• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.04a
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• pp.27-29
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• 2009

본 연구에서는 Titanate Nanotube (TNT)를 LBL-SA (layer-by-layer self-assembling) method을 이용하여 전기변색 (electrochromism device, ECD) 소자에 적용하고자 하였다. TNT 분말은 10M NaOH와 $TiO_2$를 혼합한 후 autoclave에서 130$^{\circ}C$, 48시간 동안 수열합성하여 제조하였다. 주사전자현미경 (SEM)으로 TNT 분말의 형상을 관찰한 결과, 직경 20$\sim$30nm, 길이 500$\sim$600nm의 튜브 형상을 나타내었으며, X-선 회절시험 (XRD) 결과 층상구조로 확인되었다. 코팅 물질의 표면 전하를 이용한 LBL-SA method에 적용시키기 위해 수용액 중에서 TNT 입자 표면 전하를 TBAOH (tetrabutylammonium hydroxide)를 적정하여 제타 전위 값이 -40mV로 최대가 되도록 하였으며, 이때 pH 값은 9로 나타났다. 2전극 시스템을 이용하여 cycle voltammetry를 측정한 결과, -0.5$\sim$-1.5V 영역에서 산화환원전위 피크가 뚜렷하게 나타났으며, 짙은 갈색으로 변색되는 것을 확인하였다. 본 연구 결과로서 TNT 박막은 전기를 인가하였을 때 n-type 반도체 성질을 갖는 것으로 나타났으며, 앞으로 display 연구 분야에 적용할 수 있을 것으로 주목된다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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• v.28A no.10
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• pp.840-846
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• 1991

In case of the rapid thermal process by halogen lamps, an optical pyrometer is generally used to measure the temperature. It is, however, necessary to measure the temperature by the thermocouple when the process temperature is lower than 700$^{\circ}C$ and the correction of the temperature is required. Contact by the PdAg paste is commonly used out but in this case it is impossible to see the effect of surface states of the substrate, which is critical in the rapid thermal process. In this study, real temperature ramping speed of silicon substrates coveredwith various thin films such as SiO$_2$2, Si$_{3}N_{4}$, dopants, and conductive layers (Ti or Co) was investigated by a mechanical contact of the thermocouple. And the results were compared with the case in which the contact was made by the PdAg paste. Effect of process ambient was also studied. It was found that depending on the surface state, overshoot more than 100$^{\circ}C$ could occur. It was also found that in case of the substrate covered with conductive layers, mechanical contact might render the correct temperature.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.9
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• pp.811-823
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• 1997

차세대 반도체 배선분야에서, Cu박막은 현재의 AI을 대체할 물질로서 대두되고 있으며 CVD에 의한 선택적 증착은 Cu의 patterning과 관련하여 상당한 관심을 일으키고 있다. 본 연구에서는 (hfac)Cu(VTMS)의 유기원료를 사용하여, CVD공정변수, 운반기체, 표면 처리 공정에 따른 SiO$_{2}$, TiN, AI기판에 대한 선택성을조사하였다. 선택성은 저온(15$0^{\circ}C$), 저합(0.3Torr)에서 향상될 수 있었으며, 특히, HMDS in-situ-predosing공정에 의해 더욱 향상될 수 있었다. 모든 경우에 대해, H$_{2}$운반기체가 Ar 보다 짧은 incubation time과 높은 증착 속도가 얻어졌으며, Cu입자들의 크기가 작고 연결상태가 보다 양호하였다. 이는 H$_{2}$경우에 기판표면에 원료가 흡착되어 핵을 형성시키는 위치 (-OH)가 보다 많이 제공되기 때문으로 여겨진다. 이러한 미세구조의 차이는 H$_{2}$경우에 보다 낮은 비저항을 얻게 했다. HMDS in-situ predosing공정에 의한 Cu박막내 불순물 차이는 없었으며 뚜렷한 비저항의 차이도 나타나지 않았다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.17 no.2
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• pp.81-85
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• 2007

