• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.3 no.4
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• pp.293-297
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• 1993

Exchange coupled $NiFe/TbCo/Sio_{2}$ thin films for magnetoresistive heads were sputter deposited using RF diode sputtering method, and their magnetic characteristics were measured. TbCo films were deposited using a composite target, which is composed of Tb chips epoxied on a Co target. NiFe($400\AA$)/TbCo($1500\AA$)/$SiO_{2}$($500\AA$) films were deposited using a TbCo target having 30 % of Tb area ratio, which showed 25 Oe of the exchange field without substrate bias and 12 Oe with -55 V of substrate bias. The effective in-plane coercivities of the three layer films fabricated with less than -55 V of substrate bias were approximately proportional to the perpendicular coercivities of the TbCo layer only. The films fabricated with a Theo target of 28 % area ratio showed the same trend. However, the exchange field decreased to 4 Oe without the substrate bias and 7 Oe with -55 V of substrate bias. In the films fabricated with 1000 W of power and the target of 36 % area ratio exhibited 100 Oe of exchange field and 3 Oe of coercivity. As the thickness of NiFe layer increased, the exchange field decreased.

• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.241.2-241.2
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• 2013

최근, 비정질 산화물 반도체 thin film transistor (TFT)는 수소화된 비정질 실리콘 TFT와 비교하여 높은 이동도와 큰 on/off 전류비, 낮은 구동 전압을 가짐으로써 빠른 속도가 요구되는 차세대 투명 디스플레이의 TFT로 많은 연구가 진행되고 있다. 한편, 기존의 MOSFET 제작 시 우수한 박막을 얻기 위해서는 $500^{\circ}C$ 이상의 높은 열처리 온도가 필수적이며 이는 유리 기판과 플라스틱 기판에 적용하는 것이 적합하지 않고 높은 온도에서 수 시간 동안 열처리를 수행해야 하므로 공정 시간 및 비용이 증가하게 된다는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 RF sputter를 이용하여 증착된 비정질 InGaZnO pesudo MOSFET 소자를 제작하였으며, thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화하였다. P-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 RF 스퍼터링을 이용하여 InGaZnO 분말을 각각 1:1:2mol% 조성비로 혼합하여 소결한 타겟을 사용하여 70 nm 두께의 InGaZnO를 증착하였다. 연속해서 Photolithography 공정과 BOE(30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 pseudo MOSFET 구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성을 간단하고 간략화된 공정과정으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 열처리 조건으로는 thermal 열처리의 경우, furnace를 이용하여 각각 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 30분 동안 N2 가스 분위기에서 열처리를 실시하였고, microwave 열처리는 microwave를 이용하여 각각 400 W, 600 W, 800 W, 1000 W로 20분 동안 실시하였다. 그 결과, furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 microwave 를 통해 열처리한 소자에서 subthreshold swing (SS), threshold voltage (Vth), mobility 등이 개선되는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.6
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• pp.599-603
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• 1999

We have investigated the growth characteristics of thick GaN on Sim substrate with AlN and low temperature GaN buffer layer. The vertical hydride vapor phase epitaxy system with $GaCl_3$ precursor was used for growth of GaN. AlN and GaN buffer layer were deposited on Si substrate to reduce the lattice mismatch and the thermal expansion coefficient mismatch between si and GaN. Optimization of deposition condition for AlN and low temperature GaN buffer layers were carried out. We studied the effects of growth temperature, V/III ratio on the properties of thick GaN. Surface morphology, growth rate and crystallinity of thick GaN were measured using Atomic Force Microscopy (AFM), $\alpha-step$-, Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray Diffractometer(XRD).

