• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.177-177
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• 2010

고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제작을 위해서는 광파장대에서 optical confinement 능력을 최대화할 수 있는 기술이 필수적이다. 효율적인 photon trapping을 위해서는 back reflector를 사용하거나 전면전극인 투명전도성막의 표면에 요철을 형성하여 포획된 태양광의 내부 반사를 증가시키거나 전면 투명전극에서 반사를 감소시켜 태양광의 travel length를 증가시키는 방법이 일반적이며, 이를 통해 흡수층의 효율을 최대화할 수 있다. 이 중 전면전극으로 사용되는 투명전도성막은 불소가 도핑된 tin-oxide가 주로 사용되었으나, 최근 들어 Al이 도핑된 산화아연막을 이용한 비정질 실리콘 박막 태양전지 개발에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 투명전극 증착후 표면의 유효면적을 증가시키기 위해 염산 용액을 이용하여 표면 텍스쳐링을 수행한다. 그후 흡수층인 p-i-n 층을 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것이 일반적이다. 이때 표면처리 된 투명전극은 수소플라즈마에 대해 특성이 변하지 않아야 고효율 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 표면처리 된 AZO 투명전극의 수소플라즈마에 의한 특성 변화에 대해 고찰하였다. 먼저 AZO 투명전극은 스퍼터링 공정을 적용하여 $1\;{\mu}m$두께로 증착하였고, 0.5 wt%의 HCl 용액을 이용하여 습식 식각을 수행하였다. 수소플라즈마 처리 조건은 $H_2$ flow rate 30 sccm, working pressure 20 mtorr, RF power 300 W, Temp $60^{\circ}C$ 이며 3분간 진행하였다. 표면형상은 수소플라즈마 전 후에는 큰 차이를 보이지 않았으며 AZO의 grain size는 각각 220 nm, 210 nm로 관찰되었다. 투명전극의 가장 중요한 특성인 가시광선 영역에서의 투과도는 수소플라즈마 처리전에는 90 % 이상의 투과도를 보였으나, 수소플라즈마 처리 후에는 85 %로 약간 저하된 특성을 보였다. 그러나 이는 박막 태양전지용 전면전극으로 사용하기 위한 투과도인 80 % 이상을 만족하는 결과로, 비정질 박막 실리콘 태양전지 제작에 사용될 수 있다. 또 하나의 중요한 특성인 Haze factor 역시 수소플라즈마 처리 전 후 모두 10 이상의 값을 나타냈다. 하지만 고효율 실리콘 박막 태양전지에 적용하기 위해서는 Haze factor를 증가시키는 공정 개발에 대한 추가 연구가 필요하다.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.31 no.4
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• pp.187-193
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• 2018

In this study, the electrical conductivity, transmittance and gas barrier properties of diamond-like carbon (DLC) thin films were studied. DLC is an insulator, and has transmittance and oxygen gas barrier properties varying depending on the thickness of the thin film. Recently, many researchers have been trying to apply DLC properties to specific industrial conditions. The DLC thin films were deposited by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) process. The doping gas was used for the DLC film to have electrical conductivity, and the optimum conditions of transmittance and gas barrier properties were established by adjusting the gas ratio and DLC thickness. In order to improve the electrical conductivity of the DLC thin film, $N_2$ doping gas was used for $CH_4$ or $C_2H_2$ gas. Then, a heat treatment process was performed for 30 minutes in a box furnace set at $200^{\circ}C$. The lowest sheet resistance value of the DLC film was found to be $18.11k{\Omega}/cm^2$. On the other hand, the maximum transmittance of the DLC film deposited on the PET substrate was 98.8%, and the minimum oxygen transmission rate (OTR) of the DLC film of $C_2H_2$ gas was 0.83.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.145-145
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• 2010

