• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.104-104
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• 2010

현재 디스플레이 시장은 급변하게 변화하고 있다. 특히, 비정질 실리콘의 경우 디스플레이의 채널층으로 주로 상용화되어 왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 경우 낮은 전자 이동도(< $1\;cm^2/Vs$)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide, Tin Oxide, Titanum Oxide등의 산화물이 연구되고 있으며, indium이나 aluminum등을 첨가하여 전기적인 특성을 향상시키려는 노력을 보이고 있다. Tin oxide의 경우 천연적으로 풍부한 자원이며, 낮은 가격이 큰 이점으로 작용을 한다. 또한, $SnO_2$의 경우 ITO나 ZnO 열적으로 화학적 과정에서 더 안정하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 $SnO_2$ 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering를 이용하여 상온에서 제작을 하였다. 일반적으로, $SnO_2$의 경우 증착 과정에서 산소 분압 조절과 oxygen vacancy 조절를 통하여 박막의 전도성을 조절할 수 있다. 이렇게 제작된 $SnO_2$의 박막을 High-resolution X-ray diffractometer, photoluminescence spectra, Hall effect measurement를 이용하여 전기적 및 광학적 특성을 알 수 있다. 그리고 후열처리 통하여 박막의 전기적 특성 변화를 확인하였다. gate insulator의 처리를 통하여 thin film의 interface의 trap density를 감소시킴으로써 소자의 성능 향상을 시도하였다. 그리고 semiconductor analyzer로 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가하였다. 그리고 Temperature, Bias Temperature stability, 경시변화 등의 다양한 조건에서의 안정성을 평가하여 안정성이 확보된다면 비정질 실리콘을 대체할 유력한 후보 중의 하나가 될 것이라고 기대된다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.1
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• pp.12-16
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• 2005

The $Fe_{87}Zr_{7}B_{6}$ amorphous alloy after neutron irradiation are studied hysteresis loop and complex permeability measurements. The total integration fluence of fast neutrons is varied from $1.92{\times}10^{14}$ to $4.85{\times}10^{16}n_{f1}cm^{-2}$. After neutron irradiation, the imaginary part of complex permeability in low frequency region decreased due to the decrease of wall motion, but the permeability in high frequency region increased due to the enhancement of rotational magnetization. The measurement of hysteresis loop showed the increase of magnetic softness, related to rotational magnetization, but saturation magnetization was decreased in neutron irradiation sample.

• Journal of radiological science and technology
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• v.39 no.3
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• pp.323-328
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• 2016

The spatial dose distribution was measured with ionization chamber as preliminary study to evaluate operator dose and to study dose reduction during neuro-interventional procedures. The zone of operators was divided into four area (45, 135, 225, and 315 degree).We supposed that operator exist on the four area and indicated location of critical organs(eyes, breast, gonad). The spatial doses were measured depending on distance( 80, 100, 120, and 140 cm) and location of critical organs. The spatial doses of area of 225 degree were 114.5 mR/h (eyes location), 143.1 mR/h (breast location) and 147 mR/h (gonad location) in 80 cm. When changed location of x-ray generator, spatial dose increased in $18.1{\pm}10.5%$, averagely. We certified spatial dose in the operator locations, Using the results of this study, It is feasible to protect operator from radiation in neuro-interventional procedures.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.286-286
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• 2011

최근 폴리머를 기판으로 하는 Flexible TFT (thin film transistor)나 3D-ULSI (three dimensional ultra large-scale integrated circuit)에서 높은 에너지 소비효율과, 빠른 반응 속도를 실현 시키기 위해 낮은 비저항(resistivity)을 가지며, 높은 홀 속도(carrier hall mobility)를 가지는 다결정 반도체 박막(poly-crystalline thin film)을 만들고자 하고 있다. 이를 실현 시키기 위해서는 높은 온도에서 장시간의 열처리가 필요하며, 이는 폴리머 기판의 문제점을 야기시킬 뿐 아니라 공정시간이 길다는 단점이 있었다. 이에 반도체 박막의 재결정화 온도를 낮춰주는 metal (Al, Ni, Co, Cu, Ag, Pd etc.,)을 이용하여 결정화 시키는 방법이 많이 연구 되어지고 있지만, 이 또한 재결정화가 이루어진 반도체 박막 안에 잔여 금속(residual metal)이 존재하게 되어 비저항을 높이고, 홀 속도를 감소시키는 단점이 있다. 이에 본 실험은 HiPIMS (High power impulse magnetron sputtering)와 PIII and D (plasma immersion ion implantation and deposition) 공정을 복합시킨 프로세스로 적은양의 금속이온주입을 통하여 재결정화 온도를 낮췄을 뿐 아니라, 잔여 하는 금속의 양도 매우 적은 다결정 반도체 박막을 만들 수 있었다. 분석 장비로는 박막의 결정화도를 측정하기 위해 GAXRD (glancing angle X-ray diffractometer)를 사용하였고, 잔여 하는 금속의 양과 화학적 결합 상태를 알아보기 위해 XPS를 통해 분석을 하였다. 마지막으로 홀 속도와 비저항을 측정하기 위해 Hall measurement와 Four-point prove를 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.304-304
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• 2011