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.1
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• pp.14-17
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• 1999

Tin oxide films as an anode layer for microbatteries were deposited by using rf magnetron sputtering. Characterization of the films was carried out in terms of working pressure in the range of 5~30 mtorr. Rf power and substrate temperature during deposition were fixed at 2.5W/$\textrm{cm}^2$ and A.T., respectively. The crystal orientation of $SnO_2$films was changed from (110) to (101) or (211) with the increasing working pressure. Refractive index and film density of the films also decreased with the increasing working pressure. The $SnO_2$ thin film formed under optimum conditions was found to have a reversible capacity of 446.9$\mu$Ah/$\textrm{cm}^2$-$\mu\textrm{m}$ and good reversibility when the working pressure was fixed at 10mtorr. As the working pressure decreased, film density increased. It was thought that the capacity of $SnO_2$films increased due to the increase in the amount of active materials which can react with Li electrochemically. Furthermore, cycle characteristics of the anode material was also influenced by film stress.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.21 no.9
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• pp.497-501
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• 2011

The CdS thin film used as a window layer in the CdTe thin film solar cell transports photo-generated electrons to the front contact and forms a p-n junction with the CdTe layer. This is why the electrical, optical, and surface properties of the CdS thin film influence the efficiency of the CdTe thin film solar cell. When CdTe thin film solar cells are fabricated, a heat treatment is done to improve the qualities of the CdS thin films. Of the many types of heat treatments, the $CdCl_2$ heat treatment is most widely used because the grain size in CdS thin films increases and interdiffusion between the CdS and the CdTe layer is prevented by the heat treatment. To investigate the changes in the electrical, optical, and surface properties and the crystallinity of the CdS thin films due to heat treatment, CdS thin films were deposited on FTO/glass substrates by the rf magnetron sputtering technique, and then a $CdCl_2$ heat treatment was carried out. After the $CdCl_2$ heat treatment, the clustershaped grains in the CdS thin film increased in size and their boundaries became faint. XRD results show that the crystallinity improved and the crystalline size increased from 15 to 42 nm. The resistivity of the CdS single layer decreased from 3.87 to 0.26 ${\Omega}cm$, and the transmittance in the visible region increased from 64% to 74%.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07d
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• pp.1738-1740
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• 1999

This paper deals with a novel structure of poly-Si solar cell. A solar cell conversion efficiency was degraded by grain boundary effect in Polycrystalline silicon. To reduce grain boundary effect, we performed a preferential grain boundary etching, $POCl_3$ n-type emitter doping, and then ITO film growth on poly-Si. Among the various preferential etchants, Schimmel etch solution exhibited the best result having grain boundary etch depth about $10{\mu}m$. RF magnetron sputter grown ITO films showed a low resistivity of $10^{-4}\Omega-cm$ and high transmittance of 85%. With well fabricated poly-Si solar cells. we were able to achieve as high as 15% conversion efficiency at the input power of 20mW/$cm^2$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.303.2-303.2
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• 2016

현재 플라즈마를 이용한 기술은 반도체, 태양광 발전, 디스플레이 등 산업의 전반적인 분야에서 특히 반도체 공정을 이용한 산업에서는 핵심적인 기술이다. 반도체 공정 중에서 박막 증착과 식각 분야에서 플라즈마를 사용한 기술은 매우 높은 가치를 지니고 있다. 중요한 플라즈마 연구로는 이론적 접근을 통한 플라즈마 소스 개발과, 기 개발된 플라즈마 소스를 적용하여 반도체 공정에 적용함으로써 최적의 조건을 찾아내며, 그에 대한 메커니즘을 연구하는 분야로 크게 분리할 수 있다. 따라서 이러한 플라즈마 기술이 발달함에 따라 nano-scale의 연구 또한 상당히 중요한 부분으로 자리 잡고 있다. 본 실험에서는 RF magnetron sputter를 사용하고 질소 유량을 0.5 sccm으로 고정하여 AlN 박막을 증착하였다. 이후 상압 플라즈마를 이용하여 식각을 진행하였다. AlN 박막 전체 표면에 대하여 3초 및 6초간 식각을 진행하였다. 이후 Nano-Indenter를 사용하여 $100{\sim}7000{\mu}N$까지 힘을 증가시키며 측정하였다. 3초간 식각을 진행한 시료의 경우 압입 깊이 대비 Hardness 그래프에서 약 40 ~ 100 nm 까지 약 2.5 GPa 정도의 차이가 발생하였고 6초간 식각을 진행한 시료의 경우 압입 깊이 대비 Hardness의 그래프에서 약 40 ~ 130 nm 까지 약 1 GPa 정도의 차이가 발생함을 확인하였다. 이후 WET-SPM 장비를 사용하여 AFM 모드를 이용하여 박막 표면이 거칠기를 확인하였다. 플라즈마 식각공정을 거치지 않은 시료의 경우 박막의 거칠기는 7.77 nm로 측정되었고 3초간 플라즈마 식각공정을 거친 시료의 경우 6.53 nm, 6초간 플라즈마 식각공정을 거친 시료의 경우 8.45 nm로 나타남을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과들로부터 플라즈마 식각공정은 박막의 표면에도 영향을 미치지만 박막 내부 일정 부분까지 영향을 받는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.175.2-175.2
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• 2015

