• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.351-351
• /
• 2013

한국 전체 에너지 사용량 중약 24%의 에너지가 건축물 부분에 소비되고 있다. 건축물의 벽체나 유리창 등을 통해서 에너지 손실이 이루어지는데 유리창은 벽체에 비해 약 10배 이상 낮은 단열 특성을 가지고 있기 때문에 유리창을 통한 열손실량은 더 크다. 이러한 유리창 부분의 열손실 문제를 해결할 수 있는 방안으로 좋은 단열 특성 및 낮은 방사율을 가지고 있는 Low-e coating 방법을 사용하였다. 본 실험에서는 XG glass 기판 위에 IGZO/Ag/IGZO OMO 구조의 다층 박막을 증착하였다. RF magnetron sputtering방법을 이용하여 OMO 구조의 상부와 하부의 Oxide layer로 IGZO 박막을 증착하였다. 사용된 IGZO 타겟은 $In_2O_3$ (99.99%), $Ga_2O_3$ (99.99%), ZnO (99.99%)의 분말을 각각 1:1:1 mol% 조성비로 혼합하여 소결하여 제작하였다. Thermal Evaporator 장비를 이용하여 OMO 구조의 Metal layer로 Ag (99.999%)를 증착하였다. 실험 기판은 크기 $30{\times}30mm$의 0.7T XG glass를 사용하였다. OMO 구조의 산화층 IGZO 박막은 상/하층 동일 조건으로 기판 온도는 실온으로 고정하였으며, 초기 압력 $3.0{\times}10^{-6}$ Torr, 증착 압력 $3.0{\times}10^{-2}$ Torr, RF 파워 50W, Ar 유량 50 sccm로 고정시키고 증착 시간이 변화하면서 박막을 증착하였다. OMO 구조의 Metal layer로 Ag 증착 조건은 초기 진공도가 약 $6.0{\times}10^{-6}$ Torr 이하로 유지하고 기판을 2 Rpm의 속도로 회전시켰다. 이후 0.3 V로 Ag를 10분간 가열하여 충분히 녹인 후 Film Thickness Monitor로 두께를 확인하였다. OMO 다층 박막의 산화물층 변화에 따라 로이다층 박막의 구조적, 광학적 및 전기적 특성을 분석하였다. XRD 분석결과에 의하여 Bragg's 법칙을 만족하는 피크가 나타나지 않는 비정질 구조임을 확인할 수 있으며, AFM 분석결과에 통해서 최소 1.3 nm의 Roughness를 나타내었다. UV-Visible-NIR 분광광도계를 이용하여 다층 박막은 가시광선 영역에서 평균 80%의 광 투과성을 보여 IR 영역에서 평균 30% 투과하고 좋은 차단 특성을 나왔다. Low-e 특성을 갖는 유리창을 통해서 에너지 절약을 이룰 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.294-294
• /
• 2013

소수성을 띄는 표면은 자연으로부터 시작된 연구이다. 연잎, 소금쟁이 다리, 매미 날개 등 많은 자연의 표면은 150o보다 높은 접촉각을 지니기 때문에 물에 대한 반발이 심해져 약간의 기울임에도 쉽게 물방울이 굴러 떨어지고 이때 먼지를 제거할 수 있다. 자연현상을 이용해 물질 표면의 소수성 제어에 대한 다양한 연구가 진행 중이다. 친수성과 소수성은 일반적으로 표면에서 물방울의 contact angle 측정으로 확인 할 수 있다. Contact angle이 $90^{\circ}$ 작을 경우 친수성, $90^{\circ}$보다 클 경우 소수성이라고 한다. 이러한 기술을 이용해서 solar cell, 자동차 유리, 건물외벽, 등 다양한 분야에서 사용하고 있으며, 소수성 구조를 만드는 방법으로는 laser ablation, wet etching, 리소그라피 공정이 있는데, laser ablation의 경우 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있으며, 반면 가격이 저렴한 wet etching의 경우 제어가 힘들다는 단점을 지니고 있다. 리소그라피 공정은 비싼 비용과 시간을 소비해야 하는 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이러한 단점들을 개선하기 위해 공정 시간의 감소와, 저 비용으로 제작이 가능한 RIE (Recative Ion Etching)로 피라미드 구조를 만들었다. 형성된 구조물에 투명하고 균일하며, 낮은 계면에너지를 갖고 있는 PDMS (polydimethelsiloxine)로 mold을 수행하였다. RIE를 이용한 표면 구조는 Gas, Flow rate, Pressure, Power, Time 등을 조절하여 단결정 실리콘 기판 위에 피라미드의 크기를 조절하였다. 피라미드의 크기가 커짐에 따라 물과 PDMS가 닿는 면적이 줄어들면서 높은 소수성을 가지게 되는데, 높은 소수성 구조를 가지는 피라미드 형상을 찾기 위한 실험을 진행하였다. RIE 조건은 Flow rate: 30 sccm, Temperature: $10^{\circ}C$ Pressure: 100 mTorr, Power: 200 W, Process Time: 5~50 min으로 조절하며 공정을 수행하였고 RIE공정 후 SAMs (Self-Assembly Monolayers)을 진행하였으며, 마지막으로 PDMS를 이용하여 mold공정을 진행하였다. 그리고 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 이용하여 Etching된 단면을 관찰하였으며, 접촉각을 측정하였다. Process Time을 50 min로 공정하였을 때, 측정된 접촉각은 $134^{\circ}$였다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제48권6호
• /
• pp.297-302
• /
• 2015

