• 한국표면공학회지
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• 제52권2호
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• pp.53-57
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• 2019

Stability and activity of boron doped diamond (BDD) electrode are key factors for water treatment. In this study, BDD electrodes were prepared on various substrates such as Nb, Si, Ti, and $TiN_x/Ti$ by hot filament chemical vapor deposition (HFCVD) method. BDD/Ti film showed the delamination between BDD and Ti substrate due to the formation of TiC layer caused by diffusion of carbon. On the other hand, $BDD/TiN_x/Ti$ showed remarkably improved stability, compared to BDD/Ti. It was confirmed that $TiN_x$ intermediate layer act as barrier layer for diffusion of carbon. High potential window of 2.8 eV was maintained on the $BDD/TiN_x/Ti$ electrode and, better wastewater treatment capability and longer electrode working life than BDD/Nb, BDD/Si and BDD/Ti were obtained.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.61-66
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• 2010

3차원 TSV 접합 시접합 두께 및 전, 후 추가 공정 처리가 Cu-Cu 열 압착 접합에 미치는 영향을 알아보기 위해 0.25, 0.5, 1.5, 3.0 um 두께로 Cu 박막을 제작한 후 접합 전 $300^{\circ}C$에서 15분간 $Ar+H_2$, 분위기에서 열처리 후 $300^{\circ}C$에서 30분 접합 후 후속 열처리 효과를 실시하여 계면접착에너지를 4점굽힘 시험법을 통해 평가하였다. FIB 이미지 확인 결과 Cu 두께에 상관없이 열 압착 접합이 잘 이루어져 있었다. 계면접착에너지 역시 두께에 상관없이 $4.34{\pm}0.17J/m^2$ 값을 얻었으며, 파괴된 계면을 분석 한 결과 $Ta/SiO_2$의 약한 계면에서 파괴가 일어났음을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.168-171
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• 2003

Bismuth layered structure, Cerium-substituted $Bi_4Ti_3O_{12}$ ($(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}$) thin films were prepared on the $Pt/TiO_2/SiO_2/Si$ substrates by the pulsed laser deposition method. We investigated the Ce-subsitituted effect on the grain orientation and ferroelectric properties. $Ce^{3+}$ ion substitution for $Bi^{3+}$ ion in perovskite layers of BTO decreased the deeree of c-axis orientation and increased the remanent polariation (2Pr). The structure and morphology of the films were characterized using X-ray diffraction and atomic force microscopy. The $(Bi,Ce)_4Ti_3O_{12}$ (BCT) thin films, which were annealed $700^{\circ}C\;and\;800^{\circ}C$ for 10min and 30min, showed a perovskite phase and dense microstructure. As the thickness of the BCT film was decresed that the ferroelectric properties of the BCT thin films were good.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.281-281
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• 2007

Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) technology has been used in electronic device for various functions. LTCC technology is to fire dielectric ceramic and a conductive electrode such as Ag or Cu thick film below the temperature of $900^{\circ}C$ simultaneously. The glass-ceramic has been widely used for LTCC materials due to its low sintering temperature, high mechanical properties and low dielectric constants. To obtain the high strength, addition of filler, the microstructure should have various crystals and low pores in a composite. In this study, two glass frits were mixed with different alumina size(0.5, 2, 3.7um) and sintered at the range of $850{\sim}950^{\circ}C$. The microstructure, crystal phases, thermal and mechanical properties of the composites were investigated using FE-SEM, XRD, TG-DTA, Dilatomer. When the particle size of $Al_2O_3$ filler increased, the starting temperatures for the densification of the sintered bodies, onset point of crystallization, peak crystallization temperature in the glass-ceramic composites decreased gradually. After sintered at $900^{\circ}C$, the glass frits were crystallized as $CaAl_2Si_2O_8\;and\;CaMgSi_2O_6$. The purpose of our study is to understand the relationship between the $Al_2O_3$ particle size and thermal properties in composites.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.311-311
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• 2016