In this paper, we report that the effects of hydrogen doping on the electrical and optical properties of typical transparent conducting oxide films such as ZnO and $SnO_2$ prepared by magnetron sputtering. Recently, density functional theory (DFT) calculations have shown strong evidence that hydrogen acts as a source of n-type conductivity in ZnO. In this work, the beneficial effect of hydrogen incorporation on Ga-doped ZnO thin films was demonstrated. It was found that hydrogen doping results a noticeable improvement of the conductivity mainly due to the increases in carrier concentration. Extent of the improvement was found to be quite dependent on the deposition temperature. A low resistivity of $4.0{\times}10^{-4}\;{\Omega}{\cdot}cm$ was obtained for the film grown at $160^{\circ}C$ with $H_2$ 10% in sputtering gas. However, the beneficial effect of hydrogen doping was not observed for the films deposited at $270^{\circ}C$. Variations of the electrical transport properties upon vacuum annealing showed that the difference is attributed to the thermal stability of interstitial hydrogen atoms in the films. Theoretical calculations also suggested that hydrogen forms a shallow-donor state in $SnO_2$, even though no experimental determination has yet been performed. We prepared undoped $SnO_2$ thin films by RF magnetron sputtering under various hydrogen contents in sputtering ambient and then exposed them to H-plasma. Our results clearly showed that the hydrogen incorporation in $SnO_2$ leads to the increase in carrier concentration. Our experimental observation supports the fact that hydrogen acting as a shallow donor seems to be a general feature of the TCOs.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.17 no.4
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• pp.66-69
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• 2018

This study was researched the electrical properties of semiconductor devices such as ITO, $SiO_2$, $V_2O_5$ thin films. The films of ITO, $SiO_2$, $V_2O_5$ were deposited by the rf magnetron sputtering system with mixed gases of oxygen and argon to generate the plasma. All samples were cleaned before deposition and prepared the metal electrodes to research the current-voltage properties. The electrical characteristics of semiconductors depends on the interface's properties at the junction. There are two kinds of junctions such as ohmic and schottky contacts in the semiconductors. In this study, the ITO thin film was shown the ohmic contact properties as the linear current-voltage curves, and the electrical characteristics of $SiO_2$ and $V_2O_5$ films were shown the non-linear current-voltage curves as the schottky contacts. It was confirmed that the electronic system with schottky contacts enhanced the electronic flow owing to the increment of efficiency and increased the conductivity. The schottky contact was only defined special characteristics at the semiconductor and the interface depletion layer at the junction made the schottky contact which has the effect of leakage current cutoff. Consequently the semiconductor device with shottky contact increased the electronic current flow, in spite of depletion of carriers.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.50 no.4
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• pp.331-337
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• 2012

Electrical properties as a function of composition in silicon nitride ($SiN_x$) films grown at low temperatures ($<200^{\circ}C$) were studied for applications to photonic devices and thin film transistors. Both silicon-rich and nitrogen-rich compositions were successfully produced in final films by controlling the source gas mixing ratio, $R=[(N_2\;or\;NH_3)/SiH_4]$, and the RF plasma power. Depending on the film composition, the dielectric and optical properties of $SiN_x$ films varied substantially. Both the resistivity and breakdown field strength showed the maximum value at the stoichiometric composition (N/Si = 1.33), and degraded as the composition deviated to either side. The electrical properties degraded more rapidly when the composition shifted toward the silicon-rich side than toward the nitrogen-rich side. The composition shift from the silicon-rich side to the nitrogen-rich side accompanied the shift in the photoluminescence characteristic peak to a shorter wavelength, indicating an increase in the band gap. As long as the film composition is close to the stoichiometry, the breakdown field strength and the bulk resistivity showed adequate values for use as a gate dielectric layer down to $150^{\circ}C$ of the process temperature.

• Journal of Food Hygiene and Safety
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• v.27 no.4
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• pp.375-387
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• 2012

