• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.6
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• pp.619-623
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• 2006

The most important factor which determines resonance characteristics of FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) is the piezoelectricity of piezoelectric film. The piezoelectric properties of ZnO thin films which is strong as FBAR piezoelectric film is determined by the degree of c-axis preferred orientation with (002) plan. Therefore, many researchers have been interested in the study on the preferred orientation of the piezoelectric thin film. This paper has studied the preferred orientation of ZnO piezoelectric thin films using the helped seed layer of ZnO. The result shows that the c-axis ZnO thin films with columnar grains that the value of standard $deviation(\sigma)$ of XRD rocking curve is of $\sigma=1.15^{\circ}$ have the excellent piezoelectric property.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.4
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• pp.214-217
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• 2003

In this study, we prepared ZnO thin film on $SiO_2$/Si substrate by FTS (Facing Targets Sputtering) apparatus which can reduce damage on the thin film because the bombardment of high-energy Particles such as ${\gamma}$-electron can be restrained. And, properties of thin filnl grown with ZnO buffer-layer which can be suppress initial growth layer was investigated. The crystalline and the c-axis preferred orientation of ZnO thin film was also investigated by XRD. As a result, we noticed that the ZnO thin film has a good crystallographic characteristic at thickness of ZnO buffer layer 10, 20 nm and working pressure 1 mTorr.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.5
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• pp.511-516
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• 2002

Hexagonal $YMnO_3$ thin films were prepared from $Y(NO_3)_3{\cdot}5H_2O$ and $Mn(CH_3CO_2)_2{\cdot}4H_2O$ as starting materials on the Si(100) substrates by the sol-gel method. The crystal structure and the electrical properties of the $YMnO_3$ thin films were investigated as a function of heat treatment temperature, the amount of water(Rw) of hydrolysis and the addition of catalysis. The crystallization of the $YMnO_3$ thin film began at 700${\circ}C$ and completed at 800${\circ}C$ for 1 h. The c-axis (0001) preferred orientation of hexagonal $YMnO_3$ was detected for the $YMnO_3$ thin films with Rw=6 and that was decreased for the $YMnO_3$ thin films with Rw=1 and Rw=12. The crystallinity and preferred orientation of the $YMnO_3$ thin films were depended on the addition of acid and/or alkali catalysis, which, in turn, the preferred orientation of c-axis was decreased and the orthorhombic phase of $YMnO_3$ was detected to the specimens with the addition of catalysis. The $YMnO_3$ thin film with Rw=6 showed good leakage current density of $1.2{\times}10-8 A/cm^2$ at the applied voltage of 0.2V and the leakage current density was not changed drastically with applied voltage.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.34-34
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• 2000

ZnO 박막은 대칭 육방정계(hexagonal) wurtzite-type crystal로써 결정구조에서의 이방성, 비화학양론 결합구조와 다양한 전기적, 광학적 그리고 타성파적 성질 때문에 현재 여러 응용분양에서 각광을 받고 있는 재료 중의 하나이다. 이러한 특성을 갖는 ZnO 박막은 결정학적으로 기판에 수직인 c-축 우선방위현상(preferred orientation)을 나타내며 압전 특성을 이용하여 응용을 할 경우 이 c-축 우선방위현상에 따라 압전 특성에 큰 차이가 있으며 ZnO 박막의 형성 조건에 의해 c-축 우성배향성은 큰 차이가 있다. 특히 스퍼터법을 이용하여 ZnO 박막을 형성하는 경우에는 투입전력, 기판온도, 분위기 가스압력, 타겟간 거리등의 증착조건에 의해 결정학적 및 전기적 특성이 크게 영향을 받게 된다. 따라서 결정학적으로 양호하며 고품위의 특성을 갖는 ZnO 박막을 제작하기 위해서는 최적의 증착조건을 확립하여 ZnO 박막을 제작할 필요가 있다. 본 연구에서 사용된 대향 타겟식 스퍼터장치는 두 개의 타겟이 서로 마주보게 배치되어 있고 양 타겟에 수직으로 분포하고 있는 자계가 ${\gamma}$-전자를 구속하게 되어 고밀도의 플라즈마를 형성할 수가 있다. 따라서 10-4Torr에서도 안정한 방전을 유지할 수가 있으며 기판의 위치가 플라즈마로부터 이격되어 (plasma-free)있는 위치에 있기 때문에 플라즈마내의 높은 에너지를 갖는 입자들의 기판충돌을 최대한 억제하여 고품위의ZnO 박막을 제작할 수가 있다. 이러한 특징을 갖는 대향타겟식스퍼터장치를 이용하여 본 연구에서는 비정질 slide glass를 기판으로 하여 ZnO 박막을 증착하였으며 XRD(X-ray Diffractometer)를 이용하여 증착된 ZnO 박막의 결정학적 특성을 측정하였다. ZnO 박막은 산소 가스압력과 기판온도, 인가 전류를 변화시켜가며 증착하였으며 이에 따른 박막의 결정성 변화를 알아보았다. 기판온도를 실온에서 점차 증가시켜나가면 $\Delta$$\theta$50은 급격히 감소하며 30$0^{\circ}C$에서는 결정성이 우수한 막을 얻을 수 있었다. 또한 산소 가스 압력이 0.5~1mTorr에서 $\Delta$$\theta$50은 양호한 값을 나타내었지만 그 이상에서는 c-축 배향성이 나빠짐을 확인하였다. 따라서 대향타겟식스퍼터 장치를 이용하여 ZnO 박막을 증착시 가스압력 0.5~1mTorr, 기판온도 20$0^{\circ}C$이상의 막 제작조건에서 결정성이 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.6
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• pp.510-516
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• 1997