Embedded capacitor technology can improve electrical perfomance and reduce assembly cost compared with traditional discrete capacitor technology. To improve the capacitance density of the $Al_2O_3$ based embedded capacitor on Cu cladded fiber reinforced plastics (FR-4), the specific surface area of the $Al_2O_3$ thin films was enlarged and their surface morphologies were controlled by anodization process parameters. From I-V characteristics, it was found that breakdown voltage and leakage current were 23 V and $1{\times}10^{-6}A/cm^2$ at 3.3 V, respectively. We have also measured C-V characteristics of $Pt/Al_2O_3/Al/Ti$ structure on CU/FR4. The capacitance density was $300nF/cm^2$ and the dielectric loss was 0.04. This nano-porous $Al_2O_3$ is a good material candidate for the embedded capacitor application for electronic products.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.33 no.4
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• pp.1204-1208
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• 2012

A new photoelectrode composed of $Sb_6O_{13}$ nanoparticles with the size of 20-30 nm has been prepared via thermolysis of a colloidal antimony pentoxide tetrahydrate ($Sb_2O_5{\cdot}4H_2O$) suspension. The $Sb_6O_{13}$ electrode showed good semiconducting properties applicable to dye-sensitized solar cells (DSSCs); the energy band gap was estimated to be $3.05{\pm}0.5$ eV and the position of conduction band edge was close to those of $TiO_2$ and ZnO. The DSSC assembled with the $Sb_6O_{13}$ photoelectrode and a conventional ruthenium-dye (N719) exhibited the overall photo-current conversion efficiency of 0.74% ($V_{oc}$ = 0.76 V, $J_{sc}=1.99\;mAcm{-2}$, fill factor = 0.49) under AM 1.5, $100\;mWcm^{-2}$ illumination.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.115-115
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• 1999

GaN는 직접천이형 wide band gap(3.4eV) 반도체로서 청색/자외선 발광소자 및 고출력 전자장비등에의 응용성 때문에 폭넓게 연구되고 있다. 이러한 넓은 분야의 응용을 위해서는 열 적으로 안정된 Ohmic contact을 반드시 실현되어야 한다. n-type GaN의 경우에는 GaN계면에서의 N vacancy가 n-type carrier로 작용하기 때문에 Ti, Al, 같은 금속을 접합하여 nitride를 형성함에 의해서 낮은 접촉저항을 갖는 Ohmic contact을 하기가 쉽다. 그러나 p-type의 경우에는 일 함수가 크고 n-type와 다르게 nitride가 형성되지 않는 금속이 Ohmic contact을 할 가능성이 많다. 시료는 HF(HF:H2O=1:1)에서 10분간 초음파 세척을 한 후 깨끗한 물에 충분히 헹구었다. 그런 후에 고순도 Ar 가스로 건조시켰다. Pd와 Ni은 열적 증착법(thermal evaporation)을 사용하여 p-GaN에 상온에서 증착하였다. 현 연구에서는 열처리에 의한 Pd의 clustering을 줄이기 위해서 wetting이 좋은 Ni을 Pd 증착 전과 후에 삽입하였으며, monchromatic XPS(x-ray photoelectron spectroscopy) 와 SAM(scanning Auger microscopy)을 사용하여 열처리 전과 40$0^{\circ}C$, 52$0^{\circ}C$ 그리고 695$0^{\circ}C$에서 3분간 열처리 후의 온도에 따른 morphology 변화, 계면반응(interfacial reaction) 및 벤드 휨(band bending)을 비교 연구하였다. Nls core level peak를 사용한 band bending에서 Schottky barrier height는 Pd/Ni bi-layer 접합시 2.1eV를, Ni/Pd bi-layer의 경우에 2.01eV를 얻었으며, 이는 Pd와 Ni의 이상적인 Schottky barrier height 값 2.38eV, 2.35eV와 비교해 볼 때 매우 유사한 값임을 알 수 있다. 시료를 후열처리함에 의해 52$0^{\circ}C$까지는 barrier height는 큰 변화가 없으나, $650^{\circ}C$에서 3분 열처리 후에 0.36eV, 0.28eV 만큼 band가 더 ？을 알 수 있었다. Pd/Ni 및 Ni/Pd 접합시 $650^{\circ}C$까지 후 열 처리 과정에서 계면에서 matallic Ga은 온도에 비례하여 많은 양이 형성되어 표면으로 편석(segregation)되어지나, In-situ SAM을 이용한 depth profile을 통해서 Ni/Pd, Pd/Ni는 증착시 uniform하게 성장함을 알 수 있었으며, 후열처리 함에 의해서 점차적으로 morphology 의 변화가 일어나기 시작함을 볼 수 있었다. 이는 $650^{\circ}C$에서 열처리 한후의 ex-situ AFM을 통해서 재확인 할 수 있었다. 이상의 결과로부터 GaN에 Pd를 접합 시 심한 clustering이 형성되어 Ohoic contact에 문제가 있으나 Pd/Ni 혹은 Ni/Pd bi-layer를 사용함에 의해서 clustering의 크기를 줄일 수 있었다. Clustering의 크기는 Ni/Pd bi-layer의 경우가 작았으며, $650^{\circ}C$ 열처리 후에 barrier height는 Pd/Ni bi-layer의 경우에도 Ni의 영향을 받음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.49.2-49.2
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• 2009