The objective of this study is investigation of contamination levels and assessment of health risk effects of heavy metals in herbal pills. 31 Items and 93 samples were obtained for this investigation from major herbal medicine producing areas, herbal markets and on-line supermarkets from Jan to Jun in 2010. Inductively coupled plasma mass spectrometer method was conducted for the quantitative analysis of Pb, Cd and As. In addition, the mercury analyzer system was conducted for that of Hg without sample digestion. The average contents of heavy metals in samples were as follows : 0.87 mg/kg for Pb, 0.08 mg/kg for Cd, 2.87 mg/kg for As and 0.16 mg/kg for Hg, respectively. In addition, the average contents of heavy metals in different parts of plants, including cortex, fructus, herba, radix, seed, algae and others were 0.63 mg/kg, 3.94 mg/kg, 1.42 mg/kg, 1.05 mg/kg, 0.16 mg/kg, 22.31 mg/kg and 10.17 mg/kg, respectively. After the estimations of dietary exposure, the acceptable daily intake (ADI), the average daily dose (ADD), the provisional tolerable weekly intake (PTWI) and the relative hazard of heavy metals were evaluated. As the results, the relative hazards compared to PTWI in samples were below the recommended standard of JECFA as Pb 3.1%, Cd 0.9%, Hg 0.5%. Cancer risks through slope factor (SF) by Ministry of Environment Republic Korea and Environmental Protection Agency was $4.24{\times}10^{-7}$ for Pb and $3.38{\times}10^{-4}$ for As (assuming that the total arsenic content was equal to the inorganic arsenic). Based on our results, possible Pb-induced cancer risks in herbal pills according to parts used including cortex, fructus, herba, radix, seed, algae and others were $1.95{\times}10^{-7}$, $1.45{\times}10^{-6}$, $2.14{\times}10^{-7}$, $6.27{\times}10^{-7}$, $1.99{\times}10^{-8}$, $3.61{\times}10^{-7}$ and $9.64{\times}10^{-8}$, respectively. Possible As-induced cancer risks in herbal pills by parts used including cortex, fructus, herba, radix, seed, algae and others were $1.54{\times}10^{-5}$, $7.24{\times}10^{-5}$, $1.23{\times}10^{-4}$, $2.02{\times}10^{-5}$, $3.25{\times}10^{-6}$, $2.18{\times}10^{-3}$ and $5.67{\times}10^{-6}$ respectively. Taken together, these results indicate that the majority of samples except for some samples with relative high contents of heavy metals were safe.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07a
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• pp.319-322
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• 2003

To match the charge induced by the insulators $CeO_2$ with the remanent polarization of ferro electric SBT thin films, areas of Pt/SBT/Pt (MFM) and those of $Pt/CeO_2/Si$ (MIS) capacitors were ind ependently designed. The area $S_M$ of MIS capacitors to the area $S_F$ of MFM capacitors were varied from 1 to 10, 15, and 20. Top electrode Pt and SBT layers were etched with for various area ratios of $S_M\;/\;S_F$. Bottom electrode Pt and $CeO_2$ layers were respectively deposited by do and rf sputtering in-situ process. SBT thin film were prepared by the metal orgnic decomposition (MOD) technique. $Pt(100nm)/SBT(350nm)/Pt(300nm)/CeO_2(40nm)/p-Si$ (MFMIS) gate structures have been fabricated with the various $S_M\;/\;S_F$ ratios using inductively coupled plasma reactive ion etching (ICP-RIE). The leakage current density of MFMIS gate structures were improved to $6.32{\times}10^{-7}\;A/cm^2$ at the applied gate voltage of 10 V. It is shown that in the memory window increase with the area ratio $S_M\;/\;S_F$ of the MFMIS structures and a larger memory window of 3 V can be obtained for a voltage sweep of ${\pm}9\;V$ for MFMIS structures with an area ratio $S_M\;/\;S_F\;=\;6$ than that of 0.9 V of MFS at the same applied voltage. The maximum memory windows of MFMIS structures were 2.28 V, 3.35 V, and 3.7 V with the are a ratios 1, 2, and 6 at the applied gate voltage of 11 V, respectively. It is concluded that ferroelectric gate capacitors of MFMIS are good candidates for nondestructive readout-nonvolatile memories.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.434-435
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• 2012

