• 한국자기학회지
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• 제19권3호
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• pp.94-99
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• 2009

Pulsed Laser Deposition 방법으로 합성된 $La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ 박막의 물리적 특성을 증착 조건에 따라 조사하였다. 기존에 알려진 바와는 매우 달리 매우 낮은 산소 분압 ($1.0{\times}10^{-5}$, $1.0{\times}10^{-6}Torr$)에서도 큐리 온도가 높은 박막의 합성이 이루어졌으며 이는 박막의 합성 과정에서 쳄버 내부의 산소 분압보다는 플라즈마 plume의 모양과 그 내부 물질들의 운동에너지가 박막의 질을 결정하는 매우 중요한 요소임을 의미한다. 이러한 양질 박막의 합성 증착 조건을 이용하여 $La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ 을 Nb가 도핑된 $SrTiO_3$ 기판위에 증착함으로써 p-n 접합을 제작하였으며 이의 전류-전압곡선이 정류 특성을 보였고 그 모양은 자기장에 의해 바뀔 수 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.78.1-78.1
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• 2012

비 휘발성 저항 메모리소자인 resistance random access memory (ReRAM)는 빠른 동작특성과 저 전압 특성을 나타내고 비교적 간단한 소자구조로 고집적화에 유리하여 기존의 DRAM과 flash 메모리, SRAM 등이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 를 기반으로 하는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) 박막은 저온에서 대면적 증착이 가능하며 다른 비정질 재료에 비해 높은 전하 이동도를 갖기 때문에 박막트랜지스터 적용 시 우수한 전기적 특성을 나타낸다. 또한 빠른 동작특성과 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 본 연구에서는 MOM(metal/oxide/metal) 구조를 기반한 TiN/a-IGZO/ITO 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. IGZO 박막은 radio frequency (RF) sputter 를 이용하여 ITO/glass 기판 위에 증착하였다. MOM 구조를 위한 상부 TiN 전극은 e-beam evaporation 을 이용하여 증착하였다. 제작된 저항 메모리소자는 안정적인 unipolar resistive switching 특성을 나타내었으며, TiN 상부전극과 IGZO 계면 간의 Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석을 통해 전압 인가 후 전극 금속 물질의 박막 내 삽입으로 인한 금속 필라멘트의 형성을 관찰 할 수 있었다. 합성된 박막의 형태와 결정성은 Scanning electron microscope (SEM)와 X-ray Diffraction (XRD)을 통해 평가 하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145 를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• 한국진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.333-340
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• 1996

Cu 확산방지막으로서의 Tin의 특성을 면저항 특정, X선 회절 분석, SEM, AES, capacitance-voltage(C-V) 측정에 의하여 평가하고, Cu의 확산을 민감하게 알아내는 정도를 특성 평가 방법간에 비교하였다. 여러 가지 증착방법에 의하여 Cu/TiN/Ti/SiO2/Si 구조의 다층 박막시편을 제작하였으며, 이 시편을 10% H2/90% Ar분위기, 열처리 온도 500~$800{\circ}C$ 범위에서 2시간 동안 열처리하였다. TiN의 Cu 확산방지 효과가 소멸된 경우 Cu 박막 표면에서 불규칙한 모양의 spot을 관찰할 수 있었으며 outdiffusion된 Si를 검출할 수 있었다. MOS capacitor의 C-V 특성은 열처리 온도에 따라 급격하게 변화하였다. C-V 측정에서 inversion capacitance는 열처리 온도 500~$700^{\circ}C$범위에서 열처리 온도가 높아질수록 감소하다가 $800^{\circ}C$에서 크게 증가하였으며, 이러한 특성의 변화는 TiN을 통해서 $SiO_2$와 Si내로 확산된 Cu에 의하여 발생되는 것으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.166.2-166.2
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• 2016