Nanocrystalline diamond(NCD) coated aluminium plates were prepared and applied as heat sinks for LED modules. NCD films were deposited on 1 mm thick Al plates for times of 2 - 10 h in a microwave plasma chemical vapor deposition reactor. Deposition parameters were the microwave power of 1.2 kW, the working pressure of 90 Torr, the $CH_4/Ar$ gas ratio of 2/200 sccm. In order to enhance diamond nucleation, DC bias voltage of -90 V was applied to the substrate during deposition without external heating. NCD film was identified by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The Al plates with about 300 nm thick NCD film were attached to LED modules and thermal analysis was carried out using Thermal Transient Tester (T3ster) in a still air box. Thermal resistance of the module with NCD/Al plate was 3.88 K/W while that with Al plate was 5.55 K/W. The smaller the thermal resistance, the better the heat emission. From structure function analysis, the differences between junction and ambient temperatures were $12.1^{\circ}C$ for NCD/Al plate and $15.5^{\circ}C$ for Al plate. The hot spot size of infrared images was larger on NCD/Al than Al plate for a given period of LED operation. In conclusion, NCD coated Al plate exhibited better thermal spreading performance than conventional Al heat sink.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.273-279
• /
• 1999

Si(001)을 기판으로 한 GaN 박막을 성장하기 위하여 hot wall epitaxy(HWE) 장치를 자체 제작하였다. HWE 장치를 이용하여 Si(001) 기판 위에 GaN 박막에 대한 상온에서의 광 발광(PL) 측정에서 GaN 초기층 성장온도가 $700^{\circ}C$ 보다 낮은 온도 조건에서 성장된 GaN 박막이 Zinc blende 구조와 Wurzite 구조가 혼합되어 성장되어지는 것으로 추측되며, $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 성장된 GaN 박막이 주로 wurtzite 구조로 성장된다는 것을 알 수 있다. 그리고 x-선 회절 측정으로부터 성장한 GaN 박막이 Zinc blende와 Wurtzite의 두가지 구조가 혼합된 형태로 성장되었다는 것을 알 수 있었다. GaN 박막을 성장하기 위한 조건에서 초기층 성장조건은 증발부의 온도 $860^{\circ}C$와 기판부의 온도가 $720^{\circ}C$ 근처에서 4분동안 성장하였을 때 Wurtzite의 특성을 보이며, GaN 박막의 성장조건은 기판부의 온도 $1020^{\circ}C$, 증발부의 온도 $910^{\circ}C$에서 그리고 Ammonia gas의 유량을 120 sccm으로 하였을 때 보다 안정한 Wurtzite 구조특성을 보이게 되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
• /
• pp.162-163
• /
• 2008