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) silicon dioxide thin films have many applications in semiconductor manufacturing such as inter-level dielectric and gate dielectric metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs). Fundamental chemical reaction for the formation of SiO2 includes SiH4 and O2, but mixture of SiH4 and N2O is preferable because of lower hydrogen concentration in the deposited film [1]. It is also known that binding energy of N-N is higher than that of N-O, so the particle generation by molecular reaction can be reduced by reducing reactive nitrogen during the deposition process. However, nitrous oxide (N2O) gives rise to nitric oxide (NO) on reaction with oxygen atoms, which in turn reacts with ozone. NO became a greenhouse gas which is naturally occurred regulating of stratospheric ozone. In fact, it takes global warming effect about 300 times higher than carbon dioxide (CO2). Industries regard that N2O is inevitable for their device fabrication; however, it is worthwhile to develop a marginable nitrous oxide free process for university lab classes considering educational and environmental purpose. In this paper, we developed environmental friendly and material cost efficient SiO2 deposition process by substituting N2O with O2 targeting university hands-on laboratory course. Experiment was performed by two level statistical design of experiment (DOE) with three process parameters including RF power, susceptor temperature, and oxygen gas flow. Responses of interests to optimize the process were deposition rate, film uniformity, surface roughness, and electrical dielectric property. We observed some power like particle formation on wafer in some experiment, and we postulate that the thermal and electrical energy to dissociate gas molecule was relatively lower than other runs. However, we were able to find a marginable process region with less than 3% uniformity requirement in our process optimization goal. Surface roughness measured by atomic force microscopy (AFM) presented some evidence of the agglomeration of silane related particles, and the result was still satisfactory for the purpose of this research. This newly developed SiO2 deposition process is currently under verification with repeated experimental run on 4 inches wafer, and it will be adopted to Semiconductor Material and Process course offered in the Department of Electronic Engineering at Myongji University from spring semester in 2012.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.96-96
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• 1999

CdTe는 일반적으로 광전 소자나 Xtjs 및 λ선 감지 소자로서 많은 연구가 되어지고 있는 물질이다. 특히 적외선 감지 소자로 쓰이고 있는 HgCdTe 물질의 기판으로서도 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 여러 가지 목적으로 사용함에 있어서 CdTe 내에 가지고 있는 여러 가지 불순물에 의한 영향으로 각종 결함밴드들이 형성됨으로서 소자로서의 응용에 많은 지장을 주고 있다. 이러한 이유로 여러 가지 방법으로 불순물 및 결합에 의한 준위에 관한 연구들이 진행되고 있다. 본 실험에서는 MBE 법으로 성장된 In 도핑된 CdTe 박막의 광학적 성질을 관찰하기 위하여 수소화 및 열처리를 하여 PL 법을 이용하여 관찰하여 보앗다. 열처리는 Cd 분위기의 50$0^{\circ}C$에서 5시간 동안 수행하였으며 수소화는 rf plasma 장치를 이용하여 8$0^{\circ}C$에서 50mW/c2의 출력으로 1시간동안 수행하여 주었다. 열처리한 시료의 경우 PL 신호는 갓 성장한 시료와 비교하여 깊은 준위에 관련된 신호들만 변화가 있었을뿐 그리 큰 변화가 있지는 않았다. 그러나 수소화시킨 시료의 경우 전체적으로 피크의 크기가 5배정도 감소하는 것을 볼 수 있었는데 이것은 수소에 의하여 passivation된 효과로 볼 수 있다. 정량적인 passivation 효과를 보기 위하여 온도의존성 PL 측정을 하여 보았다. 측정에서 관측된 (D,h) emission lines의 FWHM을 비교하여 본 결과 FWHM 온도가 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 것이 아니라 급격한 증가를 q이는 구간을 관착할 수 있었다. 이것은 CdTe내에 존재하는 전하를 띠고 있는 주게와 받게의 결합의 결과로 나타나는 현상으로 보여진다. 이러한 결과를 통하여 얕은 준위에 있는 주게 불순물의 농도를 계산해 보았고 Hall 측정을 얻은 결과와 비교하여 보았다.판단된다. 따라서 이 기술은 기존의 광소자 제작을 위한 IFVD 방법의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 결정 재성장 없이 도일한 기판상에 국부적으로 상이한 bandgap 영역을 만들 수 있기 때문에 광소자 제작에 적극 이용될 수 있다.나지 않았으며 BST 박막에서는 약 1.2V의 C-V이력현상이 보였다.를 이용하였으며, 이온주입후 열처리 온도에 따른 활성화 정도의 관찰을 위하여 4-point probe와 Hall measurement를 이용하였다. 증착된 다결정 SiGe의 두게를 nanospec과 SEM으로 분석한 결과 Gem이 함량이 적을 때는 높은 온도에서의 증착이 더 빠른 증착속도를 나타내었지만, Ge의 함량이 30% 되었을 때는 온도에 관계없이 일정한 것으로 나타났다. XRD 분석을 한 결과 Peak의 위치가 순수한 Si과 순수한 Ge 사이에 존재하는 것으로 나타났으며, ge 함량이 많아짐에 따라 순수한 Ge쪽으로 옮겨가는 경향을 보였다. SEM, ASFM으로 증착한 다결정 SiGe의 morphology 관찰결과 Ge 함량이 높은 박막의 입계가 다결정 Si의 입계에 비해 훨씬 큰 것으로 나타났으며 근 값도 증가하는 것으로 나타났다. 포유동물 세포에 유전자 발현벡터로써 사용할 수 있음으로 post-genomics시대에 다양한 종류의 단백질 기능연구에 맡은 도움이 되리라 기대한다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에 의한 기능성 나노 입자 제조 기술을 확립하고 2차 오염 발생원인 유

