PDP용 형광체는 소성 후 입자간 결합부족으로 인한 탈락현상 및 셀 결함 불량과 Red, Green, Blue 간 유전율 불일치로 인한 방전불량 현상 등의 문제점을 안고 있다. PDP용 형광체의 소성 후 입자간의 결합력을 증진시키기 위하여 frit을 조제로 첨가하였고, 이에 따른 기계적, 전기적, 광학적 특성의 변화를 조사하였다. 사용된 frit은 자체 소결시 무색의 투명하고 ZnO-$B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3$계 비정질 세라믹 재료이며, 연화점은 $499.78^{\circ}C$이다. 형광체 중량의 3${\sim}$20wt% 범위에서 frit의 첨가량 변화에 따른 영향을 조사하였다. Frit의 첨가량이 증가할수록 경도가 증진 되었고, 5wt% 미만 함유될 경우 Red, Green, Blue 형광체 모두 유전율 조절 효과가 미약하였다. Red 형광체는 frit함량이 3wt% 이상 함유되면 휘도가 90% 미만으로 감소하였고, Green과 Blue는 frit 함량이 10wt%이상 함유되면 확연하게 휘도가 감소 하였다.
Si/SiO$_2$/NiO(60nm)/Co(2.5nm)/Cu(1.95nm)/Co(4.5nm)/NOL(t nm) 구조와 Si/SiO$_2$/NOL(t nm)/Co(4.5nm)/Cu(1.95nm)/Co(2.5nm)/NiO(60nm)의 구조를 갖는 바닥층 스핀밸브와 꼭대기층 스핀밸브를 제작하고, NOL의 두께변화에 따른 비저항($\rho$) 값과 비저항의 변화량( $\rho$), 교환결합력(H$_{ex}$), 보자력(H$_{c}$)의 자기적 특성을 연구하였다 NOL로 NiO 03nm의 두께로 삽입한 결과, 최대 자기저항비(magnetoresistance ratio)는 바닥층 스핀밸브에서 12.51%의 얻었으며, 자기저항비의 향상률은 꼭대기층 스핀밸브에서 더 높은 결과를 얻었다. 또한, 두 형태 모두 비저항의 변화량($\rho$)은 거의 일정하였고, 비저항($\rho$)값은 감소하였다 이러한 결과는 NOL의 삽입하였을 때 NOL/강자성층(free ferromagnetic layer) 계면에서 유도 전자의 specular 산란 효과를 가져왔고, 이로 인하여 전자의 평균 자유이동경로(mean free path; MFP)가 확장되어 전류의 전도도를 증가시켰다 이러한 specular효과에 의해 비저항의 변화량은 일정하게 유지되는 동안에 비저항 값은 감소하게 되어 결과적으로 자기저항비의 향상을 가져왔다.
본 연구에서는 하지층으로 Mo을 사용한 스핀밸브구조에서 반강자성체 IrMn의 두께 변화에 따른 자기적 특성을 연구하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(17\;{\AA})NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(t\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. Mo 박막의 비저항은 $600^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 열처리 후 급격히 증가하였다. 반강자성체인 IrMn의 두께 변화(130 ${\AA}$까지)에 따른 자기저항비와 교환결합력을 측정하였다. IrMn의 두께가 65 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 9.65%와 337.5 Oe로 최고값을 나타냈다. 그러나 두께를 더욱 증가시킨 97.5 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 8.2%와 285 Oe로 감소하였으며, IrMn의 두께가 130 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 더욱 감소한 7.65%와 257.5 Oe이었다.
SiOC 박막을 BTMSM과 산소의 혼합가스를 사용하여 CVD 방법으로 증착하였다. 박막의 특성은 가스 유량비에 따라서 변하였다. 유전상수는 MIS 구조를 이용하여 C-V 측정법에 의하여 얻었다. 결합의 말단을 구성하는 Si-$CH_3$ 결합 사이의 공간효과에 의해서 기공이 만들어지며, 기공의 형성에 의해서 박막의 두께가 증가하였다. 그러나 분극의 감소에 의해서 만들어지는 SiOC 박막은 두께가 감소하면서 유전상수도 감소되었다. 열처리 후 유전상수는 수산기의 기화에 의해서 감소되었다. 박막의 두께는 분극의 감소에 의한 유전상수의 감소와 연관이 있었다. 굴절률은 박막의 두께에 반비례하는 경향성이 있으며, 박막의 두께와 굴절률의 경향성은 열처리 후에도 변하지 않았다.
