• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.447-447
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• 2010

일찍이 $SiO_2$ (Silicon dioxide) 박막은 다양한 분야에서 유전층, 부식 방지층, passivation층 등의 역할을 해왔다. 그리고 이러한 박막 공정은 대부분 진공의 환경에서 그 공정이 이루어지고 있다. 하지만 이러한 진공 system은 chamber, loadlock 그리고 펌프 등의 다양한 진공장비로 인한 생산 비용 증가, 공정의 복잡성뿐만 아니라 공정의 대면적화에 어려움을 지니고 있다. 그리고 최근 flexible display의 제조 공정에서 polymer 혹은 plastic 기판을 제조 공정에 적용시키기 위해 저온 공정이 필수적으로 요구 되고 있다. 이러한 기술적 한계를 뛰어 넘기 위해 최근 많은 연구가들은 atmospheric pressure plasma enhanced chemical vapor deposition (AP-PECVD)에 대해 지속적으로 다양한 연구를 하고 있다. 본 연구에서는 remote-type의 modified pin-to-plate dielectric barrier discharge (DBD) 시스템을 이용한 $SiO_2$ 무기 박막 증착에 관해 연구하였다. $O_2$/He/Ar의 gas와 5 kV AC power (30 kHz)의 전원장치를 통해 고밀도 대기압 플라즈마를 발생시켰고, silicon precursor로는 hexamethyldisilazane (HMSD)를 사용하였다. 먼저 HMDS와 $O_2$ gas의 flow rate 변화에 따른 증착률을 조사하였고 그 다음으로 박막의 조성 및 표면 특성을 조사하였다. HMDS의 유량이 100 ~ 300 sccm으로 증가함에 따라 증착속도는 증가했다. 하지만 FT-IR을 통해 HMDS의 유량이 증가하면 반응에 참여할 산소 분자의 부족으로 인해 $-(CH_3)_X$의 peak intensity가 증가하고, -OH의 peak intensity가 점차 감소함을 관찰 할 수 있었다. 또한 증착된 박막의 표면에 particle과 불균일한 surface morphology 등을 SEM image를 통해 관찰 하였다. 산소 유량이 탄소와 관련된 많은 불순물들의 제거에 도움이 됨에도 불구하고 14 slm 이상의 산소가 반응기 내로 주입되게 되면 대기압 플라즈마의 discharge가 불안정하게 되어 공정효율을 저하시키는 요소가 되었다. 결과적으로 HMDS (150 sccm)/$O_2$ (14 slm)/He (5 slm)/Ar (3 slm)의 조건에서 약 42.7 nm/min 증착률을 가지며, 불순물이 적고 surface morphology가 깨끗한 $SiO_2$ 박막을 증착할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.282-282
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• 2010

결정질 태양전지는 상대적으로 고효율이 보장되며, 낮은 공정 비용 등의 이유로 널리 사용되고 있는 기술이다. 결정질 태양전지의 효율을 증가시키는 공정 방법에는 표면 구조화, 도핑 농도, 반사방지막, 금속전극 형성 등이 있다. 특히, 도핑 공정에서 도핑 농도를 변화시킬 수 있으며, 이에 의하여 면 저항값을 변화 시킬 수 있다. 본 연구에서는 결정질 태양 전지에서 도핑 농도의 조절에 의한 이상적인 sheet resistance를 얻기 위한 실험을 진행하였다. 3개의 실험 set을 두고 각각의 경우를 실험하였다. 본 연구에서는 Pre-deposition과 drive-in 방법을 사용한 doping의 2가지 step으로 실험을 진행하였다. pre-deposition의 시간 condition은 21분으로 하였다. $N_2$ 분위기에서 $O_2$와 $POCl_3$ 의 비율을 각각 100sccm, 200sccm으로 하여 실험을 진행하였다. 변수인 온도의 경우는 각각의 set에 대하여, $830^{\circ}C$, $840^{\circ}C$, $850^{\circ}C$ 로 가변하였다. pre-deposition을 끝낸 뒤, sheet resistance의 값은 각각 $75{\sim}90\;\Omega/square$, $68{\sim}75\;\Omega/square$, $56{\sim}63\;\Omega/square$의 값을 나타내었다. 도핑의 경우에는 drive-in 방법을 사용하였으며, 모든 경우에서 20분에서 $890^{\circ}C$에서 진행하였다. 최종 sheet resistance의 값은 각각의 경우 최대 $33\;\Omega/square$, $34\;\Omega/square$, $30\;\Omega/square$의 값을 나타내었다. $40{\sim}45\;\Omega/square$ 정도의 sheet resistance가 많은 연구에서 이상적인 sheet resistance로 연구되고 있다. 본 연구에서 두 번째 조건이 이상적인 sheet resistance에 가장 접근 하였음을 확인 할 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제9권3호
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• pp.257-262
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• 1999

