• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.4
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• pp.291-297
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• 2007

The field emission properties of CNT-emitters coated with Ag-Cu alloy have been investigated. The vertical aligned multi-walled CNTs were synthesized by dc-plasma enhanced chemical vapor deposition (dc-PECVD) and the Ag-Cu alloy was coated by using dc-magnetron sputter. The morphology of alloy-coated and un-coated CNT-emitters was observed by using SEM and their field emission properties were also measured. Annealing the AgCu-coated CNTs at temperature more than ${\sim}700^{\circ}C$, the Ag-Cu alloy was diffused to and aggregated on the top of the CNT as a Q-tip. A significant progress on the field emission was not observed with coating Ag-Cu alloy on the CNTs, but a certain improvement in a resistance against oxygen gas was made confirmation. It seems to be due to inertness of Ag-Cu alloy on the CNTs.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.128-128
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• 2010

중적외선 영역은 장애물에 의해서 파장의 흡수가 거의 일어나지 않기 때문에 적외선 소자에서 널리 이용되고 있다. 현재 대부분의 중적외선 소자에는 HgCdTe (MCT)가 사용되고 있지만, 3성분계 화합물이 가지는 여러 문제를 가지고 있다. 반면에, 2성분계 화합물인 인듐안티모나이드 (InSb)는 중적외선 영역 ($3-5\;{\mu}m$) 파장 대에서 HgCdTe와 대등한 소자 특성을 나타냄과 동시에 낮은 기판 가격, 소자 제작의 용이성, 그리고 야전과 우주 공간에서 소자 동작의 안정성 때문에 HgCdTe를 대체할 물질로 주목을 받고 있다. InSb는 미국과 이스라엘과 같은 일부 선진국을 중심으로 연구가 되었지만, 국방 분야의 중요한 소자로 인식되었기 때문에 소자 제작에 관한 기술적인 내용은 국내에 많이 알려지지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 소자 제작의 기초연구로 절연막과 pn 접합 형성에 대한 연구를 수행하였다. 절연막의 특성을 알아보기 위해, InSb 기판위에 $SiO_2$와 $Si_3N_4$를 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)로 증착을 하였다. 절연막의 계면 트랩 밀도는 77K에서 C-V (Capacitance-Voltage) 분석을 통하여 계산하였으며, Terman method 방법을 이용하였다.[1] $SiO_2$는 $120-200^{\circ}C$의 온도 영역에서 계면 트랩 밀도가 $4-5\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$범위를 가진 반면, $240^{\circ}C$의 경우 계면 트랩 밀도가 $21\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$로 크게 증가하였다. $Si_3N_4$는 $SiO_2$ 절연막에 비해서 3배 정도의 높은 계면 트랩 밀도 값을 나타내었으며. Remote PECVD 장비를 이용하여 $Si_3N_4$ 절연막에 관한 연구를 추가적으로 진행하여 $7-9\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$ 정도의 계면 트랩 밀도 값을 구할 수가 있었다. 따라서 InSb에 대한 절연막은 $200^{\circ}C$ 이하에서 증착된 $SiO_2$와 Remote PECVD로 증착 된 $Si_3N_4$가 적합하다고 할 수 있다. 절연막 연구와 더불어 InSb 소자의 pn 접합 연구를 진행하였다. n-InSb (100) 기판 ($n\;=\;0.2-0.85\;{\times}\;10^{15}cm^{-3}$ @77K)에 $Be^+$이온 주입하여 p층을 형성하여 제작 되었으며, 열처리 조건에 따른 소자의 특성을 관찰 하였다. $450^{\circ}C$에서 30초 동안 RTA (Rapid Thermal Annealing)공정을 진행한 샘플은 -0.1 V에서 $50\;{\mu}A$의 높은 암전류가 관찰되었으며, 열처리 조건을 60, 120, 180초로 변화하면서 소자의 특성 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.139-139
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• 2010

