• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.2
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• pp.224-229
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• 2010

Transparent conductive oxide films have been widely used in the field of flat panel display (FPD). Transparent conductive Indium Zinc Oxide (IZO) thin films with excellent chemical stability have attracted much attention as an alternative material for Indium Tin Oxide (ITO) films. In this study, using $In_2O_3$ and ZnO powder mixture with a ratio of 90 : 10 wt% as a target, IZO films are prepared on polynorbornene (PNB) substrates by electron beam evaporation. The effect of thickness and $O_2$ introduction flow rate on the optical, electrical, structural properties and surface composition of deposited IZO films were investigated by UV/Visible spectrophotometer, 4-point probe method, SEM, XRD and XPS.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.206-206
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• 2009

RF Magnetron Sputtering 방법을 통해 ZnS:Mn 박막 형광체를 증착한 다층 TFEL (Thin-Film Electroluminescent) Backlight 소자를 제작하였다. Alumina 기판 위에 Au 전극과 PMN 후막 유전체를 Screen printing 기법으로 층을 형성하였다. 그 위에 MgO 박막 유전체를 E-Beam 장비를 이용하여 증착 후, ZnS:Mn 박막 형광체를 50 W 의 저전력으로 약 8000 ${\AA}$ 두께로 증착하였다. 형광체는 Sputter 증착 시 Sulfur 부족 현상을 보상해주기 위해 ZnS:Mn (0.5%) Target 에 2 at % 의 Sulfur를 첨가하였으며, 상부 전극으로 사용할 ITO 는 DC Magnetron Sputter 를 이용하여 증착하였다. 어닐링 공정은 Air 분위기에서 급속 열처리 장치 (RTA, Rapid Thermal Annealing) 을 이용하여 600 $^{\circ}C$에서 20 분 진행하였다. 이러한 과정들을 통해 저전압 고휘도의 TFEL Backlight 소자를 제조할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.196-196
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• 2013

가시광 영역에서의 높은 투과도와 낮은 전기 비저항을 갖는 ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 현재 Display, Solar Cell, LED, Smart Phone 등 최첨단 IT산업에서 가장 많이 사용되고 있는 투명전극소재이다. IBD (Ion Beam Deposition)방법은 박막의 증착 방법 중 Plasma에서 독립적으로 이온만을 빔의 형태로 조사하여 박막을 증착하는 방법으로 기존 RF 또는 DC 스퍼터방법에 비해서 상대적으로 높은 진공도(low 10E-04 torr)와 비교적 높은 스퍼터 된 입자의 에너지를 가지는 등의 장점으로 증착 된 박막의 밀도, 거칠기가 향상되고 상대적으로 적은 결함을 가지는 박막의 제작에 사용되고 있는 기술이다. (주)인포비온에서는 IBD 기술과 더불어 표면만을 선택적으로 가열할 수 있는 EBA Technology를 사용하여 박막에 Energy를 전달하고, 이를 바탕으로 ITO 박막의 전기적, 광학적, 구조적인 특성의 변화를 관찰 연구했다 [1]. 본 연구에서는 기존의 Sputter 방법과 IBD 방법으로 증착 된 ITO 박막의 전기적, 광학적, 구조적인 특성 변화를 비교 관찰하였고, EBA 후처리로 ITO 박막을 상온에서 처리하여, 박막의 투과도, 면 저항, 미세구조의 변화를 관찰하였다. 각 특성의 변화는 UV-VIS, 4Point-Probe, TEM을 사용하여 분석하였고, 처리 전, 후의 박막의 결합에너지는 XPS로, 박막의 조성변화는 SIMS를 이용하여 각각 분석하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.14 no.6
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• pp.423-429
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• 2005