최근 고성능 디스플레이 개발이 요구되면서 기존 비정질 실리콘(a-Si)을 대체할 산화물 반도체에 대한 연구 관심이 급증하고 있다. 여러 종류의 산화물 반도체 중 a-IGZO (amorphous indium-gallium-zinc oxide)가 높은 전계효과 이동도, 저온 공정, 넓은 밴드갭으로 인한 투명성 등의 장점을 가지며 가장 연구가 활발하게 보고되고 있다. 기존에는 SG(단일 게이트) TFT가 주로 제작 되었지만 본 연구에서는 DG(이중 게이트) 구조를 적용하여 고성능의 a-IGZO 기반 박막 트랜지스터(TFT)를 구현하였다. SG mode에서는 하나의 게이트가 채널 전체 영역을 제어하지만, double gate mode에서는 상, 하부 두 개의 게이트가 동시에 채널 영역을 제어하기 때문에 채널층의 형성이 빠르게 이루어지고, 이는 TFT 스위칭 속도를 향상시킨다. 또한, 상호 모듈레이션 효과로 인해 S.S(subthreshold swing)값이 낮아질 뿐만 아니라, 상(TG), 하부 게이트(BG) 절연막의 계면 산란 현상이 줄어들기 때문에 이동도가 향상되고 누설전류 감소 및 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Dual gate mode로 동작을 시키면, TG(BG)에는 일정한 positive(or negative)전압을 인가하면서 BG(TG)에 전압을 가해주게 된다. 이 때, 소자의 채널층은 depletion(or enhancement) mode로 동작하여 다른 전기적인 특성에는 영향을 미치지 않으면서 문턱 전압을 쉽게 조절 할 수 있는 장점도 있다. 제작된 소자는 p-type bulk silicon 위에 thermal SiO2 산화막이 100 nm 형성된 기판을 사용하였다. 표준 RCA 클리닝을 진행한 후 BG 형성을 위해 150 nm 두께의 ITO를 증착하고, BG 절연막으로 두께의 SiO2를 300 nm 증착하였다. 이 후, 채널층 형성을 위하여 50 nm 두께의 a-IGZO를 증착하였고, 소스/드레인(S/D) 전극은 BG와 동일한 조건으로 ITO 100 nm를 증착하였다. TG 절연막은 BG 절연막과 동일한 조건에서 SiO2를 50 nm 증착하였다. TG는 S/D 증착 조건과 동일한 조건에서, 150 nm 두께로 증착 하였다. 전극 물질과, 절연막 물질은 모두 RF magnetron sputter를 이용하여 증착되었고, 또한 모든 patterning 과정은 표준 photolithography, wet etching, lift-off 공정을 통하여 이루어졌다. 후속 열처리 공정으로 퍼니스에서 질소 가스 분위기, $300^{\circ}C$ 온도에서 30 분 동안 진행하였다. 결과적으로 $9.06cm2/V{\cdot}s$, 255.7 mV/dec, $1.8{\times}106$의 전계효과 이동도, S.S, on-off ratio값을 갖는 SG와 비교하여 double gate mode에서는 $51.3cm2/V{\cdot}s$, 110.7 mV/dec, $3.2{\times}108$의 값을 나타내며 훌륭한 전기적 특성을 보였고, dual gate mode에서는 약 5.22의 coupling ratio를 나타내었다. 따라서 산화물 반도체 a-IGZO TFT의 이중게이트 구조는 우수한 전기적 특성을 나타내며 차세대 디스플레이 시장에서 훌륭한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.681-682
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• 2013

