• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.138-138
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• 2017

차세대 CMOS 소자의 지속적인 고직접화를 위해서는 높은 gate capacitance와 낮은 gate leakage current를 확보를 위한, 적절한 metal gate electrode와 high-k dielectric 물질의 개발이 필수적으로 요구된다. 특히, gate dielectric으로 적용하기 위한 다양한 high-k dielectric 물질 후보군 중에서, 높은 dielectric constant와, 낮은 leakage current, 그리고 Si과의 우수한 열적 안정성을 가지는 Zr silicates 또는 Hf silicates(ZrSiO4와 HfSiO4) 물질이 높은 관심을 받고 있으며, 이를 원자층 증착법을 통해 구현하기 위한 노력들이 있어왔다. 그러나, 현재까지 보고된 원자층 증착법을 이용한 Zr silicates 및 Hf silicates 공정의 경우, 개별적인 Zr(또는 Hf)과 Si precursor를 이용하여 ZrO2(또는 HfO2)과 SiO2를 반복적으로 증착하는 방식으로 Zr silicates 또는 Hf silicates를 형성하고 있어, 전체 공정이 매우 복잡해지는 문제점 뿐 아니라, gate dielectric 내에서 Zr과 Si의 국부적인 조성 불균일성을 야기하여, 제작된 소자의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점을 나타내왔다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여, 하나의 precursor에 Zr (또는 Hf)과 Si 원소를 동시에 가지고 있는 DNS-Zr과 DNS-Hf bimetallic precursor를 이용하여 새로운 ZrSiO4와 HfSiO4 ALD 공정을 개발하고, 그 특성을 살펴보고자 하였다. H2O와 O3을 reactant로 사용한 원자층 증착법 공정을 통하여, Zr:Si 또는 Hf:Si의 화학양론적 비율이 항상 일정한 ZrSiO4와 HfSiO4 박막을 형성할 수 있었으며, 이들의 전기적 특성 평가를 진행하였으며, dielectric constant 및 leakage current 측면에서 우수한 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로, bimetallic 전구체를 이용한 ALD 공정은 차세대 고성능 논리회로의 게이트 유전물질에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.114.2-114.2
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• 2017

Transparent film heaters (TFHs) based on Joule heating are currently an active research area. However, TFHs based on an indium tin oxide (ITO) monolayer have a number of problems. For example, heating is concentrated in part of the device. Also, heating efficiency is low because it has high sheet resistance ($R_S$). Resistance of indium zinc oxide (IZO) is similar to ITO and it can be used to flexible applications due to its amorphous structure. To solve these problems, our study introduced hybrid layers of IZO/Ag/IZO deposited by magnetron sputtering, and the electrical, optical, and thermal properties were estimated for various thickness of the metal interlayer. It was found that the sheet resistance of the multilayer was mainly dependent on the thickness of the Ag layers. The $R_S$ of IZO(40)/Ag/IZO(40nm) multilayer was 5.33, 3.29, $2.15{\Omega}/{\Box}$ for Ag thickness of 10, 15, and 20nm, respectively, while the $R_S$ of an IZO monolayer(95nm) was $59.58{\Omega}/{\Box}$. The optical transmittance at 550nm for the IZO(95nm) monolayer is 81.6%, and for the IZO(40)/Ag/IZO(40nm) multilayers with Ag thickness 10, 15 and 20nm, is for 72.8, 78.6, and 63.9%, respectively. The defrost test showed that the film with the lowest RS had the highest heat generation rate (HGR) for the same applied voltage. The results indicated that IZO(40)/Ag(15)/IZO(40nm) multilayer has the best suitable property, which is a promising thin film heater for the application in vehicle windshield.

• Current Photovoltaic Research
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• 제1권2호
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• pp.82-89
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• 2013

$Cu_2ZnSnS_4$ thin film have been fabricated by rapid thermal annealing of dc-sputtered metal precursor with Cu/ZnSn/Cu stack in sulfur ambient. A CZTS film with a good uniformity was formed at $560^{\circ}C$ in 6 min. $Cu_2SnS_3$ and $Cu_3SnS_4$ secondary phases were present at $540^{\circ}C$ and a trace amount of $Cu_2SnS_3$ secondary phase was present at $560^{\circ}C$. Single-phase large-grained CZTS film with rough surface was formed at $560^{\circ}C$. Solar cell with best efficiency of 4.7% ($V_{oc}=632mV$, $j_{sc}=15.8mA/cm^2$, FF = 47.13%) for an area of $0.44cm^2$ was obtained for the CZTS absorber grown at $560^{\circ}C$ for 6 min. The existence of second phase at lower-temperature annealing and rough surface at higher-temperature annealing caused the degradation of cell performance. Also poor back contact by void formation deteriorated cell performance. The fill factor was below 0.5; it should be increased by minimizing voids at the CZTS/Mo interface. Our results suggest that CZTS absorbers can be grown by rapid thermal annealing of metallic precursors in sulfur ambient for short process times ranging in minutes.