투명전극은 디스플레이, 태양전지와 같은 광전자 소자에 필수적이며, 지금까지 개발된 재료 중에는 ITO가 가장 투명하면서 전기전도도가 높고 생산성도 좋기 때문에 투명전극의 재료로 사용하고 있다. ITO는 낮은 비저항(${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$) 과 높은 투과율 (~85 %), 상대적으로 넓은 밴드갭 에너지 (3.5 eV) 의특성과 같이 뛰어난 전기적 광학적 특성에 반해서 높은 원자재 가격, 불안정한 공급량 등으로 인한 문제점이꾸준히 제기되고 있다. 따라서 $In_2O_3$:Sn, ZnO:Al, ZnO:Ga, ZnO:F, ZnO:B, TiN 등과 같은 물질들로대체하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. ZnO는 ITO보다원자재의 수급이 원활하기 때문에 원가가 낮으며, 상대적으로 낮은 온도에서도 제작이 가능하다. 또한 화학적으로 안정적이므로 ZnO에 Al, Ga 등의 3족 원소를 도핑함으로써 낮은 비저항의 박막 제작이 가능하고, ITO 박막과 비교하여 etching이 쉬우며 기판과의 접착성이 좋으며, sputtering 공정시 plasma 분위기에서의 안정성이 뛰어나고 박막증착율이 높기 때문에 투명전극으로 적합한 재료이다. 본 연구에서는 cylindrical type의 Aldoping된 ZnO single target을 사용하여 박막 증착 압력의 변화를 주어 유리기판 위에 DC sputtering을 하였다. Fieldemission scanning electron microscope (FESEM)을 통해 ZnO:Al 박막의 표면의 형상과 두께를 확인하였으며, X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 박막의 결정학적 특성을 관찰하였다. 투명전극용 물질로서 ZnO:Al 박막의 적합성 여부를 확인하기 위하여 Van der Pauw 방법을 이용하여 박막의 비저항, 전자 이동도, 캐리어 농도를 측정하였으며, 박막의 기계적 성질 및 표면 접착성을 확인하기 위하여 nano-indentaion 분석을 하였다. 또한 UV-vis spectrophotometer를 이용하여 ZnO:Al 박막의 투과율을 분석하여 투명전극으로의 응용 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05c
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• pp.111-115
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• 2003

200nm 정도의 두께를 가진 SBT 박막이 liquid delivery MOCVD 공정에 의해 (111) oriented Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 증착되었다 이 실험에서는 $Sr(TMHD)_2$tetraglyme, $Bi(ph)_3$ 그리고 $Ta(O^iPr)_4$(TMHD)를 출발 물질로 사용하였다. Sr 출발 물질의 열적 안정화를 위해서 adduct로 tetraglyme를 사용하여 실험하였고 유기 용매로는 n-butyl acetate를 사용하였다 Substrate temperature와 reactor pressure는 각각 $570^{\circ}C$와 5Torr로 유지시켰다. 또한 vaporizer의 용도는 $190-200^{\circ}C$, 그리고 delivery line 의 온도는 vaporizer 보다 높게 유지 $(220-230^{\circ}C)$하여 출발 용액을 분당 0.1ml로 50분간 주입하였다. 수송가스로 Ar, 산화제로 $O_2$ 가스를 사용하였다. 제조한 SBT 박막은 $750^{\circ}C$에서 열처리한 후 인가전압 3V와 5V에서 $2P_r$값이 각각 6.47, $8.98{\mu}C/cm^2$이었으며, $2E_c$값은 인가전압 3V와 5V에서 각각 2.05, 2.31V이었다 그리고 $800^{\circ}C$에서는$750^{\circ}C$에서 열처리한 SBT 박막보다 다소 우수한 이력특성을 나타내어 $2P_r$ 값은 인가전압 3V와 5V에서 각각 7.59, $10.18{\mu}C/cm^2$ 이었으며, $2E_c$값은 인가 전압 3V와 5V에서 각각 2.00, 2.21V 이었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.1
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• pp.86-91
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• 1999