전기는 우리 주변의 에너지 형태 중에서 가장 편리하고 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전기는 전자제품, 전기자동차, 에너지 저장 플랜트 등 매우 많은 분야에서 저장되고 사용되고 있다. 특히 에너지 저장 용량의 확대는 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 IT 기기의 성장에 결정적인 역할을 하였다. 가볍고 작으면서도 고용량의 전기 에너지 저장 장치가 없었다면, 통신이나 인터넷 그리고 오락 등 다양한 기능을 작은 휴대용 기기에 구현할 수 없었을 것이다. 그러나 시간이 흐를수록 기기의 요구 성능이 높아지고 소비자의 니즈가 더욱더 다양해지고 고도화될수록 단일 부품으로 가장 큰 부피를 차지하는 에너지 저장 장치의 용량과 디자인은 점점 중요해지고 있다. 이러한 에너지 저장 장치에서 가장 친숙한 형태는 2차 전지 계열이다. 납 축전지를 비롯하여, 니켈수소, 니켈카드뮴, electrochemical capacitor와 Li ion 계열 등이 대표적이다. 특히 Li ion 배터리는 모바일, 자동차 및 에너지 저장 그리드 등과 같은 다양한 분야에 가장 많이 적용되고있다. Li ion 배터리에 대하여 현재의 핵심적인 연구분야는 전극 재료(cathode, anode)와 electrolyte에 대한 것이다. Anode 전극 재료 중에서 가장 많이 사용되는 재료는 카본을 기반으로 하는 재료로 안정성에 대한 장점이 있지만 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 에너지 저장 용량 증가에 대한 필요성이 증가하기 때문에 현재 많이 사용되고 있는 에너지 밀도가 낮은 카본 재료를 대체하기 위해서 이론 용량이 높다고 알려진 실리콘과 같은 메탈이나 주석 산화물과 같은 천이 금속 산화물에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 현재까지 알려진 많은 재료 중에서 가장 큰 capacity (~4,000 mAh/g)를 가지고 있다고 알려진 실리콘이 카본의 대체 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, Li 과 반응을 하며 약 300~400%에 달하는 부피팽창이 발생하고, 이러한 부피 팽창 때문에 충 방전이 진행됨에 따라 current collector로부터 박리되는 현상을 보여 빠른 용량 감소를 보여주고 있다. 본 연구에서는 adhesion layer를 current collector와 실리콘 전극 재료 사이에 삽입하여 충 방전 시 부피팽창에 의한 미세구조의 변화와 electrochemical 특성에 대한 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 anode 전극은 상용 Cu foil current collector에 RF/DC magnetron 스퍼터링을 통해 다양한 종류(Ti, Ta 등)의 adhesion layer과 200 nm 두께의 Si 박막을 증착하였다. 또한 Bio-logic Potentiostat/ Galvanostat VMP3 와 WanAtech automatic battery cycler 장비를 사용하여 0.2 C-rate로 half-cell 타입의 코인 셀로 조립한 전극에 대한 충 방전 실험을 진행하였다. Adhesion layer의 사용으로 인해 실리콘 박막과 Cu current collector 사이의 박리 현상을 줄여줄 수 있었고, 충 방전 시 Cu 원자의 실리콘 박막으로의 확산을 통한 brittle한 Cu-Si alloy 형성을 막아 줄 수 있어 큰 특성 향상을 확인할 수 있었다. 또한, 리튬과 실리콘의 반응을 통한 형태와 미세구조 변화를 SEM, TEM 등의 다양한 장비를 사용하여 확인하였고, 이를 통해 adhesion layer의 사용이 전극의 특성향상에 큰 영향을 끼쳤다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제34권4호
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• pp.109-116
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• 2024