최근 생산 장비의 발달로 인해 절삭공구, 전기전자 부품, 항공 및 자동차 부품 생산에 필요한 생산 장비의 수명연장, 고속 절단 및 고성능화가 중요시 되면서 우수한 내구성, 내마모성 및 고온 안정성을 갖는 기계부품 및 공구를 요구하게 되었다. 내마모성을 가지는 표면을 얻기 위해서는 TiN, TiC, AlN, Al2O3, CrN, ZrO2와 같은 경도 높은 물질을 증착하여 특성을 개선시키는 방법이 있다. 특히 AlN은 비교적 우수한 경도와 고온 안정성을 가지고 있어, 생산 장비의 고속 절단 및 반복되는 정밀 작업으로 인한 열충격과 마모를 완화시키는 역할을 하는 코팅재로 사용하기 적합하다. 본 실험에서는 RF-magnetron sputtering 방법을 이용하여 AlN 박막을 파워 150W, 질소가스 분압비에 따라 25%, 50%, 75%, 100%의 조건으로 금속기판 위에 증착하였다. 금속 기판 위에 제작된 AlN막은 XRD (X-ray Diffraction)을 사용하여 배향성을 확인하였고, HM-220 (Micro-vickers hardness tester)을 사용하여 AlN박막의 경도를 측정하였으며, SEM (Scanning Electron Microscope), AFM (Atomic Force Microscope)을 이용하여 표면의 구조와 거칠기를 측정하였다. 이 실험을 통하여 우수한 물성과, 치밀한 조직의 AlN박막이 고속 절삭 공구, 유공압 실린더, 베어링과 같은 금속부품의 코팅소재로 적용가능 할 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.161-161
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• 2012

질화티타늄(Titanium Nitride, TiN)은 화학적 안정성이 우수하고, N/Ti 원소 비율에 따라 열전도성 및 전기전도성이 변화하는 특성을 가지고 있어서 Metal Insulator Silicon (MIS) 나 Metal Insulator Metal (MIM) capacitor의 metal electrode 물질로 적용되고 있다. $TiCl_4$와 $NH_3$ gas를 이용하여 $500^{\circ}C$ 이상의 고온 조건에서 Chemical Vapor Deposition (CVD) 법으로 TiN 박막을 증착하는 방식이 가장 널리 사용되고 있으나, TiN 박막 내의 Chlorine (Cl) 원소가 SiO2 두께와 누설전류 밀도를 증가시키는 요인으로 작용하므로 Cl의 거동 및 함량 제어를 통한 전기적인 특성의 향상 평가가 요구되고 있다[1-3]. 본 실험에서는 $SiO_2$ 위에 TiN을 적층 한 구조에서 magnetic sector type의 Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)를 이용하여 Cl 원소의 검출도 개선 방법을 연구하였다. 일반적인 $Cs^+$ 이온을 이용하여 $Cl^-$ 이온을 검출할 경우에는 TiN 하부에 $SiO_2$가 존재함에 따른 charging effect와 mass interference가 발생되는 문제점이 관찰되었다. 이를 개선하기 위해 Cl과 Cs 원소가 결합된 $ClCs^+$ cluster ion을 검출하는 방법을 시도하였으나, Cl- 이온 검출 방식에 비해 오히려 낮은 검출도를 나타내었으나 Cl 원소가 속하는 halogen 족 원소의 높은 전자 친화도 특성을 이용한 $ClCs_2^+$ cluster ion을 검출하는 방법[4]을 적용한 경우에는 $ClCs^+$ 방식에 비해 검출도가 3order 개선되는 결과를 확보하였으며, 이 결과를 토대로 Cl dose ($atoms/cm^2$) 와 Rs (ohm/sq) 간의 상관 관계에 대해 고찰하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.31-31
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• 2008

고주파 잡음 발생과 고집적화 문제 해결을 위해 고용량 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 초고주파 환경에서 고용량 기판 내장형 디커플링 캐패시터로의 응용을 위해 $BaTiO_3$박막을 에어로졸 데포지션 법을 이용하여 12~0.2 ${\mu}m$의 두께로 제조하였고 그 유전특성을 조사하였다. 그결과, 1 MHz에서 permittivity가 70, loss tangent은 3% 이하였으며, capacitance density는 $1{\mu}m$의 두께에서 59 nF/$cm^2$이었다. 하지만, 박막의 두께가 $1{\mu}m$ 이하에서는 XRD를 통해 결정성이 확인 되었음에도 큰 누설전류로 인해 유전특성을 확인할 수 없었다. 이 누설전류의 발생 원인을 조사하기 위해 $BaTiO_3$박막의 표면의 미세구조를 SEM으로 관찰한 결과 여러 결함들이 확인되었으며, 또한 전극 직경의 크기를 1.5 mm에서 0.33 mm로 작게 변화시킴으로서 그 유전특성을 조사하여 박막의 불균일성과 박막화의 가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권5호
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• pp.377-382
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• 1998

