• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.339-339
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• 2013

We study on the optical and electrical properties of indium-free ZTO(ZnSnO)/Ag/ZTO (ZAZ) multilayer electrodes for the low-cost transparent electrode. In the first step, each single layer was deposited using rf magnetron in-line sputter with various working pressure based on $O_2$/$Ar+O_2$ ratio (0~3%) and power at room temperature. Secondly, we studied the optical and electrical properties by analyzing the refractive index, extinction coefficient, transmittance and resistivity of each layer. Finally, we optimized the thickness of each layer using macleod simulation program based on the analyzed optical properties and fabricated the multilayer electrode. As a result, We achieved a low sheet resistance of $11{\Omega}$/sq and anaverage transmittance of 80% in the visible region of light (380~780 nm). This indicates that indium-free ZAZ multilayer electrode is a promising low-cost and low-temperature processing electrode scheme.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.413-413
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• 2013

대면적 터치패널은 현재까지 저항막 방식, 적외선, Camera 방식을 주로 사용하고 있다. 저항막 방식의 Sensitivity, 높은 가격, 적외선 방식의 경우 빛의 간섭에 의한 오동작이 일어날 수 있는 문제를 가지고 있다. 최근의 Mobile용 터치스크린은 정전용량 방식의 터치기술 채택으로 저항막, 적외선, Camera 방식의 모든 단점을 해소할 수 있으나 터치 스크린 면적이 커지게 되면서 요구저항을 맞출 수 없는 문제로 현재 크기의 제한적이다. 본 연구에서는 완전일체형 터치(G2 Touch Hybrid) 방식의 ITO 터치필름을 사용하지 않고, 강화유리 기판을 사용하여 저(低)저항, 고(高)투과, 대형화(15 Inch), 경량화를 고려한 Zero-gap ITO를 코팅한 커버 유리용 투명전극에 대하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면적 특성을 분석하였다. ITO 박막의 두께를 최소화하여 패턴 인비저블의 특성을 갖는 것이 필요로 하는데, 이는 ITO박막 패턴후에 패턴이 보이지 않게 하기 위해서이며, 이러한 시장의 요구를 충족하기 위해 RF/DC 고자력 Magnetron Sputtering System을 사용하여 면저항 $80{\Omega}$/${\Box}$, 표면특성 Rp-v 2.1 nm, 최고 광투과율 90.5%@550 nm, 반사율 차이 0.5 이하의 특성을 확인하였다. 또한, 저항 경시변화를 줄이기 위해서 Sheath heater를 이용한 진공코팅 중 발생되는 BM Ink out-gassing을 줄여 out-gassing에 의한 박막 손상을 줄일 수 있었으며 진공 성막중 결정성을 갖는 ITO 막을 형성시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2001.07a
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• pp.901-904
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• 2001

For the c-axis oriented epitaxial YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$ thin film on r-cut sapphire substrate it is necessary to deposit buffer layers. The CeO$_2$buffer layer was deposited on sapphire substrate using RF magnetron sputtering system. We investigated XRD pattern of CeO$_2$thin films at various sputtering conditions such as sputtering gas ratio, sputtering power, target to substrate distance, sputtering pressure and substrate temperature. The optimum condition was 15 mTorr with deposition pressure, 1:1.2 with $O_2$and Ar ratio and 9cm with target to substrate distance. The CeO$_2$(200) peak was notable for a deposition temperature above 75$0^{\circ}C$. The YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$ was deposited on CeO$_2$buffered r-cut sapphire substrate using pulsed laser ablation. The YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$CeO$_2$(200)/A1$_2$O$_3$thin film was exhibited a critical temperature of 89K.xhibited a critical temperature of 89K.

• ETRI Journal
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• v.35 no.6
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• pp.1156-1159
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• 2013

We investigate the characteristics of $Cu_2O$ thin films deposited through the addition of $N_2$ gas. The addition of $N_2$ gas has remarkable effects on the phase changes, resulting in improved electrical and optical properties. An intermediate phase ($6CuO{\cdot}Cu_2O$) appears at a $N_2$ flow rate of 1 sccm, and a $Cu_2O$ (200) phase is then preferentially grown at a higher feeding amount of $N_2$. The optical and electrical properties of $Cu_2O$ thin films are improved with a sufficient $N_2$ flow rate of more than 15 sccm, as confirmed through various analyses. Under this condition, a high bandgap energy of 2.58 eV and a conductivity of $1.5{\times}10^{-2}$ S/cm are obtained. These high-quality $Cu_2O$ thin films are expected to be applied to $Cu_2O$-based heterojunction solar cells and optical functional films.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.2
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• pp.118-122
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• 2003