이 연구는 nano-indenter를 중심으로 박막의 nano-electrotribology 분석 연구로 Hafnium Nitride (HfN) 박막의 열처리 시 열적안정성에 대한 연구를 진행하였다. HfN 박막은 Copper (Cu)와 Silicon (Si)의 계면 확산방지막으로 사용될 수 있는 박막으로 현재 많은 연구소에서 다양한 연구가 진행되고 있다. HfN 박막은 Si (100)기판 위에 rf magnetron sputter로 증착되었다. 증착 시 Ar, $N_2$ 가스유량을 총 40 sccm 사용하였고 증착 후 HfN 박막을 질소분위기 furnace에서 500, $700^{\circ}C$로 각각 30분 동안 열처리 하였다. 열처리 전 후의 시료를 nano-indenter를 이용하여 nano-electrotribology 분석을 실시하였다. Nano-indenter 측정결과 열처리 전 HfN 박막 시료의 표면강도는 39.68 GPa였고 500oC 열처리 후 31.31 GPa로 감소하였다. 그러나 $700^{\circ}C$ 열처리 시 표면강도가 37.89 GPa로 다시 증가하였다. 탄성계수 측정결과도 이와 같은 경향을 나타내었는데, $500^{\circ}C$ 열처리 전 후 탄성계수가 258.99 GPa에서 201.88 GPa로 감소하였고 $700^{\circ}C$ 열처리 시 247.55 GPa로 다시 증가하였다. 이는 $500^{\circ}C$ 열처리하였을 때 박막 내에 흡착되었던 $N_2$ 가스가 빠져나가며 tensile stress가 발생하여 박막의 표면강도 감소를 유발했고 $700^{\circ}C$ 열처리 시 다시 박막 표면이 안정화되었기 때문으로 생각된다. 이를 통해 열처리 온도 변화에 의한 질소효과가 나타나 HfN 박막 표면의 물성이 달라지는 것을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.26 no.4
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• pp.222-227
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• 2016

Tin oxides have been studied for various applications such as gas detecting materials, transparent electrodes, transparent devices, and solar cells. p-type SnO is a promising transparent oxide semiconductor because of its high optical transparency and excellent electrical properties. In this study, we fabricated p-type SnO thin film using rf magnetron sputtering with an SnO/Sn composite target; we examined the effects of various oxygen flow rates on the SnO thin films. We fundamentally investigated the structural, optical, and electrical properties of the p-type SnO thin films utilizing X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), UV/Vis spectrometry, and Hall Effect measurement. A p-type SnO thin film of $P_{O2}=3%$ was obtained with > 80% transmittance, carrier concentration of $1.12{\times}10^{18}cm^{-3}$, and mobility of $1.18cm^2V^{-1}s^{-1}$. With increasing of the oxygen partial pressure, electrical conductivity transition from p-type to n-type was observed in the SnO crystal structure.