• Korean Journal of Materials Research
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• v.1 no.2
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• pp.99-104
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• 1991

Trantalum thin films have been prepared by DC sputtering onto As, P, and $BF_2$-implanted ($5{\times}10^15cm^-2$) poly-silicon. The heat treatments by rapid thermal annealing(RTA) have been applied to these samples for the formation of silicides. We have studied the application possibility of Ta-silicide as gate electrode and bit line. The silicide formation and the dopant diffusion after the heat treatment were investigated by various methods, such as four-point probe, X-ray, SEM cross sectional views, ${\alpha}$-step, and SIMS, The tantalum disilicide($TaSi_2$) are formed in the temperature above $800^{\circ}C$, and grown in colummar structure. $TaSi_2$ has a good surface roughness, having range from $80{\AA}\;to\;120{\AA}$, and implanted dopants are incoporated into the $TaSi_2$ layer during the RTA temperature.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.24 no.9
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• pp.755-759
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• 2011

$Cu(In_{1-x},Ga_x)Se_2$ thin films have been considered as an effective absorber material for high efficient solar cells. In this paper, the CIGS thin films with varied Ga content were prepared using a co-evaporation process of three stage. We carry out structure and electrical optical property on the thin film in varied Ga content. CIGS thin films have been characterized by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), energy-dispersive spectroscopy(EDS), four-point probe measurement, and the Hall measurement. To optimize Ga contents, Ga/(In+Ga) ratio were changed from 0.13 to 0.72. At this time the carrier concentrations were varied from $1.22{\times}10^{11}\;cm^{-3}$ to $5.07{\times}10^{16}\;cm^{-3}$, and electrical resistivity were varied from $1.11{\times}10^0\;{\Omega}-cm$ to $1.08{\times}10^2\;{\Omega}-cm$. A strong <220/204> orientation and a lager grain size were obtained at a Ga/(In+Ga) of 0.3. We were able to achieve conversion efficiency as high as 15.95% with a Ga/(In+Ga) of 0.3.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.11a
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• pp.215-219
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• 2004

Metal-chelate derivatives have been investigated intensively as an emitting layer and recognize to have excellent electroluminescence(EL) properties. We synthesized new luminescent material, 1,4-dihydoxy-5,8-naphtaquinone $Aiq_3$ complex($Al_2Nq_4$) and investigated the electrical optical properties. OLED has potential candidates for information display with merits of thickness, low power and high efficiency. Although the OLED show a lot of advantages for information display, it has the limit of inorganic(metal)/ organic interface. In this study, the two methods are used to study the interface of metal/organic in OLED. First, we treated $O_2$ plasma on an ITO thin film by using RIE system, and analyzed the ingredient of ITO thin film according to change of the processing conditions. We used the RDS and the XPS for the ingredient analysis of the surface and bulk. We measured electrical resistivity using Four-Point-Probe and calculated sheet resistance, and ITO surface roughness was measured by using AFM. We fabricated OLED using substrate that was treated optimum ITO surface. Second, we used the buffer layer of CuPc to improve the characteristics of the interface and the hole injection in OLED. The result of the study for electrical and optical properties by using I V L T System(Flat Panel Display Analysis System), we confirmed that the electrical properties and the luminance properties were improved.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.165-165
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• 2007

투명전도박막은 ITO, $SnO_2$, ZnO, 등이 있으나 $SnO_2$는 자외선 영역까지 투과시키는 우수한 광학적 특성을 나타내지만, 상당히 큰 전기저항으로 인해 현재는 현재 ITO가 널리 이용되고 있다. ITO(Indium Tin Oxide)박막은 자외선 영역에서 반사율이 높으며 가시광선영역에서는 80%이상의 뛰어난 투과율을 가지고 있다. 또한 낮은 전기저항과 넓은 광학적 밴드갭 때문에 가장 유용한 투과전도성 재료 중에 하나이다. 이러한 특성 때문에 여러 가지 문자 표시소자의 투명전극, 태양전지의 창재료, 정전차폐를 위한 반도체 포장재료, 열반사막, 면발열체, 광전변환 소자에 응용되고 있다. 일반적으로 박막의 제작에는 저항가열법과 전자선가열법, 스퍼터링법의 물리적 증착과 화학적 증착으로 나뉜다. 본 논문에서는 증착온도를 달리 하여 RF-sputtering에 의해 ITO박막을 증착한 후 온도증가에 따른 박막의 특성을 연구하였으며 또한 광역평탄화를 위한 CMP공정을 적용하여 증착온도가 연마에 미치는 영향을 연구하였다. 본 실험에서 사용된 ITO박막은 $2{\times}2Cm$의 Corning glass위에 증착되었으며 타겟은 $In_2O_3$와 $SnO_2$가 9:1로 혼합된 Purity 99.99%이상의 직경 2 inch인 ITO타겟을 사용하였다. 박막 증착시 기판온도는 상온에M $200^{\circ}C$까지 변화시켰으며 RF power는 100W로 일정하게 하였으며 증착압력은 $8{\times}10^{-2}$Torr이였다. CMP공정조건은 헤드속도 60rpm, 플레이튼 속도 60rpm, 슬러리 주입 유량 60mml/min, 압력 $300g/cm^2$이였다. 전기적 특성은 four point probe를 이용하여 측정하였으며 광학적 특성은 UV-Visible Spectrometer를 이용하여 200~900nm의 파장범위에서 광투과도를 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.180-180
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• 2000