유리기판으로 투과되는 빛들 중에는 내부 전반사나 wave-guided mode로 인하여 손실이 일어나 일반적으로 20%의 광추출 효율을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구에는 Photonic Crystal과 같은 주기적인 나노 구조물이 있는데 이러한 구조물을 제작하기 위한 마스크 공정 과정은 대부분 복잡하거나 비싼 단점이 있다. 이에 본 발표에서는 마스크 없이 비정질소다라임 유리의 구조물 생성으로 광 추출 효율이 상승하는지 보고자 하였다. M-ICP (Magnetized-Induced Coupled Plasma)란 용량 결합형 플라즈마와 유도 결합형 플라즈마 두 가지 방식의 플라즈마를 이용한 것인데 용량 결합형 플라즈마를 이용해 이온이 sheath에 의해 가속되어 유리표면에 부딪히고 그에 따라 유리가 식각되는 물리적 식각을 이용하였다. 또한 이온의 밀도를 조절하기 위해 유도결합형 플라즈마 방식을 이용하여 식각률을 높였다. 화학적 식각을 위해서는 CF4와 O2혼합 가스를 이용해 F가 Si와 결합하여 SiF4가 되어 사라지고 탄소잔여물인 C는 O2와 반응하여 제거하였다. 그 결과, 랜덤한 분포를 가지는 미세한 구조물(stochastic sub-wavelength structure)을 유리 표면에 형성할 수 있었고, 또한 다양한 가스 종류와 압력, source power와 bias power, 그리고 시간을 바꿔가며 미세 구조물들을 관찰하였다. 실험 결과, 가시광선 파장 이하의 높이를 갖고 수 마이크로미터의 너비를 갖는 구조물이 전반사되는 빛을 효율적으로 추출하는 것을 산란되는 빛의 정도인 diffusive transmittance 가 기존 0%에서 15% 정도로 증가하는 것으로 스펙트로포토미터 측정을 통해 확인하였다. 이러한 유리 기판 위 구조물 생성방법을 OLED에 적용한다면 적은 비용으로 소자의 효율을 크게 향상 시킬 수 있을 것이다. 또한 본 처리 과정의 장점은 기존의 방법에 필요한 스퍼터링이나 RTA 처리 과정이 필요 없어 공정 단가 절감과 제조 공정의 단순화로 높은 생산성을 얻을 수 있으며 대면적화에도 유리하다.
γ-C2S(γ-Calcium Silicate)는 벨라이트(belite)의 다형성으로 알려져 있다. γ-C2S는 CO2 고정 능력이 우수하고 제조 시 CO2 배출량이 적은 공정으로 인해 최근 많은 관심을 받고 있는 시멘트계 재료이다. 본 연구에서는 γ-C2S의 건축재료로써 활용하기 위하여 γ-C2S의 고순도 합성을 위한 다양한 합성방법을 조사하고 이를 기반으로 조건별 합성 실험 및 분석을 실시하였으며 γ-C2S의 순도에 대한 다양한 원료와 소성 온도가 미치는 영향도 평가하였다. 여러 종류의 Ca 결합물 재료가 Ca 공급원으로 사용 되었고 Si 소스 공급원으로는 Si가 주성분인 SiO2가 사용되었다. 각각의 원료는 혼합 후 다양한 조건에서 소성시켰다. 그 결과 Ca(OH)2와 SiO2 분말을 원료로 합성하였을 때 최고 높은 γ-C2S 순도를 얻을 수 있었다. 그리고 γ-C2S 제조 실용화를 위해 천연 광물인 석회암 분말과 실리카 모래를 원료로 한 분말을 사용하여 다양한 소성온도에서 합성하였으며 그 결과 합성한 샘플의 γ-C2S의 순도는 77.6%로 나타났다.