In this paper, we proposed the fabrication process of the stable e-beam evaporation and the patterning of metals layer on the polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. The metal layer was deposited under the various deposition rate, and its effect to the electrical and mechanical properties (e.g.: adhesion-strength of metal layer) was investigated. The influence of surface roughness to the adhesion-strength was also examined via the tape test. Here, we varied the roughness by changing the reactive ion etching (RIE) duration. The electrode patterning was performed through the conventional photolithography and chemical etching process after e-beam deposition of $200{\AA}$ Ti and $1000{\AA}$ Au. As a result, the adhesion strength of metal layer on the PDMS surface was greatly improved by the oxygen plasma treatment. The e-beam evaporation on the PDMS surface is known to create the wavy topography. Here, we found that such wavy patterns do not effect to the electrical and mechanical properties. In conclusion, the metal patterns with minimum $20{\mu}m$ line width was produced well via the our fabrication process, and its electrical conductance was almost similar to the that of metal patterns on the silicon or glass substrates.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.7
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• pp.459-463
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• 2000

Direct use of negative ions for modification of materials has opened new research such as charging-free ion implantation and new materials syntheses by pure kinetic bonding reactions. For these purposes, a new solid-state ce-sium ion source has been developed in the laboratory scale. In this paper, diamond like carbon(DLC) films were prepared on silicon wafer by a negative cesium ion gun. This system does not need any gas in the chamber; deposition occurs under high vacuum. The ion source has good control of the C- beam energy(from 80 to 150eV). The result of Raman spectrophotometer shows that the degree of diamond-like character in the films, $sp^3$ fraction, increased as ion beam energy increases. The nanoindentation hardness of the films also increases from 7 to 14 GPa as a function of beam energy. DLC films showed ultra-smooth surface(Ra~1$\AA$)and an impurity-free quality.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.229.2-229.2
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• 2013

Yttrium oxide (Y2O3)는 band gap이 5.5 eV 정도로 상대적으로 넓고, 굴절상수가 1.8, 유전율이 10~15, Silicon 과의 격자 불일치가 작은 특성을 가지고 있다. 또한 녹는점이 높아 열적으로 안정하기 때문에 전자소자 및 광학소자에 다양하게 응용되는 물질이다. Y2O3 박막은 다양한 방법으로 증착할 수 있는데, 그 방법에는 e-beam evaporation, laser ablation, sputtering, thermal oxidation, metal-organic chemical vapor deposition, and atomic layer deposition (ALD) 등이 있다. ALD는 기판 표면에 흡착된 원자들의 자기 제한적 반응에 의하여 박막이 증착되기 때문에 박막 두께조절이 용이하고 step coverage와 uniformity 측면에서 큰 장점이 있다. 이전에는 Y(thd)3 and Y(CH3Cp)3 와 같은 금속 전구체를 이용하여 ALD를 진행하여, 증착 속도가 낮고 defect이 많아 non-stoichiometric한 조성의 박막이 증착되는 문제점이 있었다. 이번 연구에서는, (iPrCp)2Y(iPr-amd)와 탈이온수를 사용하여 Y2O3 박막을 증착하였다. Y2O3 박막 증착에 사용한 Y 전구체는 상온에서 액체이고 $192^{\circ}C$ 에서 1 Torr의 높은 증기압을 갖는다. Y2O3 박막 증착을 위하여 Y 전구체는 $150^{\circ}C$ 로 가열하여 N2 gas를 이용하여 bubbling 방식으로 공정 챔버 내로 공급하였다. Y2O3 박막의 ALD window는 $250{\sim}350^{\circ}C$ 였으며, Y 전구체의 공급시간이 5초에 다다르자 더 이상 증착 두께가 증가하지 않는 자기 제한적 반응을 확인할 수 있었다. 그리고 증착된 Y2O3 박막의 특성 분석을 위해 Atomic force microscopy (AFM)과 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES) 를 진행하였다. 박막의 Surface morphology 는 매끄럽고 uniform 하였으며, 특히 고체 금속 전구체를 사용했을 때와 비교하여 수산화물이 거의 없는 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 조성 분석을 통해 증착된 Y2O3 박막이 stoichiometric하다는 것을 알수 있었다. 또한 metal-insulator-metal (MIM) 구조 (Ru/Y2O3/Ru) 의 resistor 소자를 형성하여 저항 스위칭 특성을 확인하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.5 no.5
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• pp.69-77
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• 1996