• 센서학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-21
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• 2015

Transparent and conductive multilayer thin films consisting of three alternating layers FZTO/Ag/$WO_3$ have been fabricated by radio-frequency (RF) sputtering for the applications as transparent conducting oxides and the structural and optical properties of the resulting films were carefully studied. The single layer fluorine doped zinc tin oxide (FZTO) and tungsten oxide ($WO_3$) films grown at room temperature are found to have an amorphous structure. Multilayer structured electrode with a few nm Ag layer embedded in FZTO/Ag/$WO_3$ (FAW) was fabricated and showed the optical transmittance of 87.60 % in the visible range (${\lambda}=380{\sim}770nm$), quite low electrical resistivity of ${\sim}10^{-5}{\Omega}cm$ and the corresponding figure of merit ($T^{10}/R_s$) is equivalent to $3.0{\times}10^{-2}{\Omega}^{-1}$. The resultant power conversion efficiency of 2.50% of the multilayer based OPV is lower than that of the reference commercial ITO. Asymmetric D/M/D multilayer is a promising transparent conducting electrode material due to its low resistivity, high transmittance, low temperature deposition and low cost components.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1535-1542
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• 2012

배열회수 증기발생기는 복합발전플랜트에서 사용되는 주요기기로서, 박판으로 제작된 대형구조물이며 열변형과 열피로에 매우 민감하다. 따라서 운전 중에 발생하는 열피로에 의한 파손을 예방하기 위하여 대규모해석 기반의 안전성 평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 대규모해석을 수행하고 이를 활용하여 배열회수 증기발생기의 손상 메커니즘 분석 및 해결방안을 도출하고자 한다. 또한 이를 반영하여 열변형과 열피로를 예방하고 건전성을 확보할 수 있는 모델을 제안 및 검증하고자 한다. 이는 수직형 배열회수 증기발생기의 안전성 향상을 위한 기초자료로 활용된다.

• 한국농공학회지
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• 제9권2호
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• pp.1301-1305
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• 1967

Ground water flow can be studied with model test. Model test of ground water works are necessary for economic and safe design of the works. Also influence of the ground water flow to the durability and safety of hydraulic structures can be studied with this model. a. Sand model ; Water flow through porous media is the principle of sand model. Darcy's formula is the basic equation, $q=k{\frac{dh}{ds}}^{\circ}. The effect of the ground water flow on the grain system itself is represented with this model only. b. Hele-Shaw model ; In this model use is made of the viscous flow analogy. Viscous fluid such as glycerine flowing through two parallel plates depends on Poiseuille law, $q=-c{\frac{dh}{ds}}$. The analogue can be used vertically and horizontally. c. Heat model ; This is based on the analogy of the Fourier's law for heat conduction and Darcy's law for ground water flow. Especially unsteady problem can be studied with this model. A difficulty of the construction of this model is the isolation, which has to prevent losses of the heat. d. Electirc model ; Ohm's law for electric current is analogous to Darcy's law. Resistance material such as metal foil, graphite block, water with salt added, gelatine with salt added, ete. is connected to electric sources and resistor, and equi-voltage line is detected with galvanometer, $N_aCl$, $CuSo_4$, etc. are used as salt in the model. e. Membrane model ; This model is based on the facts that the deflection of a thin membrane obeys Laplace's equation if there is no load in the direction perpendicular to the membrane, and if the dellection is small.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권4호통권97호
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• pp.57-63
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• 1999

A thin metal plate such as detent spring has the shape deformation due to the phenomenon of spring back after press machining and heat treatment process. This requires the correction of spring shape and force in final inspection process. To do correction of the shape deformation the impact force is manually applied to the bended part of detent spring after measuring the shape deformation and spring force. To develop the automatic spring force correction system, applied force of occurring plastic deformation must be derived from the experimental method. But frequent change of spring shape and material makes it difficult to accomplish the experimental method to be applied. This paper describes the analytical method for detent spring force correction system is to be substituted for the experimental method. FEM(Finite Element Method) is used to find the boundary value between elastic and plastic deformation in the analytical method. To confirm the validity of the analytical method, the result of two methods is compared each other at various applied force conditions. It shows that the simulation result of the analytical method is consistent with the result of the experimental method within the error bound ${\pm}$5%. The result of this paper is useful for development of the automatic spring correction system and reduction of the complicated and tedious processes involved in experimental method.