We investigated the effect of different spin direction of anti-ferromagnetic layer on the magnetic properties of ferromagnetic layer in Fe-NiO and Fe-CoO bi-layer systems. For Fe-NiO system, we prepared the clean MgO(001) surface half-covered with 20 nm Ag films as a substrate for magnetic layers. Then we grew NiO wedge layers on the substrate, and added 8 monolayer(ML) Fe layers on the wedge layer. We examined magnetic properties of the bi-layer system using the surface magnetic optical Kerr effect(SMOKE) and X-ray magnetic linear dichroism(XMLD). From SMOKE measurement we observed the coercivity enhancement due to the set-up of anti-ferromagnetic order of NiO films in both of the Fe/NiO/MgO(001) and Fe/NiO/Ag/MgO(001) system. The most remarkable results in our observation is that the coercivity enhancement of Fe/NiO/Ag/MgO(001) is much larger than that of Fe/NiO/MgO(001). XMLD experiments confirmed the out-of-plane spin direction of NiO layers in Fe/NiO/MgO(001) and in-plane spin-direction of NiO layers in Fe/NiO/Ag/MgO(001), and we concluded that the origin of large enhancement of coercivity is due to the strong parallel coupling between Fe layers and NiO layers. We also confirmed that this strong parallel coupling maintained across the thin Ag layer inserted between Fe and NiO layers. For Fe-CoO system, we prepared Fe/CoO/Ag(001) and Fe/CoO/MnO(001) systems and observed much larger coercivity enhancement in Fe/CoO/Ag(001).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.357-357
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• 2012

박막트랜지스터의 전극으로 Au, Ag, Mo, ITO와 같은 물질들이 이미 많이 연구되어 왔으며, 투명 Source/Drain 전극을 활용한 물질로는 ITO에 초점이 맞춰져 왔다. 하지만 ITO의 높은 가격과 Indium의 인체 유해한 독성 때문에 ITO를 대체하는 물질에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 Al이 도핑된 ZnO (AZO) 는 가시광 영역에서 85% 이상의 높은 투과율과 높은 전도성, 낮은 비저항으로 다양한 광전소자의 전극과 윈도우 물질로 많은 응용 가능성을 보여주고 있다. 본 실험에서는 고 품질의 박막성장이 가능하고, 박막의 두께를 세밀하게 조절할 수 있는 Pulsed Laser Deposition (PLD) 을 이용하여 온도변화에 따라 AZO 박막을 성장시키고 구조적, 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. 또한 온도변화가 AZO 박막 특성에 미치는 영향을 분석하여 Source/Drain 전극으로 사용하기 위한 조건을 최적화하였고, 실제 투명박막트랜지스터 제작을 통해 소자의 I-V Curve 와 Transfer 특성을 확인하고, Transfer Length Method 방법을 이용하여 투명박막트랜지스터의 접촉저항, 채널 비저항 등을 확인해 보았다. 소결된 타겟으로는 99.99%의 순도를 갖는 ZnO-$Al_2O_3$ (98:2 wt%) 타겟을 이용하였으며, 장비조건으로는 355 nm의 파장대역을 갖는 Nd:YAG 레이저를 사용하였고, 실험변수로는 온도범위 RT, $200^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 실험을 진행하였다. AZO 박막의 구조적, 전기적 특성을 분석하기 위해 각각 X-Ray Diffraction (XRD), Hall measurement 장비를 사용하였으며, 광학적 특성을 분석하기 위한 투과도의 측정은 UV-Visible spectrophotometer 장비를 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.105-105
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• 2011

ZnO is a promising material since it could be applied to many fields such as solar cells, laser diodes, thin films transistors and gas sensors. ZnO has a wide and direct band gap for about 3.37 eV at room temperature and a high exciton binding energy of 60 meV. In particular, ZnO features high sensitivity to toxic and combustible gas such as CO, NOX, so on. The development of gas sensors to monitor the toxic and combustible gases is imperative due to the concerns for enviromental pollution and the safety requirements for the industry. In this study, we investigated the effect of substrate temperature and post-annealing on structural and electrical properties of ZnO thin films. ZnO thin films were deposited by pulsed laser deposition (PLD) at various temperatures at from room temperature to $600^{\circ}C$. After that, post-annealing were performed at $600^{\circ}C$. To inspect the structural properties of the deposited ZnO thin films, X-ray diffraction (XRD) was carried out. For gas sensors, the morphology of the films is dominant factor since it is deeply related with the film surface area. Therefore, the atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were used to observe the surface of the ZnO thin films. Furthermore, we analyzed the electrical properties by using a Hall measurement system.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.567-567
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• 2012