디스플레이를 위한 반도체 절연막으로 적합한 SiOC 박막의 특성을 살펴보기 위해서 스퍼터를 이용한 SiOC 박막을 증착하고 전기적인 특성을 조사하였다. SiOC 박막의 절연성은 열처리 온도에 따라서도 달라졌으며, 100도에서 열처리한 박막의 두께는 증가하고 굴절률은 감소하였으며, XRD의 비정질 특성이 높아지고, 커패시턴스의 감소와 누설전류가 감소하는 특성이 관찰되었다. SiOC 박막의 누설전류 감소의 특성은 절연막으로서의 특성이 개선되고 있다는 것을 의미하며, 두께의 증가현상 또한 누설전류가 감소할 수 있는 조건을 잘 만들고 있었다. 분극의 감소에 의한 비정질의 특성은 SiOC박막을 구성하고 있는 원자 간의 배열이 불규칙적으로 변하고 원자 사이의 결합길이가 최대한 길어지면서 이루어졌기 때문이며, 따라서 두께가 증가하였다. 100도에서 열처리 한 박막에서 두께가 증가하였으며, 누설전류가 감소하였다. 스퍼터에 의한 SiOC 박막의 100도 온도에 의한 극적인 누설전류의 감소는 저온공정이 필수적인 디스플레이용 반도체소자에서 적합한 절연막 임을 확인할 수 있었다.
(Ba,Sr)TiO$_{4}$ (BST) thin films on Pt/Ti/SiO$_{2}$/Si substrates were deposited by a sol-gel method and the etch characteristics of BST thin films have been investigated as a function of gas mixing ratio. The maximum etch rate of the BST films was 440 $AA$/min under such conditions as: CF$_{4}$(CF$_{4}$+Ar) of 0.2, RF-power of 700 W, DC-bias voltage of -200 V, pressure of 15 mTorr and substrate temperature of 30 $^{circ}C$. The selectivities of BST to Pt, SiO$_{2}$ and PR were 0.38, 0.25 and 0.09, respectively. In the XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) analysis, Barium (Ba) and Strontium (Sr) component in BST thin films formed low volatile compounds such as BaFx, SrFx, which are forms by the chemical reaction with F atoms and is removed by Ar ion bombardment. Titanium (Ti) is removed by chemical reaction such as TiF with ease. The result of secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis confirmed the existence of the BaFx, SrFK, TiFx.
Inductively-coupled $N_2$O plasma was utilized to grow silicon dioxide at low temperature and applied to fabricate polycrystalline-silicon thin film transistors. At $400^{\circ}C$, the thickness of oxide was limited to 5nm and the oxide contained Si≡N and ≡Si-N-Si≡ bonds. The nitrogen incorporation improved breakdown field to 10MV/cm and reduced the interface charge density to $1.52$\times$10^{11}$$cm^2$ with negative charge. The $N_2$O plasma gate oxide enhanced the field effect mobility of polycrystalline thin film transistor, compared to $O_2$ plasma gate oxide, due to the reduced interface charge at the $Si/SiO_2$ interface and also due to the reduced trap density at Si grain boundaries by nitrogen passivation.
트렌지스터의 채널 길이가 줄어듦에 따라 절연층으로 쓰이는 $SiO_2$의 두께는 얇아져야 한다. 이에 따라 얇아진 절연층에서 터널링이 발생하여 누설전류가 증가하게 되어 소자의 오동작을 유발한다. 절연층에서의 터널링을 줄여주기 위해서는 High-K와 같은 유전율이 높은 물질을 이용하여 절연층의 두께를 높여주어야 한다. 최근에 각광 받고 있는 High-K의 대표적인 물질은 $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$등이 있다. $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$는 $SiO_2$보다 유전상 수는 높지만 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도와 같은 특성 면에서 $SiO_2$를 완전히 대체하기는 어려운 실정이다. 최근 연구에 따르면 기존의 High-K물질에 금속을 첨가한 금속산화물의 경우 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도의 특성이 향상되었다는 결과가 있다. 이 금속 산화물 중 $HfAlO_3$가 대표적이다. $HfAlO_3$는 유전상수 18.2, 밴드캡 에너지 6.5 eV, 재결정 온도 $900\;^{\circ}C$이고 열역학적 안전성이 개선되었다. 게이트 절연층으로 사용될 수 있는 $HfAlO_3$는 전극과 기판사이에 적층구조를 이루고 있어, 이방성 식각인 건식 식각에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 $BCl_3$/Ar 유도결합 플라즈마를 이용하여 $HfAlO_3$ 박막의 식각 특성을 알아보았다. RF Power 700 W, DC-bias -150 V, 공정압력 15 mTorr, 기판온도 $40\;^{\circ}C$를 기본 조건으로 하여, $BCl_3$/Ar 가스비율, RF Power, DC-bias 전압, 공정압력에 의한 식각율 조건과 마스크물질과의 선택비를 알아보았다. 플라즈마 분석은 Optical 이용하여 진행하였고, 식각 후 표면의 화학적 구조는 X-ray Photoelectron Spectroscoopy(XPS) 분석을 통하여 알아보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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