The performance evaluation on Pt loading in the self-humidifying polymer electrolyte membrane for Polymer Electrolyte Mem-Brane Fuel Cell(PEMFC) was investigated by using single cell test and measurement of membrane resistance. The self-humidifying membrane comprised two membranes made of perfluorosulfonylfluroride copolymer resin and fine Pt particles tying between them, coated by sputtering. From the results of performance characteristics of self-humidifying membrane cell with different Pt loading, a single cell using self-humidifying membrane with 0.15 mg/$\textrm{cm}^2$ Pt loading showed better performance than that with the others over entire current density. Also, a single cell with 0.15 mg/$\textrm{cm}^2$ Pt loading had a lower resistance value than the other cells under externally nonhumidifying condition. It is indicated that the water produced in the membrane cell with 0.15 mg/$\textrm{cm}^2$ Pt loading showed a higher provision to maintain ionic conductivity of the membrane than the other cells. The optimum amount of Pt particles embedded in the membrane for self-humidifying PEMFC was determined to be about 0.15 mg/$\textrm{cm}^2$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.205-205
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• 2010

기존의 박막트랜지스터에 비하여 대면적의 박막 형성이 용이하고 높은 이동도의 특성을 가지는 ZnO는 상온에서 높은 밴드갭 에너지(3.4eV)와 엑시톤 결합에너지(60meV)로 인해 가시광영역을 투과시킬 뿐만 아니라 가시광으로 인해 유도되는 광 캐리어가 생성되어 열화되는 현상이 없는 장점을 가지고 있다. 또한 다른 물질에 비해 높은 이동도($1{\sim}100\;cm2/V{\cdot}s$)로 인해 기존의 실리콘 기반의 박막트랜지스터를 대체할 수 있는 물질로 최근 주목 받고 있다. 이러한 ZnO는 접합된 소스와 드레인 전극의 Work function 및 resistivity의 차이에 따라 전기적 특성에도 많은 변화가 생기게 된다. 본 연구에서는 박막트랜지스터의 전극에 이용되는 금속에 변화를 주어 이에 따른 전기적 특성에 대해 연구하였다. 이를 위해 먼저, P-type 실리콘 위에 습식 방법으로 SiO2를 300nm성장 시켰고, ZnO 박막을 Sputtering 방식으로 증착하여 트랜지스터를 제작하였다. 그리고 소자의 소스와 드레인 전극으로 사용되는 금속은 E-beam evaporator과 RF Magnetron Sputter를 이용하여 증착하였다. 또한 금속의 Work function을 확인하기 위해 Capacitor를 제작하여 이에 대한 Capacitance-Voltage 특성과 함께, 박막트랜지스터의 Current-Voltage 특성을 확인해 보았다. 이와 같이 소스와 드레인 전극의 최적화된 Material을 이용하여 전기적 특성이 향상된 박막트랜지스터 소자를 기대할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.354.1-354.1
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• 2014

Hafnium nitride (HfN) 박막은 고온에서의 안정성과 낮은 비저항 그리고 산소확산에 대한 억제력을 가지고 있기 때문에 확산방지막으로 많은 연구가 진행 되고 있다. 현재까지 진행된 대부분의 연구는 HfN 박막의 전기적인 특성과 구조적인 특성에 대한 것이었고 다양한 연구 결과가 보고되었다. 하지만 기존의 연구들은 박막의 nano-electrotribology 특성에 대한 연구가 부족하여 박막 적층 공정시 요구되는 물성에 대한 연구가 절실하다. 따라서 본 연구에서는 HfN 박막의 증착조건 및 열처리조건에 따른 nano-electrotribology 특성 변화를 확인하고자 하였다. HfN박막은 rf magnetron sputter를 이용하여 Si 기판위에 Hf target으로 질소 유량을 변화시키며 증착하였고 가열로에서 $600^{\circ}C$와 $800^{\circ}C$로 20분간 열처리를 실시하였다. 열처리한 박막과 as-deposited 상태의 박막을 nano-indenter를 통하여 나노기계 전기적인 특성을 분석하였다. nano-indenter는 박막에 인가된 stress와 탄성계수(elastic modulus), 표면경도(surface hardness)와 같은 특성을 직접적인 tip 접촉을 통하여 in-situ로 분석할 수 있는 장비이다. 실험결과 HfN박막을 $600^{\circ}C$로 열처리 한 경우 표면경도가 16.20에서 18.59 GPa로 증가하였다. 표면경도의 증가는 열처리 시 박막내에 compressive stress가 생성되었기 때문이라고 생각된다. 그러나 $800^{\circ}C$로 열처리 한 경우 표면경도가 16.93 GPa로 감소하였는데 이는 표면균열 발생으로 인한 stress relaxation 때문인 것으로 생각된다. 증착 시 주입되는 질소의 유량과 열처리 온도는 HfN박막의 기계적 안정성에 영향을 미치는 중요한 요소임을 본 실험을 통해 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.173-173
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• 2011

