• 제목/요약/키워드: Thin-film deposition

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원자층 증착법과 스퍼터링을 이용한 고체산화물 연료전지용 YSZ 전해질에 관한 연구 (Comparison of Yittria Stabilized Zirconia Electrolytes(YSZ) for Thin Film Solid Oxide Fuel Cell by Atomic Layer Deposition and Sputtering)

  • 탄비르 와카스하산;하승범;지상훈;차석원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.84.2-84.2
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    • 2011
  • In this research, two thin film deposition techniques, Atomic Layer Deposition and Sputtering are carried out for the fabrication of Yittria Stabilized Zirconia electrolyte for thin film Solid Oxide Fuel Cell. Zirconium to Yittrium ratio for both cases is about 1/8. Scanning Electron Microscope(SEM) image shows that the growth rate per hour for Atomic Layer Deposition is faster than for sputtering. X-ray Photo-electron Spectroscopy(XPS) shows that the peaks of both Zirconia and Yittria shift towards higher bending energy for the case of Atomic Layer deposition and thus are more strongly attached to the substrate. Later, Nyquist plot was used to compare the conductivity of Yittria Stabilized Electrolyte for both cases. The conductivity at $300^{\circ}C$ for Atomic Layer Deposited Yittria Stabilized Zirconia is found to be $5{\times}10^{-4}S/cm$ while that for sputtered Yittria Stabilized Zirconia is $2{\times}10^{-5}S/cm$ at the same temperature. The reason for better performance for Atomic Layered YSZ is believed to be the Nano-structured layer fabrication that aids in along the plane conduction as compared to the columnarly structured Sputtered YSZ.

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Aerosol Deposition 법을 이용한 광촉매 $TiO_2$ 박막 제조 (Fabrication of Photocatalytic $TiO_2$ Thin Film Using Aerosol Deposition Method)

  • 최병규;민석홍;김종오;강경태;최원열
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.55-59
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    • 2004
  • 본 논문은 광 활성도가 가장 좋은 아나타제(anatase)상의 광촉매 $TiO_2$분말을 상온에서 aerosol deposition 법을 사용하여 박막을 제조하였다. 이런 제조 방법은 aerosol 분말을 초음속으로 분사하여 기판에 증착시키는 방법으로, 저온에서 박막증착이 가능하여 thermal stress를 줄일 수 있고, 공정 단가를 낮출 수 있다는 장점이 있다. 박막 제조시 aerosol bath의 압력은 500 torr이고, chamber의 압력은 0.4 torr 였다. 이런 압력차는 $0.4 mm{\times}10 mm$의 크기의 노즐을 통해 $TiO_2$ 나노 분말을 초음속으로 가속하여 기판에 증착시켰다. 박막 제조를 위해 사용한 기판은 수질정화에 응용하기 위해 직경 50 mm인 원판 SUS mesh를 사용하였다. $TiO_2$ 분말의 고른 분포를 위해 $TiO_2$ 분말에 함유되어 있는 수분을 제거하고 이차 입자의 생성을 억제하기 위해서 알코올 bath 속에서 90분간 초음파 세척을 한 후 건조하였다. SUS mesh 위에 증착되어 있는 $TiO_2$ 박막의 입자크기를 알아보기 위해 주사 현미경(SEM)으로 분석하였으며, $1 {\mu}m$정도의 입자 크기를 관찰 할 수 있었다. X-ray diffraction (XRD) 분석 결과 aerosol deposition 후에도 분말의 anatase상은 그대로 유지되었으며, 이런 결과는 광촉매 작용을 이용한 수처리용 필터로 활용이 가능하다.

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BST Thin Film Multi-Layer Capacitors

  • Choi, Woo Sung;Kang, Min-Gyu;Ju, Byeong-Kwon;Yoon, Seok-Jin;Kang, Chong-Yun
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.319-319
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    • 2013
  • Even though the fabrication methods of metal oxide based thin film capacitor have been well established such as RF sputtering, Sol-gel, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), ion beam assisted deposition (IBAD) and pulsed laser deposition (PLD), an applicable capacitor of printed circuit board (PCB) has not realized yet by these methods. Barium Strontium Titanate (BST) and other high-k ceramic oxides are important materials used in integrated passive devices, multi-chip modules (MCM), high-density interconnect, and chip-scale packaging. Thin film multi-layer technology is strongly demanded for having high capacitance (120 nF/$mm^2$). In this study, we suggest novel multi-layer thin film capacitor design and fabrication technology utilized by plasma assisted deposition and photolithography processes. Ba0.6Sr0.4TiO3 (BST) was used for the dielectric material since it has high dielectric constant and low dielectric loss. 5-layered BST and Pt thin films with multi-layer sandwich structures were formed on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrate by RF-magnetron sputtering and DC-sputtering. Pt electrodes and BST layers were patterned to reveal internal electrodes by photolithography. SiO2 passivation layer was deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD). The passivation layer plays an important role to prevent short connection between the electrodes. It was patterned to create holes for the connection between internal electrodes and external electrodes by reactive-ion etching (RIE). External contact pads were formed by Pt electrodes. The microstructure and dielectric characteristics of the capacitors were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and impedance analyzer, respectively. In conclusion, the 0402 sized thin film multi-layer capacitors have been demonstrated, which have capacitance of 10 nF. They are expected to be used for decoupling purpose and have been fabricated with high yield.