Plasma source ion implantation is a new doping technique for the formation of shallow junction with the merits of high dose rate, low-cost and minimal wafer charging damage. In plasma source ion implantation process, the wafer is placed directly in the plasma of the appropriate dopant ions. Negative pulse bias is applied to the wafer, causing the dopant ions to be accelerated toward the wafer and implanted below the surface. In this work, inductively couples plasma was generated by anodized Al antenna that was located inside the vacuum chamber. The outside wall of Al chamber was surrounded by Nd-Fe-B permanent magnets to confine the plasma and to enhance the uniformity. Before implantation, the wafer was pre-sputtered using DC bias of 300B in Ar plasma in order to eliminate the native oxide. After cleaning, B2H6 (5%)/H2 plasma and negative pulse bias of -1kV to 5 kV were used to form shallow p+/n junction at the boron dose of 1$\times$1015 to 5$\times$1016 #/cm2. The as-implanted samples were annealed at 90$0^{\circ}C$, 95$0^{\circ}C$ and 100$0^{\circ}C$during various annealing time with rapid thermal process. After annealing, the sheet resistance and the junction depth were measured with four point probe and secondary ion mass spectroscopy, respectively. The doping uniformity was also investigated. In addition, the electrical characteristics were measured for Schottky diode with a current-voltage meter.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.33-33
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• 2000

일반적으로 GaN-based light emitting diodes(LEDs)는 Top layer위에 금속박막으로 contact을 형성하고 있으며 광소자 구성에 있어 빛은 이러한 금속 contact을 통과할 수 없다. 그러나 만약 이러한 contact이 투명전도막으로 구성될 수 있다면 보다 효율적인 광소자의 구성이 기대되어진다. 특히 GaN photodetector, GaN-based LEDs, GaN vertical cavity surface emitting lasers(VCSELs)등의 소자형성에 있어 투명전도막 contact은 매우 중요하며 그 응용에 앞서 기본적인 구조적, 전기적, 광학적 특성에 대한 연구가 반드시 선행되어져야 한다. 따라서 본 실험에서는 이러한 투명전도막으로써 Indium Tin Oxide(ITO)를 사용하였으며 박막형태의 contact으로 제조하여 n-GaN, p-GaN와 corning glass위에 e-beam evaporation법로써 제조하였다. 또한 각 n-, p-type과 corning glass위에 증착된 ITO박막의 구조적 특성을 분석하기 위하여 x-ray diffractometry(XRD)와 Auger electron spectroscopy(AES)등을 사용하였으며 전기적 특성을 측정하기 위하여 four point probe를 사용하였고 그들의 I-V 곡선을 측정하였다. 또한 UV spectrometry를 사용하여 그들의 광학적 특성을 측정하고자 하였다. ITO 박막의 제조에 있어 기판은 초음파 유기세정 후 HCl과 H2O2(1:1)의 혼합용액을 사용하여 GaO2를 제거하고자 하였으며 이후 초순수로 세척하여 사용하였다. 초기 진공도는 3$\times$10-5 Torr이하였으며 기판온도 50$0^{\circ}C$에서 0.6 /s의 증착속도로 약 2000 증착하였다. 이렇게 제조된 ITO 박막은 5$\times$10-5 Torr이하의 진공분위기에서 $600^{\circ}C$로 열처리를 실시하였으며 열처리 시간의 변화에 따른 그들의 전기적, 구조적, 광학적 특성을 측정하였다. 열처리 과정을 통한 ITO박막은 투과도는 420nm의 영역에서 80%이상을 나타내었으며 이때의 면저항은 약 50ohm/ 이었다. 또한 I-V 곡선 측정에 의한 contact특성의 측정결과 열처리 전의 ITO contact은 n-GaN와 n-GaN에 대해 각각 ohmic과 schottky contact의 일반적인 contact 특성을 나타내었다. 그러나 이러한 contact 특성은 열처리 시간의 변화에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.170-170
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• 2000