반응성RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 상온에서 c-축으로 우선 배향된 AIN 박막을 여러 기판 위에 증착하였다. SiO$_{2}$/Si, Si$_{3}$N $_{4}$Si, Si(100), Si(111)그리고 $\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001) 기판에서 AIN(0002)로킹커브 피크의 표준편차는 각각 2.6˚, 3.1˚2.6˚, 2.5˚ 그리고 2.1˚ 의 값을 나타내었다. $\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001) 기판에 증착된 AIN박막은 epitaxial 성장을 나타내었다. Si기판에 증착된 AIN박막에서 측정된 비저항과 1MHz 주파수에서 측정된 유전상수의 값은 각각 $10^{11}$Ωcm와 9.5였다. IDT/AIN/$\alpha$-AI$_{2}$O$_{3}$(0001)구저를 갖는 지연선 소자의 표면 탄성과 특성을 측정하였다. 상 속도, 전기기계 결합계수 그리고 전파손실은 H/λ가 0.17-0.5 범위에서 각각 5448-5640m/s, 0.13-0.17% 그리고 0.41-0.64dB/λ의 값을 나타내었다.다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.13 no.7
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• pp.617-624
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• 2000

Zinc Oxide(ZnO) thin films on Si(100) substrate were deposited by RF magnetron reactive sputtering. The charcteristics of ZnO thin films on argon/oxygen(Ar/O$_2$)gas ratios RF power and substrate temperature were investigated by XRD, SEM, and AFM analyses. C-axis preferred orientation resistivity and surface roughness highly depended on Ar/O$_2$gas ratios. The resistivity of ZnO thin films rapidly increased with increasing oxygen ratio and the resistivity value of 9$\times$10$^{7}$ $\Omega$cm was obtained at a working pressure of 10 mTorr with Ar/O$_2$=50/50. The surface roughness was also improved with increasing oxygen ratio and the ZnO films deposited with Ar/O$_2$=50/50 showed the excellent roughness value of 28.7$\AA$.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07c
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• pp.1475-1477
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• 2001

In odor to set high saturation magnetization and coercivity, it had need to orient axis of easy magnetization of CoCr-based thin film perpendicular direction(c-axis) to the substrate plane. It was known that crystalline orientation of CoCr-based thin film was improved by introducing underlayer like Ti, Ge. We prepared singlelayer and double layer with Si underlayer by Facing Targets Sputtering System. As a result, intensity and c-axis dispersion angle ${\Delta}{\theta}_{50}$ of singlelayer were improved with increasing film thickness. Also, it was found that CoCr/Si and CoCrTa/Si double layer showed good c-axis dispersion angle due to introducing Si.

• 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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.5
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• pp.801-804
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• 2006

[ $GdAlO_3(GAO)$ ] buffer layer for $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}(YBCO)$ coated superconductor wire was fabricated by sol-gel processing. Precursor solution was prepared by dissolving 1:1 stoichiometric quantaties of gadolinium nitrate hexahydrate and aluminum nitrate nonahydrate in methanol. The solution was spin-coated on $SrTiO_3(STO)$(100) single crystal substrates and heated at $1000^{\circ}C$ for 2h in wet $N_2-5%\; H_2$, atmosphere. A SEM(scanning electron microscopy) observation of the surface morphology of the GAO layer has shown that it has a faceted morphology indicating epitaxy. It was shown from x-ray diffraction(XRB) that GAO buffer layer was highly c-axis oriented epitaxial thin film with both good out-of-plane($FWHM=0.29^{\circ}$ for the (002) reflection) and in-plane ($FWHM=1.10^{\circ}$ for the {112} reflection) alignment.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.176-179
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• 2009

ZnO:Al 투명전도막을 유리기판위에 in-line RF-magnetron sputtering법으로 증착온도 및 증착압력에 따라 제조하고, 습식식각에 따른 박막의 표면형상 및 광학적 특성변화를 조사하였다. 초기박막은 육방정계(Hexanonal wurtzite)의 결정 구조와 (002)면의 c-축 우선배향성을 갖으며 가시광 영역에서 높은 광 투과도(T $\geq$ 80%)와 낮은 비저항($\rho\;=\;5.2{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$)의 특성을 나타내었다. 습식 식각 후 박막의 표면형상은 식각 전 박막의 결정성에 큰 의존성을 보이며 본 연구에서는 1 mTorr의 낮은 증착압력과 $350^{\circ}C$의 높은 증착온도에서 증착된 결정성이 우수한 막에서 높고 균일한 형태의 crater를 갖는 표면형상을 얻을 수 있었다. 균일한 crater를 형성하는 ZnO:Al 박막은 hill 형태의 표면형상을 갖는 상용 Asahi-U glass에 비하여 높은 Haze ($T_{diffused}/T_{total}$)값과 넓은 산란각을 나타내어 향상된 광 산란특성을 갖으며 이는 실리콘 박막 태양전지내로 입사된 광의 산란경로를 증가시켜 태양전지 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.