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하이브리드 타입 패럴린의 박막 특성 연구 (Study on the Characteristics of the Hybrid Parylene Thin Films)

  • 차국찬;이지연;정성희;송점식;이석민
    • Elastomers and Composites
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    • 제45권4호
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    • pp.298-308
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    • 2010
  • 패럴린 박막의 기계적 성질과 표면 특성을 개선하기 위해 Xylydene계 다이머(DPX-C, DPX-D, DPX-N)를 사용하여 각각의 다이머에 대한 증착 조건과 투입량에 따른 박막의 두께를 조절함으로써 단일 패럴린-C, D, N 박막과 두 가지 타입이 혼합된 하이브리드 타입의 화학적, 물리적 패럴린 박막을 제조하였다. 패럴린 증착은 화학기상증착법(chemical vapor deposition: CVD)을 이용하였으며, 열분석을 통해 단일 박막과 하이브리드 타입의 박막에 대한 열적 특성을 비교 분석하였다. 인장 강도와 신장율 그리고 인열력 시험을 통해 박막에 대한 기계적 물성을 알아보았으며, 접촉각과 표면 에너지를 측정하여 박막에 대한 표면 특성을 관찰하였다. 두 가지 타입이 혼합된 하이브리드 타입의 화학적 패럴린 박막은 서로 다른 다이머의 장단점을 상호 보완시켜 줄 수 있으며, 물리적 패럴린 박막은 기재에 코팅되는 면과 반대 면의 박막 특성을 자유롭게 조절할 수 있다.

Effects of Deposition Temperature and Annealing Process on PZT Thin Films Prepared by Pulsed Laser Deposition

  • Kim, Min-Chul;Choi, Ji-Won;Kang, Chong-Yun;Yoon, Seok-Jin;Kim, Hyun-Jai;Yoon, Ki-Hyun
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제3권1호
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    • pp.14-17
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    • 2002
  • The effects of substrate temperatures and annealing temperatures on the microstructures and ferroelectric properties of PbZ $r_{0.52}$ $Ti_{0.48}$ $O_3$(PZT) thin fims prepared by pulsed laser deposition (PLD) were investigated. For this purpose, the PZT films were deposited at various substrate temperatures (400~$600^{\circ}C$) with post annealing process in oxygen atmosphere. The single perovskite phase was formed at the deposition temperature of 500 to 55$0^{\circ}C$ without post annealing and the PZT films deposited below 50$0^{\circ}C$ formed the single phase with post annealing at $650^{\circ}C$. The grain size of the films increased and the grain boundary of the films was clearly defined as the substrate temperature increased from 400 to 55$0^{\circ}C$. The remnant polarization (Pr) and the coercive field (Ec) of the films deposited at 55$0^{\circ}C$ and annealed at $650^{\circ}C$ were 34.3 $\mu$C/c $m^2$and 60.2 kV/cm, respectively.y.y.

근적외선 반사 박막 특성 연구 (Study on characteristics of thin films for reflection of near infrared light)

  • 정연길;박현식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.4121-4124
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    • 2015
  • 에너지 절감 유리창에서는 근적외선 차단 기능이 요구되고 있다. 본 연구에서는 근적외선 반사를 위한 광학 박막의 설계, 제작 및 광학적 특성이 연구 되었다. 광학 박막은 저굴절률막과 고굴절률막의 적층 박막 구조로 설계하였다. 설계구조에 따라 RF 스퍼터링 방법을 이용한 $SiO_2$$TiO_2$ 박막의 증착 실험이 수행되었고 파워에 따른 증착 조건 파라미터에 따라서 제작된 스퍼터링 박막의 특성이 분광타원기, 원자현미경, 분광기로 분석되었다. 적층박막 구조의 설계는 $SiO_2$$TiO_2$의 고굴절률 박막/저굴절률 박막/고굴절률 박막의 적층 구조로서 근적외선 차단 다층막이 설계되었고 시뮬레이션 되었다. 시뮬레이션 결과 파장대역 930nm에서 1682nm의 범위에서 반사율30%이상이 관찰되었다. 시뮬레이션 결과를 토대로 제작된 삼층 구조의 박막은 파장 대역이 930nm에서 1525nm범위 대역에서 반값 전폭의 반사율 33%이상을 구현할 수 있었다.

