (Si). In this reports, we studied the effects of rapid thermal annealing (RTA) treatment on optical properties of ZnO nanorods. For fabrication of ZnO nanorods, there are many methods such as hydrothermal method, sol-gel method, and metal organic chemical vapor deposition method. Among of them, we used the conventional wet chemical method which is simple and low temperature growth. In order to synthesize the ZnO nanorods, the ZnO films were deposited on Si substrate by RF magnetron sputtering at room temperature and the samples were dipped to aqua solution containing the zinc nitrate and hexamethylentetramines (HMT). The synthesis process was achieved in keeping with temperature of $90-95^{\circ}C$ and under constant stirring. The morphology of ZnO nanorods on glass and Si was characterized by scanning electron microscopy. For the analysis of antireflection performance, the reflectance and transmittance were measured by spectrophotometer. And for analyzing the effects of RTA treatment on ZnO nanorods, crystalline properties were investigated by X-ray diffraction measurements and optical properties was estimated by photoluminescence spectra.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.13 no.2
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• pp.69-73
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• 2003

In this work, $IrO_2$thin films as bottom electrode of ferroelectric capacitors were deposited and characterized. The $IrO_2$films deposited in the conditions of 25, 40 and 50% oxygen ambient by sputtering method were annealed at 600, 700 and $800^{\circ}C$, respectively. It was found that the crystallinity and the surface morphology of $IrO_2$films affected the surface properties and electrical properties of SBT thin films prepared by the MOD method. With increasing temperature, the crystallinity and the roughness of $IrO_2$films were also increasing. This increasing of roughness degraded the surface properties and electrical properties of SBT films. We found an optimum condition of $IrO_2$films as bottom electrode for ferroelectric capacitor at 50% oxygen ambient and $600^{\circ}C$ annealing temperature. Electrical characterizations were performed by using$ IrO_2$bottom electrodes grown at an optimum conditions. The remanent polarization ($P_{r}$) of the Pt/SBT/$IrO_2$/$SiO_2$/Si structure was 2.75 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 3 V. The leakage current density was $1.06${\times}$10^{-3}$ A/$\textrm{cm}^2$ at an applied voltage of 3 V.