Synthetic polymers such as polyimide, polycarbonate, and poly(methyl methacrylate) are long chain molecules which consist of carbon, hydrogen, and heteroatom linked together chemically. Recently, polymer surface can be modified by using a high energy ion beam process. High energy ions are introduced into polymer structure with high velocity and provide a high degree of chemical bonding between molecular chains. In high energy beam process the modified polymers have the highly crosslinked three-dimensionally connected rigid network structure and they showed significant improvements in electrical conductivity, in hardness and in resistance to wear and chemicals. Polyimide films (Kapton, types HN) with thickness of 50~100${\mu}{\textrm}{m}$ were used for investigations. They were treated with two different surface modification techniques: Plasma Source Ion Implantation (PSII) and conventional Ion Implantation. Polyimide films were implanted with different ion species such as Ar+, N+, C+, He+, and O+ with dose from 1 x 1015 to 1 x 1017 ions/cm2. Ion energy was varied from 10keV to 60keV for PSII experiment. Polyimide samples were also implanted with 1 MeV hydrogen, oxygen, nitrogen ions with a dose of 1x1015ions/cm2. This work provides the possibility for inducing conductivity in polyimide films by ion beam bombardment in the keloelectronvolt to megaelectronvolt energy range. The electrical properties of implanted polyimide were determined by four-point probe measurement. Depending on ion energy, doses, and ion type, the surface resistivity of the film is reduced by several orders of magnitude. Ion bombarded layers were characterized by Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS), XPS, and SEM.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.416-416
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• 2010

본 연구에서는 저가격, 대면적화를 위한 롤투롤 스퍼터를 설계&개발하고, 성막직전 PET 기판의 열처리 유무를 통한 ITO 박막을 성막 시킨 저항막 방식의 터치 패널용 투명 전극에 대하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면적 특성을 분석하였다. 롤투롤 스퍼터는 degassing챔버와 스퍼터 챔버가 한 시스템에 구성되었고, Degassing 챔버는 좌우측의 Rewinder/Unwinder 롤러에 의해 감고 풀어지는 PET기판의 수분 및 가스를 중앙부에 위치한 히터를 통해 제거하며, 수분 제거 후 스퍼터 챔버로 옮겨진 1250 mm폭의 PET기판을 Unwinder/Rewinder 롤러에 장착하며, Unwinder 롤러로부터 풀려진 PET 기판은 guide 롤러를 거쳐 cooling drum과의 물리적 접촉에 의해 PET 기판의 냉각이 일어나게 된다. ITO 캐소드 전에 장착된 할로겐 히터 상부로 기판이 지나가면서 열처리가 진행되고 열처리 후 두 개의 ITO 캐소드 상부를 지나면서 연속적으로 ITO 박막이 PET 기판에 성막 되게 된다. ITO 박막의 주요 성막 변수인 DC Power, Ar/$O_2$ 가스 유량비, 기판의 속도는 최적으로 고정하고, 성막 직전 기판의 열처리에 유무에 따른 ITO박막의 필름을 각각 고온 챔버에서 $140^{\circ}C{\times}90min$ 동안 열처리를 통한 내열성 테스트를 진행하여 ITO 필름의 특성 향상을 비교 분석하였다. 분석을 위해 전기적 특성은 four-point probe로 측정했고, 투과도는 Nippon Denshoku사(社)의 COH-300A를 이용해 가시광(550nm)에서 분석했고, FE-SEM으로 ITO박막 의 표면 상태를 분석하였다. 또한 Bending Tester(Z-100)를 이용하여 기계적 안정성을 분석하였다. 성막직전 PET 기판의 열처리를 하지 않은 ITO박막은 고온의 챔버 에서 $140^{\circ}C{\times}90min$ 동안 내열성 테스트 후 면저항이 511($\omega/\Box$)에서 630($\omega/\Box$)으로 높아졌으나, 성막직전 열처리를 통한 ITO 박막인 경우에는 465($\omega/\Box$)에서 448($\omega/\Box$)로 안정화 되었고, 투과율은 성막직전 열처리를 통해 1%향상되어 89%를 보였고, 유연성 또한 보다 우수한 특성을 보였다. 표면 조도는 평균 0.416 nm의 낮은 값을 보였다. 이는 PET 기판의 degassing 공정 중 충분히 제거되지 않은 가스나 불순물을 성막직전 열처리 공정으로 충분히 제거하여 깨끗한 PET 기판 상에 ITO 박막을 성막시키고, 열처리시 기판에 주어진 열에너지에 의해 보다 밀도가 높은 ITO 박막이 성장했기 때문으로 사료 된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.263-263
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• 2010