금속 실리사이드 나노입자는 열적 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 절연막내에 일함수 차이에 따라 깊은 양자 우물구조가 형성되어 비휘발성 메모리 소자를 제작할 수 있다. 그러나 단일 $SiO_2$ 절연막을 사용하였을 경우 저장된 전하의 정보 저장능력 및 쓰기/지우기 시간을 향상시키는 데 물리적 두께에 따른 제한이 따른다. 본 연구에서는 터널장벽 엔지니어링을 통하여 물리적인 두께는 단일 $SiO_2$ 보다는 두꺼우나 쓰기/지우기 동작을 위하여 인가되는 전기장에 의하여 상대적으로 전자가 느끼는 상대적인 터널 절연막 두께를 감소시키는 방법으로 동작속도를 향상 시킨 $SiO_2/Si_3N_4/SiO_2$ 및 $Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$ 터널 절연막을 사용한 금속 실리사이드 나노입자 비휘발성 메모리를 제조하였다. 제조방법은 우선 p-type 실리콘 웨이퍼 위에 100 nm 두께로 증착된 Poly-Si 층을 형성 한 이후 소스와 드레인 영역을 리소그래피 방법으로 형성시켜 트랜지스터의 채널을 형성한 이후 그 상부에 $SiO_2/Si_3N_4/SiO_2$ (2 nm/ 2 nm/ 3 nm) 및 $Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$ (2 nm/ 3 nm/ 3 nm)를 화학적 증기 증착(chemical vapor deposition)방법으로 형성 시킨 이후, direct current magnetron sputtering 방법을 이용하여 2~5 nm 두께의 $WSi_2$ 및 $TiSi_2$ 박막을 증착하였으며, 나노입자 형성을 위하여 rapid thermal annealing(RTA) system을 이용하여 $800{\sim}1000^{\circ}C$에서 질소($N_2$) 분위기로 1~5분 동안 열처리를 하였다. 이후 radio frequency magnetron sputtering을 이용하여 $SiO_2$ control oxide layer를 30 nm로 증착한 후, RTA system을 이용하여 $900^{\circ}C$에서 30초 동안 $N_2$ 분위기에서 후 열처리를 하였다. 마지막으로 thermal evaporator system을 이용하여 Al 전극을 200 nm 증착한 이후 리소그래피와 식각 공정을 통하여 채널 폭/길이 $2{\sim}5{\mu}m$인 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. 제작된 비휘발성 메모리 소자는 HP 4156A semiconductor parameter analyzer와 Agilent 81101A pulse generator를 이용하여 전기적 특성을 확인 하였으며, 측정 온도를 $25^{\circ}C$, $85^{\circ}C$, $125^{\circ}C$로 변화시켜가며 제작된 비휘발성 메모리 소자의 열적 안정성에 관하여 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.205-205
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• 2013

테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.3 no.1
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• pp.50-57
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• 1993

Abstract The sintering behavior of the mechanically alloyed AI-8wt%Fe power during vacuum hot pressing was investigated and high temperature deformation behavior of the sintered specimen was studied through compression tests at various strain rates in the temperature range between 35$0^{\circ}C$ and 45$0^{\circ}C$. In 'addition, thermal stablity of the sintered specimem was examined by hardness measurement after annealing the spcimem for 60 hours in the temperature range of 30$0^{\circ}C$ ~50$0^{\circ}C$. The compressive stress increased rapidly with strain and reached the maximum point at the strain about 3%. With slight decrement after reaching the maximum point, the flow stress became constant up to the strain of 30% and it was considered to be due to equilibrium between work hardening and dynamic recrystallization. The hardness of the 60 hrs annealed specimens began to decrease rapidly at 40$0^{\circ}C$ .

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.11a
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• pp.112-114
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• 2001

In this letter, we report on the investigation of Si/Ti, Pt/Si/Ti, Co/Si/Ti Ohmic contacts to p-type 4H-SiC. The contacts were formed by a 2-step vacuum annealing at $550^{\circ}C$ for 5 min, $850^{\circ}C$ for 2 min respectively. The contact resistances were measured using the transmission line model method, which resulted in specific $10^{-4}{\Omega}cm^2$, and the physical properties of the contactcontact resistivities in the $9.2{\times}10^{-4}$, $7.1{\times}10^{-4}$ and $4.5{\times}s$ were examined using microscopy, AES(auger electron spectroscopy). AES analysis has shown that, at this anneal temperature, there was a intermixing of the Ti and Si, migration of into SiC. Overlayer of Pt, Co had the effect of decreasing the specific contact resistivity and improving the surface morphology of the annealed contact.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.20 no.6
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• pp.326-330
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• 2010