반도체 집적도의 비약적인 발전으로 복잡하고 다양한 공정이 연구되었고 공정 중 박막에서 발생되는 물리적, 화학적 반응들에 대한 연구 필요성이 대두 되었다. 박막은 다양한 공정 환경에서 박막의 특성을 잃지 않고 물성을 유지하여야 한다. 특히 공정상의 고온 환경에서 박막은 안정해야하며 물리적손상이 있어서는 안 된다. 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si기판과 금속배선 물질인 Cu와의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W-C-N 확산방지막을 제시하였고 시료 증착을 위하여 rf magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 하여 박막 내 질소비율(0 sccm, 2 sccm)에 따른 확산방지막을 제작하였다. 이후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온, 600도, 800도로 각각 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였다. 이후 Nanoindentation기법을 이용하여 총 16 point 측정을 하였다. 이를 Weibull distribution으로 분석하여 정량화 시켜 박막의 균일도와 신뢰도를 연구하였다. 또 WET-SPM을 이용하여 AFM 표면 이미지를 확인하였다. 그 결과 고온에서 박막이 Compressive stress를 받아 박막이 일어남을 확인 하였다. 이는 질화물질이 고온에서 물성변화가 적게 나타나는 것을 알 수 있었고, 균일도와 결정성 또한 질화물질에서 더 안정적이었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.224-224
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• 2011

OLED (Organic Light-Emitting Diode) 디스플레이에서는 반사율이 가장 높은 silver (Ag)가 쓰이고 있지만, 소자에서 요구되는 일함수의 불일치 때문에 전극과 유기물간에 에너지 장벽이 발생하여 발광효율을 낮추는 요인이 되고 있다. 본 논문에서는 Ag 전극의 work function을 조절하기 위한 연구를 진행하였다. Ag를 rf magnetron sputter를 이용해 glass위에 증착한 후 furnace에서 300$^{\circ}C$, 30분간 공기중에서 열처리 하였고. 또 다른 샘플은 산소분위기에서 표면에 상압플라즈마로 처리 시간(30, 60, 90, 120 sec)을 각기 다르게 하여 샘플을 제조하였다. Ag전극은 Nanoindentation을 통해 국부 영역에 대한 물리적 특성의 변화를 측정하였고 Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM)을 이용해 샘플의 포텐셜을 측정했다. 그 결과 열처리한 샘플은 포텐셜값은 가장 커졌지만 균일도가 낮아졌다. 30 sec, 120 sec 플라즈마 처리한 샘플은 탄성계수, 경도값, 및 Weibull modulus를 극히 낮게 만들었지만 60s, 90s 플라즈마 처리는 샘플의 경도값 균일도를 증가시켰다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.317-318
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• 2012

현재의 반도체 산업에서 Hafnium oxide와 Hafnium silicates같은 high-k 물질은 CMOS gate와 DRAM capacitor dielectrics로 사용하기 위한 대표적인 물질에 속한다. MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)구조에서 gate length는 16 nm 이하로 계속 미세화가 연구 중이고, 또한 gate는 기존구조에서 Multi-gate구조로 다변화가 일어나고 있다. 이를 통해 게이트 절연막은 그 구조와 활용범위가 다양해지게 될 것이다. 동시에 leakage current와 dielectric break-down을 감소시키는 연구가 중요해지고 있다. 그러나 나노 영역에서의 기계적 특성에 대한 연구는 전무한 상태이다. 따라서 복잡한 회로 공정, 다양한 Multi-gate 구조, 신뢰도의 향상을 위해서는 유전박막 물질자체와 계면에서의 물리적, 기계적인 특징의 측정이 상당히 중요해지고 있다. 이에 본 연구는 Nano-indenter의 통해 경도(Hardness)와 탄성계수(Elastic modulus) 등의 측정을 통하여 시료 표면의 나노영역에서의 기계적 특성을 연구하고자 하였다. $HfO_2$게이트 절연막은 rf magnetron sputter를 이용해 Si (silicon) (100)기판위에 박막형태로 증착하였고, 이후 furnace에서 질소분위기로 온도(400, 450, $500^{\circ}C$)를 달리하여 20분 열처리를 하였다. 또한 Weibull distribution을 이용해 박막의 characteristic value를 계산하였으며, 실험결과 열처리 온도가 $400^{\circ}C$에서 $500^{\circ}C$로 증가함에 따라 경도와 탄성계수는 7.4 GPa에서 10.65 GPa으로 120.25 GPa에서 137.95 GPa으로 각각 증가하였다. 이는 재료적 측면으로 재료의 구조적 우수성이 증가된 것으로 판단된다.