투명도전막(indium tin oxide; ITO)은 투명하면서도 전기 전도도가 높기 때문에, 액정표시소자(LCD; Liquid Crystal Display), 전자발광소자(ELD; Electroluminescent Display) 및 전자 크로믹 소자(Electrochromic Display)를 포함하는 평판형 표시 소자(FPD; Flat Panel Display)와 태양전지 등에 이용되고 있다. 낮은 비저항과 높은 투과율의 ITO 박막은 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 코팅해야 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 최근 플라스틱과 같은 연성 소자가 전자부품에 널리 이용되면서 ITO를 저온에서 증착해야할 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 ITO를 플라스틱에 적용하기 위한 저온 코팅 공정 및 시편의 전 후처리공정을 개발하여 박막의 특성을 알아보고자 한다. 실험에 사용된 기판은 고투과율의 고분자(polyethylene terephthalate; PET) 필름이며 $5\;{\times}\;10\;cm^2$의 크기로 절단하여 알코올로 초음파 세척을 실시하였고, 진공 용기에 장입한 후 펄스전원을 이용하여 3분간 in-situ 청정을 실시하였다. ITO 코팅은 마그네트론 스퍼터링을 이용하였으며, 코팅시간, 전처리, 후처리, 기판온도, 산소유량 등 코팅 조건에 따른 박막의 특성을 조사하였다. ITO 박막의 코팅 조건에 따른 박막의 결정구조 분석은 x-선 회절(x-ray diffraction; XRD)을 이용하였고, 박막의 표면형상과 두께 보정 및 단면의 미세조직과 결정 성장 여부 등은 투과전자 현미경(transmission electron microscope; TEM)을 이용하여 분석하였다. 또한 ITO 박막의 면저항과 분광특성은 four-point Probe (CMP-100MP, Advanced Instrument Technology), spectrophotometer (UV-1601, SHIMADZU)를 이용하여 측정하였다. ITO 박막의 광학특성 분석 결과 전광선 투과율은 두께에 따라 변화 하였지만, 색차와 Haze 값은 증착 조건에 따라 큰 차이는 보이지 않았다. 그리고 박막의 결정화에 영향을 주는 가장 중요한 인자는 기판온도이지만, 기판온도를 높이지 못할 경우 비평형 마그네트론(unbalanced-magnetron; UBM)에 의해서 플라즈마 밀도를 높이는 방법으로 유사한 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.174-174
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• 2010

Gallium Nitride(GaN) attracts great attention due to their wide band gap energy (3.4eV), high thermal stability to the solid state lighting devices like LED, Laser diode, UV photo detector, spintronic devices, solar cells, sensors etc. Recently, researchers are interested in synthesis of polycrystalline and amorphous GaN which has also attracted towards optoelectronic device applications significantly. One of the alternatives to deposit GaN at low temperature is to use Single Source Molecular Percursor (SSP) which provides preformed Ga-N bonding. Moreover, our group succeeds in hybridization of SSP synthesized GaN with Single wall carbon nanotube which could be applicable in field emitting devices, hybrid LEDs and sensors. In this work, the GaN thin films were deposited on c-axis oriented sapphire substrate by MBE (Molecular Beam Epitaxy) using novel single source precursor of dimethyl gallium azido-tert-butylamine($Me_2Ga(N_3)NH_2C(CH_3)_3$) with additional source of ammonia. The surface morphology, structural and optical properties of GaN thin films were analyzed for the deposition in the temperature range of $600^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$. Electrical properties of deposited thin films were carried out by four point probe technique and home made Hall effect measurement. The effect of ammonia on the crystallinity, microstructure and optical properties of as-deposited thin films are discussed briefly. The crystalline quality of GaN thin film was improved with substrate temperature as indicated by XRD rocking curve measurement. Photoluminescence measurement shows broad emission around 350nm-650nm which could be related to impurities or defects.