Ti[N ($C_{2}$$H_{5}$ $CH_{3}$)$_{2}$]$_{4}$ [tetrakis(ethylmethylammino)titanium.TEMAT]와 $NH_{3}$를 반응가스로 하여 각각 펄스(pulse) 형태로 시분할 주입되는 새로운 박막 증착방법(이하 Cycle-CVD라 함)을 이용하여 TiN박막이 $SiO_2$.기판위에 증착되었다.Cycle-CVD에서 반을로 내로 주입되는 반응가스와 Ar가스는 TEAM 펄스, Ar 펄스,$NH_{3}$펄스, Ar 펄스의 순서로 시분할주입되었고, 이렇게 차례대로 주입되는 4개의 펄스를 하나의 cycle로 규정하고, Cycle-CVD는 이러한 cycle이 연속하여 반복적으로 주입되도록 설계되었다. 기판온도가 $170^{\circ}C$-$210^{\circ}C$에서는 atomic layer deposition(ALD)특성을 보였고, $200^{\circ}C$에서 충분한 반응가스의 펄스시간 후에 cycle당 증착된 박막의 두께가 0.6nm/cycle로 포화되는 양상을 보여주었는데, 이는 cycle당 증착된 TiN 박막의 두께가 1.6 monolayer(ML)/cycle에 해당된다. 이와 같이 반등가스의 흡착을 이용ㅇ하여 TiN이 제한된 표면반응만에 의하여 ALD 기구에 의해 증착이 이루어지므로 TiN 박막의 두께는 단지 cycle 횟수만으로 정확하게 제어할 수 있었고, 우수한 step coverage 특성을 얻었다. 또한 반응가스간의 기상반응을 방지함으로써 입자의 발생을 억제할 수 있었고, 상대적으로 낮은 온도임에도 불구하고 4at% 이하의 낮은 탄소함량을 갖는 양호한 특성을 보여주었다.

• 한국재료학회지
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• 제5권7호
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• pp.816-819
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• 1995

저압 유기금속 화학 증탁법에 의하여 Pt/Ti/SiO$_2$/Si 기판위에 (Ba$_{1-x}$ , Sr$_{x}$)TiO/$_3$박막이 제조 되었다. 제조된 BST 박막의 결정화도는 증착온도가 증가함에 따라 (100)방향으로 우선 성장하였다. 90$0^{\circ}C$에서 증착한 BST 박막은 100kHz의 주파수에서 유전상수가 365, 유전손실이 0.052를 나타내었다. 인가전계에 따라 축전용량의 변화가 작은 상유전 특성을 보였으며 0.2MV/cm인가 전계에서 축적 전하 밀도(charge storage density)는 60fC/$\mu\textrm{m}$$^2$을, 0.15MV/cm인가 전계 영역에서 누설 전류밀도(leakage current density)는 20nA/$\textrm{cm}^2$을 나타냈다.냈다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.35-35
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• 2018

물리적 증착법에 의해 제조되는 초고경도 박막은 나노다층과 나노복합 구조가 대표적이며, 본 연구에서는 음극 아크 증착법으로 TiAlN과 AlTiiN 층 조합을 이용하여 나노다층구조를 포함하는 다층막 시편을 제작하였다. 초격자 두께 주기 12.1 ~ 15.6 nm에서 35 ~ 55 GPa의 경도값을 가졌으며, 절삭공구 코팅분야에 적용할 예정이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.182-183
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• 2009

플라즈마 원자층 증착법을 이용하여 Ru-TiN 빅막을 합성하였다. 박막 내 Ru의 함량은 Ru의 unit-cycle의 수에 따라 선형적으로 증가하였으며, Ru 함량이 증가함에 따라 박막의 비저항을 $3700{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $190{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$까지 자유롭게 조절할 수 있었다. Ru의 함량이 0.40 이상인 경우, Ru과 TiN 두물질이 교차 증착되어 서로의 결정 성장을 충분히 억제함으로서, 비정질구조를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, $O_2$ 분위기에서 열처리를 진행한 결과, Ru의 조성비가 0.40이상인 경우 $700^{\circ}C$까지 면저항의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었다.