이 논문에서는 Polyimide 기판의 $O_2$ 플라즈마 처리효과에 따른 GZO 박막의 구조적, 전기적, 광학적인 특성을 고찰하였다. ICP-RIE 방법을 이용하여 Polyimide 기판의 $O_2$ 플라즈마 처리의 변수로 RF power와 처리시간을 각 100 ~ 400 W, 120 ~ 600 초까지 조절하였다. RF 스퍼터링 방법으로 $O_2$ 플라즈마 처리효과에 따른 Polyimide 기판을 4인치의 GZO(ZnO : 95 wt%, $Ga_2O_3$ 5 wt%) 타겟을 사용하여 RF power 90 W, 공정압력 5 mTorr, Ar gas 20 sccm, 기판거리 5 cm, 박막두께 500nm, 상온의 조건으로 GZO 박막을 증착 하였다. Polyimide 기판에 $O_2$ 플라즈마 처리를 하지 않고 증착한 GZO 박막의 비저황은 $1.02\times10^{-2}\Omega$-cm 이었고 RF power 100W, 처리시간 120 초로 $O_2$ 플라즈마 처리 후에 증착한 GZO 박막의 비저항이 $1.89\times10^{-3}\Omega$-cm인 최적의 값이 측정되었으며 RF power가 증가할수록 투과도는 감소하였지만 처리시간의 변화에 따라서는 투과도 변화가 거의 없었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제26권11호
• /
• pp.826-830
• /
• 2013

In this paper, we carried out the investigations of both etch characteristics and mechanisms for the $SnO_2$ thin films in $O_2/BCl_3/Ar$ plasma. The dry etching characteristics of the $SnO_2$ thin films was studied by varying the $O_2/BCl_3/Ar$ gas mixing ratio. We determined the optimized process conditions that were as follows: a RF power of 700 W, a DC-bias voltage of - 150 V, and a process pressure of 2 Pa. The maximum etch rate was 509.9 nm/min in $O_2/BCl_3/Ar$=(3:4:16 sccm) plasma. From XPS analysis, the etch mechanism of the $SnO_2$ thin films in the $O_2/BCl_3/Ar$ plasma can be identified as the ion-assisted chemical reaction while the role of ion bombardment includes the destruction of the metal-oxide bonds as well as the cleaning of the etched surface form the reaction products.

• Applied Science and Convergence Technology
• /
• 제26권2호
• /
• pp.34-41
• /
• 2017

A 2.45 GHz microwave plasma with linear antenna has been prepared for hydrophobic and wear-resistible surface coating of carbon steel. Wear-resistible properties are required for the surface protection of cutting tools and achieved by depositing a hydrogenated amorphous carbon film on steel surface through linear microwave plasma source that has $TE_{10}-TEM$ waveguide. Compared to the existing RF plasma source driven by 13.56 MHz, linear microwave plasma source can easily generate high density plasma and provide faster deposition rate and wider process windows. In this study, $Ar/CH_4$ gas mixtures are used for hydrogenated amorphous carbon film deposition. When microwave power of 1000 W is applied, 40 cm long uniform $Ar/CH_4$ plasma could be obtained in gas pressure of 200~400 mTorr. The Vickers hardness measurement of hydrogenated amorphous carbon film on steel surface was evaluated. It was found the optimized deposition condition at $Ar:CH_4=25:25$ sccm, 300 mTorr with microwave power of 1000W and RF bias power of 100W. By deposition of hydrogenated amorphous carbon film, contact angle on steel surfaces increases from $43.9^{\circ}$ to $93.2^{\circ}$.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.19-30
• /
• 1997