MOCVD를 이용하여 $SiO_2$로 패턴된 GaN/sapphire 기판상에서 $NH_3$유량과 성장온도가 GaN 성장의 선택성과 성장 특성에 미치는 영향을 조사하였다. $NH_3$유량을 500~1300sccm, 성장온도를 $950~1060^{\circ}C$로 변화시켜 성장변수에 따른 영향을 주사전자현미경으로 관찰하였다.$NH_3$유량이 증가할수록 성장선택성이 향상되었으나 기판윈도우에서 성장되는 GaN 형상변화에는 큰 영향을 미치지 못하였다. 성장온도가 높을수록 GaN의 성장선택성이 향상됨이 관찰되었다. 패턴 모양을 원형, 선형, 방사선모양(선형 패턴을 30, $45^{\circ}$로 회전)으로 제작하여 GaN 성장을 수행한 후 관찰한 결과 {1101}으로 이루어진 Hexagonal 피라밋 형상과 마스크층 위로의 측면성장을 얻을 수 있었으며, 성장조건에 따른 <1100>와 <1210>의 방향으로의 측면성장속도의 차이를 관찰할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제19권7호
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• pp.376-381
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• 2009

Indium Tin Oxide (ITO) thin films on Polyethylene Terephtalate (PET) substrate were prepared by Roll-to-Roll sputter system with targets of 5 wt% and 10 wt% $SnO_2$ at room temperature. The influence of the chromaticity (b*) and transmittance properties of the ITO Films were investigated. The ITO thin films were deposited as a function of the DC power, rolling speed, and Ar/$O_2$ gas flow ratio, and then characterized by spectrophotometer. Their crystallinity and surface resistance were also analyzed by X-ray diffractometer and 4-point probe. As a result, the chromaticity (b*) and transmittance of the ITO films were broadly dependent on the thickness, which was controlled by the rolling speed. When the ITO films were prepared with the DC power of 300 W and the Ar/$O_2$ gas flow ratio of 30/1 sccm using 10 wt% $SnO_2$ target as a function of the rolling speeds 0.01 through 0.10 m/min, its chromaticity (b*) and transmittance were about -4.01 to 11.28 and 75.76 to 86.60%, respectively. In addition, when the ITO films were deposited with the DC power of 400W and the Ar/$O_2$ gas flow ratio of 30/2 sccm used in 5 wt% $SnO_2$ target, its chromaticity (b*) and transmittance were about -2.98 to 14.22 and 74.29 to 88.52%, respectively.

• 한국재료학회지
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• 제20권3호
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• pp.111-116
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• 2010

Chloride-based fluxes such as NaCl-KCl are used in the refining of Al melt. The vapor pressure of the chloride is one of the fundamental pieces of information required for such processes, and is generally high at elevated temperatures. In order to measure the vapor pressure for chlorides, the apparatus for the transpiration method was assembled in the present study. The vapor pressure of $ZnCl_2$ and $FeCl_2$, which is related with the process of aluminum refining and the recovery of useful elements from iron and steel industry by-products, was also measured. In the measurement of vapor pressure by the transpiration method, the powder of $ZnCl_2$ or $FeCl_2$ in a alumina boat was loaded in the uniform zone of the furnace with a stream of Ar. The weight loss of $ZnCl_2$ and $FeCl_2$ after holding was measured by changing the flow rate of Ar gas (10 sccm -230 sccm), and the partial pressures of $ZnCl_2$ and $FeCl_2$ were calculated. The partial pressures within a certain range were found to be independent of the flow rate of Ar at different temperatures. The vapor pressures were measured in the temperature range of 758-901K for $ZnCl_2$ and 963-983K for $FeCl_2$. The measured results agreed well with those in the literature.

• 한국표면공학회지
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• 제25권5호
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• pp.271-281
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• 1992

Amorphous hydrogenated silicon carbide(a-Si1-xCx : H) films have been prepared by the rf sputtering using a silicon target in a gas mixture of Argon and methane with varying methane gas flow rate(fCH) in the range of 1.5 to 3.5 sccm at constant Argon flow rate of 30sccm and rf power in the range of 3 to 6 W/$\textrm{cm}^2$. The effects of methane flow rate and rf power on the structure and optical properties of a-Si1-xCx : H films have been analysed by measuring both the IR absorption spectrum and the UV transmittance for the films. With increasing the methane flow rate, the optical band gap(Eg) of a-Si1-xCx : H films increases gradually from 1.6eV to the maximum value of 2.42eV at rf power of 4 W/$\textrm{cm}^2$, which is due to an increases in C/Si ratio in the films by an significant increase in the number of C-Hn bonds. As the rf power increases, the number of Si-C and Si-Hn bonds increases rapidly with simultaneous reduction in the number of C-Hn bonds, which is associated with an increase in both degree of methane decomposition and sputtering of silicon. The effects of rf power on the Eg of films are considerably influenced by the methane flow rate. At low methane flow rate, the Eg of films decreased from 2.3eV to 1.8eV with the rf power. On the other hand, at high methane flow rate, that of films increased slowly to 2.4eV.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.18-24
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• 2022