β-Ga₂O₃는 4.9 eV의 넓은 밴드갭과 8 MV/cm의 높은 항복전압으로 전력 소자 응용 분야에서 많은 관심을 받고 있는 대표적인 UWBG(Ultra-wide Band-gap) 반도체이다. 또한 용액 성장이 가능하기 때문에 SiC, GaN에 비해 성장 속도가 빠르고 생산 비용이 저렴하다는 장점이 있다[1,2]. 본 연구에서는 EFG(Edge-defined Film-fed Growth) 법을 통해 Si 도핑 된 β-Ga₂O₃ 단결정을 성장시키는 데에 성공하였다. 성장 방향과 성장 주 면은 각각 [010] / (001)로 설정하였으며 성장속도는 7~20 mm/h이다. 성장시킨 β-Ga₂O₃ 단결정은 다양한 결정 면 방향(001, 100, ${\bar{2}}01$)과 off-angle(1^o, 3^o, 4^o)에 따라 절단하여 표면 가공을 진행하였고, 가공 후 HVPE(Halide vapor phase epitaxy) 법을 이용해 epi-ready 기판 위에 homoepitaxial 층을 성장시켰다. 가공 후의 샘플과 epi-layer를 성장시킨 샘플을 XRD, AFM, OM, Etching 등의 분석을 통해 결정면과 off-angle에 따른 표면 특성을 비교하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제40권4호
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• pp.13-22
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• 2020

As the supply of photovoltaic (PV) increases worldwide, the cumulative installations in 2018 were 7.9 and 560 GW in Korea and the world, respectively. Typically, when the ground on commercial PV modules is installed, the area is limited; hence, new designs of PV modules are required to install additional PVs. Among the new design of PV modules, lightweight PV modules can be utilized in PV systems, such as buildings, farmlands, and floating PV. Concerning the investigation of lightweight PV modules, several studies on materials for replacing low-iron tempered glass, which comprises approximately 65% of the PV module weight, have been conducted. However, materials that are used as substitutes for glass should possess similar lightweight properties and reliability as glass. In this study, experimental tests were performed to evaluate the applicability of ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) film with excellent resistance to water and aging as a front material of PV modules. The transmittance and ultraviolet properties of the ETFE film were determined and compared with those of glass. A 1-cell module and laboratory-scale 24-cell module were manufactured using the ETFE film and glass, and the electrical output was measured and analyzed. Furthermore, damp heat and thermal cycle tests were conducted to evaluate the reliability of the ETFE film module. Based on the experimental results, the electrical output and reliability of the ETFE film module were similar to those of the glass module, and the ETFE film could be used as the front material of PV modules.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권4호
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• pp.475-479
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• 2004

$TiO_2$ thin films were grown on Si (100) substrates by atomic layer deposition using $[Ti(OPr^i )_2(dmae)_2]$ and water as precursors. The thickness, chemical composition, crystalline structure, and morphology of the deposited films were investigated by transmission electron microscopy, UV spectrometry, X-ray photoelectron pectroscopy, X-ray diffraction, and atomic force microscopy. The results show that $TiO_2$ ALD using $[Ti(OPr^i )_2(dmae)_2]$ as a precursor is self-controlled at temperatures of 100-300$^{\circ}C$. At the growth temperatures below 300$^{\circ}C$, the surface morphology of the $TiO_2$ films is smooth and uniform. The $TiO_2$ film was grown with a preferred orientation toward the [101] direction at 400$^{\circ}C$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.318.1-318.1
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• 2016

Hafnium Oxide (HfOx) has been attracted as a promising gate dielectric for replacing SiO2 in gate stack applications. In this paper, Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) capacitor with solution processed HfO2 high-k material as a dielectric were fabricated. The solvent using $HfOCl2{\cdot}8H2O$ dissolve in 2-Methoxy ethanol was prepared at 0.3M. The HfOx layers were deposited on p-type silicon substrate by spin-coating at $250^{\circ}C$ for 5 minutes on a hot plate and repeated the same cycle for 5 times, followed by annealing process at 350, 450 and $550^{\circ}C$ for 2 hours. When the annealing temperature was increased from 350 to $550^{\circ}C$, capacitance value was increased from 337 to 367 pF. That was resulted from the higher temperature of HfOx which have more crystallization phase, therefore dielectric constant (k) was increased from 11 to 12. It leads to the formation of dense HfOx film and improve the ability of the insulator layer. We confirm that HfOx layer have a good performance for dielectric layer in MOS capacitors.