고분자 Polyimide (PI) film 표면을 반응성 가스 분위기에서 1KeV의 에너지를 가지 는 여러 종류의 이온빔으로 조사하여 표면을 개질하였다. PI표면의 친수성과 표면에너지를 측정하기 위해 접촉각 측정기를 사용하였으며 개질 된 표면의 화학적 변화를 측정하기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하였다. 표면 개질을 위한 이온조사량은 5 $\times$1014 -1$\times$1017 ions/cm2이며 반응가스는 0-8scm까지 변화시켰다. 아르곤 이온빔으로 표면 개질시에는 67。에서 40。까지 감소하였고 표면에너지는 46 dyne/cm에서 64dyne/cm까지 증가하였다. 산소를 6sccm 주입하면서 산소 이온빔으로 표면 개질시 물과의 접촉각은 67。 에서 최대 12。까지 감소하였으며 표면에너지는 46dyne/cm에서 72dyne/cm까지 증가하였고 이때의 이온조사량은 5$\times$1014 -1$\times$1017 ions/cm2 이였다. 여러 종류의 반응성 가스와 이온을 사용하여 개질하여 본 결과 산소분위기에서 산소 이온을 이용하여 개질 하였을 때 접촉각이 8。인 표면을 얻을수 있었다, 산소분위기에서 아르곤 이온빔으로 1$\times$1017 ions/cm2 의 이온 조사량으로 개질 된 Pi 시료를 대기 중에 보관하였을 때에는 110시간 후 65。로 증가하였고 물속에서 보관하였을 때에는 46。로 증가하였다. 그러나 산소 이온빔에 산소분위기에서 개 질 된 시료의 경우 물속에 보관할 경우 접촉강의 증가없이 일정한 값을 나타내었다. 이온조 사로 개질된 시료의 화학적 변화를 확인하기 위하여 XPS 사용하였다. 표면 개질 전의 PI 시료와 산소 분위기에서 1$\times$1017 ions/cm2의 아르곤 이온빔으로 개질한 XPS peak 결과로 보아 Cls의 spectra를 보면 C-C, C-N 그리고 C=O의 결합들은 intensity가 감소하였고 C-O 의 intensity는 증가하였다. Nls peak로 보아 imide N 성분은 이온빔의 조사로 인하여 감소 하였고 C-O의 intensity는 증가하였다. Nls peakk로 보아 imide N성분은 이온빔의조사로 감소하였고 Ols peak로 보아 C-O는 증가하였고 C=O는 약간의 감소가 나타났다. 또한 이온 보조 반응법을 이용하여 처리한 시료의 경우 접착력이 증가하는데 이는 주로 C-O 결합의 산소와 Cu와의 상호작요에 의한 것임을 알수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제28권10호
• /
• pp.665-669
• /
• 2015

We investigated and compared two methods of in-situ oxidation and chemical etching treatment (CET) to remove the boron rich layer (BRL). The BRL is generally formed during boron doping process. It has to be controlled in order not to degrade carrier lifetime and reduce electrical properties. A boron emitter is formed using $BBr_3$ liquid source at $930^{\circ}C$. After that, in-situ oxidation was followed by injecting oxygen of 1,000 sccm into the furnace during ramp down step and compared with CET using a mixture of acid solution for a short time. Then, we analyzed passivation effect by depositing $Al_2O_3$. The results gave a carrier lifetime of $110.9{\mu}s$, an open-circuit voltage ($V_{oc}$) of 635 mV at in-situ oxidation and a carrier lifetime of $188.5{\mu}s$, an $V_{oc}$ of 650 mV at CET. As a result, CET shows better properties than in-situ oxidation because of removing BRL uniformly.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제27권8호
• /
• pp.516-521
• /
• 2014

An excellent hydrophobic surface has a high contact angle over 147 degree and the contact angle hysteresis below $5^0$ was produced by using roughness combined with hydrophobic PTFE coatings, which were also confirmed to exhibit an extreme adhesion to glass substrate. To form the rough surface, the glass was etched by Ar-plasma. A very thin PTFE film was coated on the plasma etched glass surface. Roughness factors before or after PTFE coating on the plasma etched glass surface, based on Wensel's model were calculated, which agrees well with the dependence of the contact angle on the roughness factor is predicted by Wensel's model. The PTFE films deposited on glass by using a conventional rf-magnetron sputtering. The glass substrates were etched Ar-plasma prior to the deposition of PTFE. Their hydrophobicities are investigated for application as a anti-fouling coating layer on the screen of displays. It is found that the hydrophobicity of PTFE films mainly depends on the sputtering conditions, such as rf-power, Ar gas content introduced during deposition. These conditions are closely related to the deposition rate or thickness of PTFE film. Thus, it is also found that the deposition rate or the film thickness affects sensitively the geometrical morphology formed on surface of the rf-sputtered PTFE films. In particular, 1,950-nm-thick PTFE films deposited for 30 minute by rf-power 50 watt under Ar gas content of 20 sccm shows a very excellent optical transmittance and a good anti-fouling property and a good durability.