In this paper, we fabricated the micro hotplate which consisted of a thin film heater(Pt/Cr bilayers) sandwiched with the thermal oxide and E-beam evaporated oxide. And we studied the electrical and the structural properties of Pt/Cr bilayers due to annealing temperature. When we compared the temperature measured from type k thermocouples with the temperature acquired from I.R. thermo-vision system according to the variations of emissivity, the emissivity of I-beam evaporated oxide was 0.5. The sheet resistance of Pt/Cr bilayers didn't depend on the Cr layer thickness, and it was considered as the existence of CrO between the Pt and the Cr layer. When the annealing temperature was increased from $500^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$, the out-diffusions of Cr were increased(which was confirmed by AES depth profile) and the grain size of Pt(220) phase was enlarged also(analyzed by XRD and SEM photographs). From the results of XRD analysis and AES depth profile, the Pt/Cr bilayers annealed at $500^{\circ}C$ were more stable than any other cases in structural properties.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.80-80
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하기 위하여 전자빔을 조사하는 방법과 Al을 이용한 씨앗층 제조법이 비교되어 공정 수행이 이루어진다. 우선, 전자빔 조사를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용하여 ${\sim}10^{20}cm^{-3}$이상의 농도를 갖는 $p^+^+$ 비정질 실리콘 박막을 제조한다. Al의 증착은 DC 스퍼터링법을 이용하여 제조하고 그 두께는 실리콘 박막의 두께와 동일한 조건(350nm)으로 제조한다. 제조된 샘플은 E-beam gun이 달린 챔버로 이동하여 1.4keV의 세기를 가지고 각각 10, 20, 50, 100초를 조사한 후 단면의 이미지를 SEM으로, 결정화 정도를 Raman으로, 결정화 방향 등에 대한 조사를 XRD로 분석 측정한다. 그리고 Hall effect를 통해 전자빔의 조사 전후의 캐리어 농도, 이동도 및 비저항 등에 대한 조사가 이루어진다. 동시에 Al을 촉매로 한 layer교환에 대하여 마찬가지로 분석을 통하여 최종적으로 비교분석이 이루어 진다. 전자빔을 조사한 샘플에 대하여 빠른 시간 및 캐리어농도 제어 등의 우수성이 보이며, 특히 ~98%이상의 결정화율을 보일 것으로 예상된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.6
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• pp.612-616
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• 2009

Transparent conductive oxide (TCO) films have been widely used in the field of flat panel display industry. Transparent conductive indium zinc oxide (IZO) thin films with excellent chemical stability have attracted much attention as an alternative material for indium tin oxide (ITO) films. In this study, using a $In_2O_3$ and ZnO powder mixture with a ratio of 90 : 10wt% as a target, IZO films were prepared on polynorbornene (PNB) substrates by electron beam evaporation. The effect of substrate temperature and $O_2$ introduction flow rate were investigated in terms of electrical and optical properties of deposited IZO films. The best electrical and optical properties we obtained from this study were sheet resistance value of $5.446{\times}10^2{\Omega}/{\boxempty}$ and optical transmittance of 87.4% at 550 nm at $O_2$ introduction flow rate of 4 sccm, deposition rate of $2{\AA}$/sec, thickness of 1000 $\AA$ and substrate temperature of $150^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2005.10a
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• pp.593-597
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• 2005

FIB equipment can perform sputtering and chemical vapor deposition simultaneously. It is very advantageously used to fabricate a micro structure part having 3D shape because the minimum beam size of ${\phi}$ 10nm and smaller is available. Currently FIB is not being applied in the fabrication of this micro part because of some problems to redeposition and charging effect of the substrate causing reduction of accuracy with regards to shape and productivity. Furthermore, the prediction of the material removal rate information should be required but it has been insufficient for micro part fabrication. The paper have the targets that are FIB-CVD characteristic analysis and minimum line pattern resolution achievement fur 3D micro fabrication. We make conclusions with the analysis of the results of the experiment according to beam current, pattern size and scanning parameters. CVD of 8 pico ampere shows superior CVD yield but CVD of 1318 pico ampere shows the pattern sputtered. And dwell time is dominant parameter relating to CVD yield.