$CoSb_3$ Skutterudites materials have high potential for thermoelectric application at mid-temperature range because of their superior thermoelectric properties via control of charge carrier density and substitution of foreign atoms. Improvement of thermoelectric properties is expected for the ternary solid solution developed by substitution of foreign atoms having different valances into the $CoSb_3$ matrix. In this study, ternary solid solutions with a stoichiometry of $Co_{1-x}Ni_xSb_3$ x = 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, $CoSb_{3-y}Te_y$, y = 0.1, 0.2, 0.3 were prepared by the Spark Plasma Sintering (SPS) system. Before the SPS synthesis, the ingots were synthesized by vacuum induction melting and followed by annealing. For phase analysis X-ray powder diffraction patterns were checked. All the samples were confirmed as single phase; however, with samples that were more doped than the solubility limit some secondary phases were detected. All the samples doped with Ni and Te atoms showed a negative Seebeck coefficient and their electrical conductivities increased with the doping amount up to the solubility limit. For the samples prepared by SPS the maximum value for dimensionless figure of merit reached 0.26, 0.42 for $Co_{0.9}Ni_{0.1}Sb_3$, $CoSb_{2.8}Te_{0.2}$ at 690 K, respectively. These results show that the SPS method is effective in this system and Ni/Te dopants are also effective for increasing thermoelectric properties of this system.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.7 no.1
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• pp.59-69
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• 1997

The growth and microstructural characterization of epitaxial yttrium silicide ($YSi_2$) on the (100)Si substrate are investigated. The $YSi_2$ film grow epitaxilly through the solid phase reaction during vacuum annealing above $400^{\circ}C$. The epitaxial relationships between the hexagonal $YSi_2$ film and the (100)Si substrate are [0001]$YSi_2$//[011]Si and [0001]$YSi_2$//[011]Si in the (1100)$YSi_2$//(100)Si plane relation. The YSi$_2$ film consists of the two types of domains which have two different azimuthal orientations making an angle of $90^{\circ}$ to each other. The two types of domains in the $YSi_2$film are equivalent in volume fraction and crystalline quality, which has been proved from the equivalent integrated intensities of (2201) asymmetric reflection of X-ray diffraction. The formation of a double -domain structure is discussed on the basis of geometrical matching at interface between the (1100)$YSi_2$ film and the (100)Si substrate, and growth model is proposed.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.15 no.3
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• pp.216-221
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• 2006

ZnO thin films prepared by PLD method exhibit an excellent optical property, but may have some problems such as incomplete surface roughness and crystallinity. In this study, undoped ZnO buffer layers were deposited on (0001) sapphire substrates by ultra high vacuum pulse laser deposition (UHV-PLD) and molecular beam epitaxy (MBE) methods, respectively. After post annealing of ZnO buffer layer, undoped ZnO thin films were deposited under different oxygen pressure ($35{\sim}350$ mtorr) conditions. The Arsenic-doped (1, 3 wt%) ZnO thin layers were deposited on the buffer layer of undoped ZnO by UHV-PLD method. The optical property of the ZnO thin films was analyzed by photoluminescence (PL) measurement. The ${\theta}-2{\theta}$ XRD analysis exhibited a strong (002)-peak, which indicates c-axis preferred orientation. Field emission-scanning electron microscope (FE-SEM) revealed that microstructures of the ZnO thin films were varied by oxygen partial pressure, Arsenic doping concentration, and deposition method of the undoped ZnO buffer layer. The denser and smoother films were obtained when employing MBE-buffer layer under lower oxygen partial pressure. It was also found that higher Arsenic concentration gave the enhanced growing of columnar structure of the ZnO thin films.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.713-719
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• 2000

In order to Prepare the$Ge_xSi_{1-x}/Si$(111) heterosructure by solid phase epitaxy (SPE), about 1000A of Au and about 1000A Ge were sequentially deposited on the Si(111) substrate. The resulting Ge/Au/Si(111) samples were isochronically annealed in the high vacuum condition. The behaviors of Au and Ge during thermal annealing and the structural Properties of $Ge_xSi_{1-x}$ films were characterized by Auger electron spectroscopy (AES), X-ray diffraction (XRD) and high resolution transmission electron microscopy (TEM). The a-Ge/Au/Si(111) structure was converted to the Au/GeSi/Si(111) structure. Defects such as stacking faults, point defects and dislocations were found at the GeXSil-X(111) interface, but the film was grown epitaxially with the matching face relationship of $Ge_xSi_{1-x}/$(111)/Si(111). Twin crystals were also found in the $Ge_xSi_{1-x}/$(111) matrix.