Since the carbon nanotubes (CNTs) have extraordinary material properties, many researchers are trying to make a practical application in various fields [1]. In particular, the high surface area of CNTs was fascinated for nano-template on the catalytic system. $RuO_2$ coated CNTs are useful functional nano-composites in many applications, including super capacitors, fuel cells, biosensors, and field emitters. However, the research of interaction between CNTs and $RuO_2$ was not satisfied with various fields [2]. In this study, we will introduce the change of chemical and electrical state of $RuO_2$/CNTs at different temperatures by synchrotron radiation photoemission spectroscopy (SRPES). The t-MWCNTs used in this experiment were grown on the Ni/TiN/Si substrates by chemical vapor deposition. $RuO_2$ of 4-20 nm in thickness was deposited on the t-MWNTs by sputter. The SRPES measurements were carried out at the 4B1 beamline of the Pohang Accelerator Laboratory in Korea. The result of XPS measurement indicates that the deposited $RuO_2$ on the CNTs was reduced into pure Ru at above $300^{\circ}C$. And we confirmed that the effective work function of $RuO_2$/CNTs was decreased with increasing temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.346-346
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• 2012

We investigated electrical and optical properties and chemical states of amorphous In-Ga-Zn-O (a-IGZO) thin films deposited at different substrate temperatures (from room temperature to $300^{\circ}C$). a-IGZO thin films were fabricated by radio frequency magnetron sputtering using $In_2O_3$ : $Ga_2O_3$ : ZnO = 1 : 1 : 1 target, and their electrical and optical properties and chemical states were investigated by Hall-measurement, UV-visible spectroscopy and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. The data showed that as substrate temperature increased, carrier concentration increased, but mobility, conductivity, transmittance in the shorter wavelength region (>350 nm), and the Tauc-plot-estimated optical bandgap decreased. XPS data indicated that the intensity of In 3d peak compared to Ga 3d peak increased but the intensity of Zn 3d peak compared to Ga 3d decreased, and that, from the deconvoluted O 1s peak, defects or oxygen vacancies and non-quaternary contents increased as the temperature increased. The relative intensity changes of the In, Zn, and O 1s sub-component are suggested to explain the changes in electrical and optical properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.153-153
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• 2011

유리나 폴리머를 기판으로 하는 TFT(Thin film transistor), solar cell에서는 낮은 공정 온도에서($200{\sim}500^{\circ}C$) amorphous semiconductor thin film을 poly-crystal semiconductor thin film으로 결정화 시키는 기술이 매우 중요하게 대두 되고 있다. Ge은 Si에 비해 높은 carrier mobility와 낮은 녹는점을 가지므로, 비 저항이 낮을 뿐만 아니라 더 낮은 온도에서 결정화 할 수 있다. 하지만 일반적으로 쓰이는 Ge의 결정화 방법은 비교적 높은 열처리 온도를 필요로 하거나, 결정화된 원소에 남아있는 metal이 불순물 역할을 한다는 문제점, 그리고 불균일한 결정크기를 만든다는 단점이 있었다. 그 중에서도 현재 가장 많이 쓰이고 있는 MIC, MILC는 metal과 a-Ge이 접촉되는 interface나, grain boundary diffusion에 의해 핵 생성이 일어나고, 결정이 성장하는 메커니즘을 가지고 있으므로 단순 증착과 열처리 만으로는 앞서 말한 단점을 극복하는데 한계를 가지고 있다. 이에 PIII&D 장비를 이용하면, 이온 주입된 원소들이 모재와 반응 할 수 있는 표면적이 커짐으로 핵 생성을 조절 할 수 있을 뿐만 아니라, 이온 주입 시 발생하는 self annealing effect로 결정 크기까지도 조절할 수 있다. 또한 이러한 모든 process가 한 진공 장비 내에서 이루어지므로 장비의 단순화와, 공정간 단계별로 발생하는 불순물과 표면산화를 막을 수 있으므로 절연체 위에 저항이 낮고, hall mobility가 높은 poly-crystalline Ge thin film을 만들 수 있다. 본 연구에서는, 주로 핵 생성과정에서 seed를 만드는 이온주입 조건과, 결정 성장이 일어나는 증착 조건에 따라서 Ge의 결정방향과 크기가 많은 차이를 보이는데, 이는 HR-XRD(High resolution X-ray Diffractometer)와 Raman spectroscopy를 이용하여 측정 하였으며, SEM과 AFM으로 결정의 크기와 표면 거칠기를 측정하였다. 또한 Hall effect measurement를 통해 poly-crystalline thin film 의 저항과 hall mobility를 측정하였다.