원자층 제어 PLD를 이용한 산화물 자성 박막 연구의 동향 (Research Trend of Oxide Magnetic Films with Atomically Controlled Pulsed Laser Deposition)

  • 김봉주;김복기
    • 한국자기학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.147-156
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    • 2012
  • 최근 들어 박막의 원자층 두께를 정밀하게 제어하는 여러 가지 박막 성장 방법에 관한 관심이 높다. 그 중에서 원자층 두께를 조절할 수 있는 PLD 방법은 매우 폭넓은 관심을 받고 있다. 우리는 기존의 PLD 방법과 Reflection high energy electron diffraction(RHEED)을 이용하여 원자층 제어 PLD 방법을 구현하였다. 이러한 방법을 이용하여 산화물에서의 원자층 두께를 정밀하게 제어하는 방법에 관한 실험을 수행하였다. 이와 같은 실험방법이 가지는 다양한 조건을 제어하여 최소한의 결함을 가지고 결정의 화학적 조성에 근접하는 고품질의 박막을 구축하여 이를 바탕으로 다양한 실험을 수행하였다. 본 논문에서는 최근 이러한 박막을 이용한 우리의 실험결과와 타 그룹의 실험 동향을 정리하여 보았다.

Neutral Beam assisted Chemical Vapor Deposition at Low Temperature for n-type Doped nano-crystalline silicon Thin Film

  • 장진녕;이동혁;소현욱;유석재;이봉주;홍문표
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.52-52
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    • 2011
  • A novel deposition process for n-type nanocrystalline silicon (n-type nc-Si) thin films at room temperature has been developed by adopting the neutral beam assisted chemical vapor deposition (NBa-CVD). During formation of n-type nc-Si thin film by the NBa-CVD process with silicon reflector electrode at room temperature, the energetic particles could induce enhance doping efficiency and crystalline phase in polymorphous-Si thin films without additional heating on substrate; The dark conductivity and substrate temperature of P-doped polymorphous~nano crystalline silicon thin films increased with increasing the reflector bias. The NB energy heating substrate(but lower than $80^{\circ}C$ and increase doping efficiency. This low temperature processed doped nano-crystalline can address key problem in applications from flexible display backplane thin film transistor to flexible solar cell.

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분무증착에서 균일 박막형성을 위한 전산모사 (Numerical Simulation for Generation of Homogeneous Thin-Film in Spray Deposition)

  • 정흥철;고선미;최경민;김덕줄
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2702-2707
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    • 2007
  • The purpose of this study is to calculate the behavior of molecules for the generation of homogeneous thin-films in the process of spray deposition. The calculation system was composed of a suface molecular region and droplet molecular region. The thin-film was generated when droplet molecules fell to surface molecules. Lennard-Jones potential had been used as intermolecular potential, and only attraction 때 d repulsion had been used for the behavior of the droplet on the solid surface. As results, the behavior of the droplet was so much influenced by the surface temperature in the spray deposition process. High temperature of surface has higher porosity and larger spread area. It was found that simulation results generally agreed well with previous the experimental results. This simulation result will be the foundation for the deposition processes of industry.

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Chemical Solution Deposition of PZT/Oxide Electrode Thin Film Capacitors and Their Micro-patterning by using SAM

  • Suzuki, Hisao
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.II
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    • pp.907-912
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    • 2005
  • Micro-patterns of $Pb(Zr_{0.53}Ti_{0.47})O_3$, PZT, thin films with a MPB composition were deposited on $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate from molecular-designed PZT precursor solution by using self-assembledmonolayer(SAM) as a template. This method includes deposition of SAM followed by the optical etching by exposing the SAM to the UV-light, leading to the patterned SAM as a selective deposition template. The pattern of SAM was formed by irradiating UV-light to the SAM on a substrate and/or patterned PZT thin film through a metal mask for the selective deposition of patterned PZT or lanthanum nickel oxide (LNO) precursor films from alkoxide-based precursor solutions. As a result, patterned ferroelectric PZT and PZT/LNO thin film capacitors with good electrical properties in micrometer size could be successfully deposited.

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