• Progress in Superconductivity
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• 제7권2호
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• pp.120-129
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• 2006

We comparatively studied the epitaxial growth conditions of $CeO_2$ and $Y_2O_3$ thin buffers on textured Ni tapes using rf magnetron sputtering and investigated the feasibility of getting a single mixture layer or sequential layers of $CeO_2$ and $Y_2O_3$ for more simplified buffer architecture. All the buffer layers were first deposited using the reducing gas of $Ar/4%H_2$ and subsequently the reactive gas mixture of Ar and $O_2$, The crystalline quality and biaxial alignment of the films were investigated using X-ray diffraction techniques (${\Theta}-2{\Theta},\;{\phi}\;and\;{\omega}\;scans$, pole figures). The $CeO_2$ single layer exhibited well developed (200) epitaxial growth at the condition of $10%\;O_2$ below an $450^{\circ}C$, but the epitaxial property was decreased with increasing the layer thickness. $Y_2O_3$ seldom showed optimum condition for (400) epitaxial growth. The sequential architecture of $CeO_2/Y_2O_3/CeO_2$ having good epitaxial property was achieved by sputtering at a temperature of $700^{\circ}C$ on the initial $CeO_2$ bottom layer sputtered at $400^{\circ}C$. Cracking of the sputtered buffer layers was seldom observed except the double layer structure of $CeO_2/Y_2O_3$.

• 한국진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.347-352
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• 2010

SiOC 박막의 유전상수를 서로 다른 2가지 방법을 사용하여 계산하고 그 차이점에 대하여 비교분석하였다. SiOC 박막의 유전장수는 전형적인 유전상수 측정법으로써 MIS 구조를 이용하여 C-V 측정법에 의하여 얻을 수 있으며, 또한 엘립소미터를 이용한 굴절률로부터 $n^2$을 구하는 방법이 있다. SiOC 박막의 유전상수는 쌍극자, 이온, 전자의 성분으로 이루어지며, 댁개 쌍극자 성분은 무시된다. 박막을 증착하는 동안 플라즈마에 의한 프리커서의 해리로부터 이온결합이 생성되면서 증착된다. 증착한 박막의 유전상수는 주로 이온결합 효과가 주를 이루었다. 열처리를 하면서 OH 수산기의 기화에 의해 유전상수는 감소되는데 이때 이온의 효과도 더불어 감소하게 된다. 상대적으로 무시되었던 전자에 의한 분극의 효과가 나타나면서 유전상수는 더욱 감소하였다. 하지만 물리 화학적 그리고 전기적으로 안정된 SiOC 박막은 이온과 전자에 의한 분극의 효과가 없어지는 무 분극성의 박막으로서 유전상수는 열처리한 박막에서 2.0 정도인 것으로 측정되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.75-75
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• 2011

전이금속(transition metal) 질화물(nitride)은 높은 경도, 내마모성, 부식 저항성 그리고 내열성 등과 같은 우수한 기계적 물성 때문에 많은 연구가 되어 왔다. 이 중 질화 티타늄은 높은 경도, 내식 및 내마모의 우수한 기계적 특성으로 공구(tool)와 같은 제품의 수명 향상을 위한 표면 코팅으로 사용되어 왔으며, 금(gold)색의 미려한 색상을 이용한 제품의 외관 표면처리, 정형외과 및 치과용 보형물의 수명 및 안정성 향상 등 다양한 분야에 응용 되고 있다. 본 연구에서는 Cathodic Arc 코팅 방식을 이용하여 질화 티타늄을 합성하였으며, 경사 코팅에 따른 단층 및 다층 피막(3-layer)의 미세조직 변화와 그 물성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 31 cm이며, 시편은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척 된 냉연강판과 SUS 304를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 코팅하였다. 경사 코팅을 위한 시편의 회전각은 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$이며, 질화 티타늄의 두께는 약 $3{\mu}m$로 동일하게 코팅 하였다. 경사 코팅된 박막의 경우는 동일 시간 코팅하였을 경우 경사각이 커질수록 두께가 감소하였다. 경사각에 따라 코팅 층이 성장하였고, Bias를 인가 할 경우에는 경사 입사의 효과가 상쇄됨이 관찰되었다. 또한 경사 코팅에 의해 제조된 티타늄 질화물의 경도는 저하 되었으며, $30^{\circ}$와 $60^{\circ}$에 비해 $45^{\circ}$ 경우 경도 저하가 가장 적었다. 결론적으로 Cathodic 아크 코팅 방법으로 질화티타늄을 합성하였고, 경사 코팅을 통해 박막의 미세조직 변화를 확인 하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 이용하여 다양한 구조로 박막의 성장을 유도 할 수 있으며, 이를 통해 경도, 내마모성, 내식성 등의 물성을 변화시킬 수 있는 장점을 가질 것으로 예상된다.