• 한국진공학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.619-623
• /
• 2006

FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator) 소자의 공진특성을 결정하는 가장 중요한 요소는 압전막의 압전성을 들 수 있다. FBAR 압전막으로 유력한 ZnO 압전박막은 (002)면 c-축 우선배향성(preferred orientation)의 정도에 따라서 압전성이 결정된다. 그러므로 ZnO 박막의 우선배향성에 관한 연구는 많은 연구자들의 관심사가 되어왔다. 본 논문에서는 ZnO 보조씨드충(helped seed layer)을 이용하여 ZnO 압전박막의 우선배향성에 대하여 조사하였으며, rocking curve의 표준편차$(\sigma)$ 값이 $1.15^{\circ}$인 주상형 결정립을 가진 c-축 ZnO 압전박막이 우수한 압전특성을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.214-217
• /
• 2003

본 연구에서는 박막 증착시 발생되는 $\gamma$-전자와 같은 고에너지 입자들의 막 충돌에 의한 손상이 적은 대향타겟식 스퍼터링 장치를 이용하여 $SiO_2$/Si 기판강에 ZnO 박막을 제작하였으며, 막의 결정성에 악 영향을 미치는 초기 성장층을 제어 할 수 있는 ZnO buffer-layer를 도입하여 박막의 결정학적 특성을 알아보았다. 제작된 박막의 결정성 및 c-축 우선배향성은 XRD를 사용하여 측정하였다. 측정 결과 ZnO buffer layer의 두께 10, 20 nm와 가스압력 1 mTorr일 때 ZnO 박막의 결정성이 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.511-516
• /
• 2002

$Y(NO_3)_3{\cdot}5H_2O$ 과 $Mn(CH_3CO_2)_2{\cdot}4H_2O$를 출발물질로 하여 졸-겔(sol-gel)법으로 Si(100) 기판위에 육방정계의 $YMnO_3$ 박막을 제조하였다. $YMnO_3$ 박막의 열처리 온도변화, 가수분해시 가수의 양(Rw)과 촉매제의 첨가에 따른 결정 구조 및 전기적 특성을 조사하였다. $YMnO_3$ 박막의 결정화는 700${\circ}C$부터 시작되었고 완전한 결정화는 800${\circ}C$-1시간 열처리하여 이루어 졌으며, $YMnO_3$ 박막의 가수의 양 Rw=6일때 육방정계 $YMnO_3$상의 c-축 (0001) 우선 배향성을 나타내었고, Rw=1 과 Rw=12인 경우에는 Rw=6인 경우보다 c-축 배향성은 감소하였다. 산성이나 염기성 촉매제 첨가에 따라 $YMnO_3$ 박막의 결정성 및 우선 배향성은 영향을 받아 c-축 우선 배향성은 감소하고 사방정계의 $YMnO_3$ 상을 형성하였다. Rw=6일 때 $YMnO_3$박막은 0.2V인가 전압에서 $1.2{\times}10-8 A/cm^2$으로 우수한 누설 전류 밀도를 나타내었고 누설 전류 밀도는 인가 전압에 따라 크게 변하지 않았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.34-34
• /
• 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.

• 한국재료학회지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.510-516
• /
• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.617-624
• /
• 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$\AA$.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1475-1477
• /
• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.119-120
• /
• 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.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제7권5호
• /
• pp.801-804
• /
• 2006

[ $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}(YBCO)$ ]계 초전도 선재용 $GdAlO_3(GAO)$ 버퍼층을 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 제조하였다. 전구체 용액은 Gd 질산염과 Al 질산염을 1:1 화학양론비로 하여 메탄올에 용해하여 준비하였다. 전구체 용액을 $SrTiO_3(STO)$ (100) 단결정 기판위에 스핀 코팅하고, 수분이 포함된 $N_2-5%\; H_2$ 분위기에서 $1000^{\circ}C$에서 2시간 열처리 하였다. 열처리 후 GAO 층의 표면에 대한 주사전자현미경 관찰에 의해 GAO 층이 에피택셜의 특징인 각면 형상을 갖는 것을 알 수 있었다. X-선 회절분석에 의하면 GAO 버퍼층은 c-축으로 우선 배향된 에피택셜 박막으로써 반가폭이 각각 (002)면에서 $0.29^{\circ}(out-of-plane)$, {112}지면에서 $1.10^{\circ}(in-plane)$의 우수한 배향성을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.176-179
• /
• 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.