건축용 유리생산공정에서 유리의 평활도 제어를 위한 주석욕조에서 발생하는 폐주석 산화물로부터 천연가스를 이용하여 주석을 회수하는 건식환원공정을 제안하고 환원거동을 고찰하였다. 천연가스 건식환원시스템은 20kg급 연속생산 수직형 반응로로 상부취입, 하부토출 방식으로 시스템을 정립하였다. 모든 반응온도 조건에서 투입가스량이 증가할수록 회수율이 높아지는 결과를 얻었으며, 800℃, 4sccm 조건에서 97.2%의 회수율을 보였다. 반응가스분석결과 23%의 수소를 확인하였으며, 16.6%의 메탄가스 수소전환율을 보였다. 천연가스 환원 주석의 환원반응을 고찰함으로써 폐자원 환원/회수기술 정립에 대한 기초자료를 정립하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권1호
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• pp.18-22
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• 2023

We have investigated the effect of the concentration of oxygen vacancies on the characteristics of Mo-doped ZnO (MZO) thin films for the TCO (transparent conducting oxide). For this purpose, MZO thin films were deposited by RF magnetron sputtering at different substrate temperature from room temperature to 300℃. The electrical resistivity of the MZO films decreases with increasing substrate temperature up to 100℃ and then gradually increases at higher temperatures. To investigate the influences of the ambient gases, the flow rate of oxygen and hydrogen in argon was varied from 0.1 sccm to 0.5 sccm. The MZO thin films were preferentially oriented to the (002) direction, regardless of the ambient gases used. The electrical resistivity of the MZO thin films increased with increasing O₂ flow rates, whereas the electrical resistivity decreased sharply under an Ar+H₂ atmosphere and was nearly the same, regardless of the H₂ flow rate used. As the oxygen vacancy concentration increases, the resistivity intended to decrease. In conclusion, Oxygen vacancy affects the MZO thin film's electrical characteristics. All the films showed an average transmittance of over 80% in the visible range.

• 한국표면공학회지
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• 제57권1호
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• pp.22-30
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• 2024

This study reports a direct growth of carbon nanotubes (CNTs) on the surface of LiCoO₂ (LCO) powders to apply as highly efficient cathode materials in lithium-ion batteries (LIB). The CNT synthesis was performed using a thermal chemical vapor deposition apparatus with temperatures from 575 to 625 ℃. Ferritin molecules as growth catalyst of CNTs were mixed in deionized (DI) water with various concentrations from 0.05 to 1.0 mg/mL. Then, the LCO powders was dissolved in the ferritin solution at a ratio of 1g/mL. To obtain catalytic iron nanoparticles on the LCO surface, the LCO-ferritin suspension was dropped in silicon dioxide substrates and calcined under air at 550℃. Subsequently, the direct growth of CNTs on LCO powders was performed using a mixture of acetylene (10 sccm) and hydrogen (100 sccm) for 10 min. The growth behavior was characterized by scanning and transmission electron microscopy, Raman scattering spectroscopy, X-ray diffraction, and thermogravimetric analysis. The optimized condition yielding high structural quality and amount of CNTs was 600 ℃ and 0.5 mg/mL. The obtained materials will be developed as cathode materials in LIB.

• 한국안광학회지
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• 제15권4호
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• pp.361-366
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• 2010

목적: Hollow Cathode Discharge방법을 이용한 HCD 이온플레이팅 장비를 제작하였고, 이 장비를 이용하여 stainless steel 위에 TiN 박막을 질소 가스양을 변화하면서 코팅하였으며, 이때 TiN 박막의 미세색상변화를 분석하였다. 방법: 질소 가스에 대한 TiN박막의 미세색상변화를 광학적으로 관찰하기 위해 분광복사계와 분광광도계를 사용하였고, 질소 가스에 대한 TiN 박막의 성분 변화를 알기위해 XPS로 분석하였다. 결과: 질소가스 120 sccm의 TiN 박막의 CIE 색좌표는 (0.382, 0.372)로 은색과 금색의 혼합색으로 나타나고 질소 가스양이 증가함에 따라 x, y값 둘다 조금씩 커져 금색이 점점 진해지는 것을 알 수 있었다. 또한 분광광도계에 의한 TiN 박막의 반사율에 있어서 질소 가스양이 증가함에 따라 550 nm 파장근처에서의 반사율의 기울기가 대체적으로 점점 커지는 것을 알 수 있었다. 그리고 XPS를 사용하여 Ti scan 한 결과, $N_2$ 성분에서 유래된 458 eV의 조그마한 피크는 조금씩 더 들어가며 TiN 성분에서 유래된 455 eV의 큰 피크는 약간씩 커지는 것을 볼 수 있었다. 결론: 질소 가스양이 120 sccm인 TiN 박막에서는 표면에 있는 TiC 성분과 표면과 내부에 존재하는 $N_2$, TiN 성분으로 인해 은색과 금색의 혼합색으로 나타났으나, 질소 가스양이 증가함에 따라 TiN 성분이 다른 성분에 비해 점점 많아져 금색이 점점 진해진 것으로 유추할 수 있었다.