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.116-116
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• 2007

21 세기에 접어들면서 인터넷을 통한 정보 통신의 발달과 개인 휴대용 이동 통신기기의 활발한 보급에 따라 휴대형 전자기기들의 소형화와 고성능화로 나아가고 있다. 이러한 전자기기에 사용될 IC의 내장 메모리 또한 집적화 및 고속화, 저 전력화가 이루어져야 한다. 이러한 전자기기들에 필수적인 압전 세라믹스 부품 중 압전 부저 및 기타 음향 부품등을 각종 전자기기와 무선 전화기에 채택함으로써 압전 부품에 대한 수요와 생산이 계속 증가할 것으로 전망된다. 이처럼 압전 세라믹스를 이용한 그 응용 범위는 대단히 방대하며, 현재 모든 압전 부품들은 PZT 계열 재료로 만들어지고 있고, 차후 모두 비납계열 재료로 대체될 것이 확실시된다. Pb의 환경오염은 이미 오래전부터 큰 문제점으로 인식되고 있었으며 그 일례로 미국의 캘리포니아 주에서는 1986년부터 약 800종의 유해물질, 그 중에서도 Pb 사용을 300ppm 이하로 규제하는 Proposition 65를 제정하여 실행하고 있다. 그리고 2003년 2월에 EU (European Union) 에서 발표한 전자산업에 관한 규제 사항중 하나인 위험물질 사용에 관한 지칭 (Restriction of Hazardous Substance, RoHS) 에 의하면, 2006 년 7월부터 전기 전자 제품에 있어서 위험 물질인 Pb을 포함한 중금속 물질(카드늄, 수은, 6가 크롬, 브롬계 난연재)의 사용을 금지한다고 발표하였다. 비록 전자세라믹 부품에 함유된 Pb는 예외 사항으로 두었지만 대체 가능한 물질이 개발되면 전자세라믹 부품에서도 Pb의 사용을 금지한다고 규정하였다. 더욱이 일본은 2005 년부터 Pb 사용을 금지시켰다. 이와 같이 Pb가 환경에 미치는 영향 때문에 비납계 강유전 물질 및 압전 세라믹스 재료에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비납계 강유전체의 patterning을 위해서, NKN 박막을 고밀도 플라즈마원인 ICP를 이용하여 식각 mechanism을 연구하고, 식각변수에 따른 식각 공정을 최적화에 대하여 연구하였다. 가스 혼합비에 따라 식각 할때 700 W의 RF 전력과 - 150 V의 직류 바이어스 전압을 인가하였고, 공정 압력은 2 Pa, 기판 온도는 $23^{\circ}C$로 고정하였다. 식각 속도는 Tencor사의 Alpha-step 500을 이용하여 측정되었으며 식각 시 NKN 박막 표면과 라디칼과의 화학적인 반응을 분석하고 식각 메커니즘을 규명하기 위하여 XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)를 사용하였다.