We have fabricated high-$\textrm{T}_c$ superconducting $\textrm{YBa}_{2}\textrm{Cu}_{3}\textrm{O}_{7-x}$(YBCO) grain boundary junctions at a step-edge on (001) $\textrm{SrTiO}_3$(STO) substrates. A diamond-like carbon (DLC) film grown by plasma enhanced chemical vapor deposition were used as an ion milling mask to make steps on the STO (100) single crystal and was removed by an oxygen reactive ion etch process. The c-axis oriented YBCO and TO thin films were deposited epitaxially on the STO substrate with a step-edge by pulsed laser deposition. The grain boundary junctions were formed at the top and the bottom of the step. The junctions worked at temperatures above 77 K, and had I\ulcornerR\ulcorner products of 7.5mV at 16K and 0.3 mV at 77K, respectively. The I-V characteristics of these junctions showed the shape of the two noisy resistively shunted junction model.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.119-120
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• 2011

Kawazoe는 1997년 p-type TOS를 만들기 위해서는 3가지가 충족되어야 한다고 언급한바 있다. 첫 번째, 가시광영역에서 투명하기 위해서 cation의 d10s0이 가득 차야 한다. 가득 차지 않은 d10 shell은 광 흡수가 가능하여 투과도를 떨어뜨린다. N-type을 예로 들어 ZnO, TiO, In2O3가 각각 Zn2+, Ti4+, In3+가 되어 d shell을 가득 차게 만드는 것을 볼 수 있다. 두 번째, cation d10s0 shell은 산소의 2p shell과 overlap 되어야 한다. 이 valence band는 홀 전도를 더욱 좋게 한다. 예를 들어 Cu1+(3d), Ag1+(4d)가 해당한다. 세 번째로, 양이온과 산소간의 공유결합을 강하게 하기 위해서 결정학적 구조는 매우 중요하다. Delafossite 구조는 산소가 pseudo-tetrahedral 구조로서 공유결합에 유리하다. 이러한 환경은 O2- (2p6)을 형성하고 홀의 이동도를 증가시킨다. 예를 들어 Cu2O의 경우 앞의 2가지를 만족시키지만 광학적 특성에서 좋지 않다. 그 이유가 3번째 언급한 결정학적인 요인에 있다. 결정 계의 환경은 Cu2O를 따라가면서 3차원적인 연결을 2차원적으로 변형된 delafossite 구조에서는 quantum well이 형성되어 band gap이 커진다. 본 연구에서는 전기적 이방성을 가지고 있는 delafossite CuCrO2 상에서 우선배향을 일으키는 인자 중 기판을 변화시켜 실험을 진행하였다. 결과적으로 기판변화를 통해 우선배향조절이 가능하였으며 CuCrO2 박막을 시켰으며, 결정방향에 따른 전기적 물성의 이방성에 관한 연구는 계속 진행 중에 있다. c-plane sapphire 기판위에는 [00l]로 성장하는 반면, c-plane STO 기판 위에는 [015] 방향으로 성장하는 것을 확인하였다. 이러한 원인은 기판과 증착되는 박막간의 mismatch를 최소화 하여 strain을 줄이고, 계면에서의 Broken boning 수를 줄여 계면에너지를 낮추는 방법이기 때문일 것으로 예상된다. C-plane sapphire 기판위에 증착될 경우 증착온도가 증가함에 따라 c-축으로의 성장이 온전해지며 이에 따라 캐리어농도의 감소와 모빌리티의 증가가 급격하게 변하는 것을 확인할 수 있다. 반면 c-plane STO 기판에서는 증착온도에 따른 박막의 배향변화가 없으며 전기적 물성 변화 또한 비교적 작은 것을 간접적으로 확인하였다.