• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.294.2-294.2
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• 2016

Graphene, a sigle atomic layered structure of graphite, has drawn many scientific interests for attractive future electronics and optoelectronics beyond silicon-based technology because of its robust physical, optical, and electrical properties. But high metal-graphene contact resistance prevents the successful integration of high speed graphene devices and circuits, although pristine graphene is known to have a novel carrier transport property. Meanwhile, in the recently reported metal-graphene contact studies, there are many attempts to reduce the metal-graphene contact resistance, such as doping and one-dimensional edge contact. However, there is a lack of quantitative analysis of the edge contact scheme through variously designed patterns with different metal contact. We first investigate the effets of edge contact (metal-graphene interface) on the contact resistance in terms of edge pattern design through patterning (photolithography + plasma etching) and electral measurements. Where the contact resistance is determined using the transfer length method (TLM). Finally, we research the role of metal-kind (Palladium, Copper, and Tianium) on the contact resistance through the edge-contacted devices, eventually minimizing contact resistance down to approximately $23{\Omega}{\cdot}{\mu}m$ at room temperature (approximately $19{\Omega}{\cdot}{\mu}m$ at 100 K).

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.290.2-290.2
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• 2016

Recently, organic thin-film transistors have been widely researched for organic light-emitting diode panels, memory devices, logic circuits for flexible display because of its virtue of mechanical flexibility, low fabrication cost, low process temperature, and large area production. In order to achieve high performance OTFTs, increase in accumulation carrier mobility is a critical factor. Post-fabrication thermal annealing process has been known as one of the methods to achieve this by improving the crystal quality of organic semiconductor materials In this paper, we researched the properties of pentacene films with X-Ray Diffraction (XRD) and Atomic Force Microscope (AFM) analyses as different annealing temperature in N2 ambient. Electrical characterization of the pentacene based thin film transistor was also conducted by transfer length method (TLM) with different annealing temperature in Al- and Ti-pentacene junctions to confirm the Fermi level pinning phenomenon. For Al- and Ti-pentacene junctions, is was found that as the surface quality of the pentacene films changed as annealing temperature increased, the hole-barrier height (h-BH) that were controlled by Fermi level pinning were effectively reduced.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.482.1-482.1
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• 2014

고효율 셀 및 생산 단가 절감은 결정질 실리콘 태양전지에서 가장 중요시되고 있는 이슈이다. 그 중 박형 실리콘 웨이퍼를 사용하는 공정은 고효율 및 생산단가의 절감을 만족시킬수 있는 방안으로 개발되고 있으며, 전면 전극 재료인 Ag를 다른 금속 재료로 대체하는 방법 또한 단가 절감을 위한 방안으로 연구가 진행 중이다. 하지만 박형 웨이퍼를 기존 공정에 적용할 시 전후면 전극 형성을 위한 고온의 소성 공정 때문에 웨이퍼의 휨 현상이 문제가 되고 있다. Cu 금속 분말의 저온 분사법을 결정질 실리콘 태양전지 전면전극 형성에 적용할 경우, 박형 실리콘 웨이퍼에 적용하는 문제와 Ag 전극의 대체 전극 사용 문제를 동시에 해결할 수 있는 대안이 될 것으로 사료된다. 본 연구에서는 Cold spray법을 사용하여 결정질 실리콘 태양전지 에미터 위에 Cu 전면 전극을 형성하였으며 반복되는 증착 횟수에 따른 전기적 특성 및 형상학적 특성 등을 평가하였다. 전극 형성 전의 Cu 분말 크기는 1~10 마이크론 이었으며, 주사전자현미경을 이용하여 전극의 형상 및 종횡비를 측정하였다. 또한 transfer length method (TLM) 패턴을 실리콘 웨이퍼 표면에 형성하여 접촉 저항 특성 및 전극의 비저항을 평가하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.100.2-100.2
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• 2012

Surface texturing of crystalline silicon is carried out in alkaline solutions for anisotropic etching that leads to random pyramids of about $10{\mu}m$ in size. Recently textured pyramids size gradually reduced using new solution. In this paper, we investigated that texture pyramids size had an impact on emitter property and front electrode (Ag) contact. To make small (${\sim}3{\mu}m$) and large (${\sim}10{\mu}m$) pyramids size, texturing times control and one side texturing using a silicon nitride film were carried out. Then formation and quality of POCl3-diffused n+ emitter in furnace compare with small and large pyramids by using SEM images, simulation (SILVACO, Athena module) and emitter saturation current density (J0e). After metallization, Ag contact resistance was measured by transfer length method (TLM) pattern. And surface distributions of Ag crystallites were observed by SEM images. Also, performance of cell which is fabricated by screen-printed solar cells is compared by light I-V.

• Current Photovoltaic Research
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• 제2권4호
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• pp.173-176
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• 2014

We have investigated the seed layer formation of front side contact using the inkjet printing process. Conductive silver ink was printed on textured Si wafers with 80 nm thick $SiN_x$ anti reflection coating (ARC) layers and thickened by light induced plating (LIP). The inkjet printable sliver inks were specifically formulated for inkjet printing on these substrates. Also, a novel method to prepare nano-sized glass frits by the sol-gel process with particle sizes around 5 nm is presented. Furthermore, dispersion stability of the formulated ink was measured using a Turbiscan. By implementing these glass frits, it was found that a continuous and uniform seed layer with a line width of $40{\mu}m$ could be formed by a inkjet printing process. We also investigated the contact resistance between the front contact and emitter using the transfer length model (TLM). On an emitter with the sheet resistance of $60{\Omega}/sq$, a specific contact resistance (${\rho}_c$) below $10m{\Omega}{\cdot}cm^2$ could be achieved at a peak firing temperature around $700^{\circ}C$. In addition, the correlation between the contact resistance and interface microstructures were studied using scanning electron microscopy (SEM). We found that the added glass particles act as a very effective fire through agent, and Ag crystallites are formed along the interface glass layer.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.160-160
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• 2010

In this work, we investigate ohmic contacts to p-type GaN using a Pt/Cu/Au metallization scheme in order to achieve low resistance and thermally stable ohmic contact on p-GaN. An ohmic contact formed by a metal electrode deposited on a highly doped InGaN/GaN superlattice sturucture on p-GaN layer. The specific contact resistance is $1.56{\times}10^{-6}{\Omega}cm^2$ for the as-deposited sample, $1.35{\times}10^{-4}{\Omega}cm^2$ for the sample annealed at $250^{\circ}C$ and $6.88{\times}10^{-3}{\Omega}cm^2$ for the sample annealed at $300^{\circ}C$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.271-271
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• 2014

본 연구에서는 최근 다양한 전자 소자로써의 연구가 진행되고 있는 그라핀을 SiO2/Si 기판 위에 전자빔 식각(Electron-Beam Lithography)을 이용하여 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자를 형성하고 가스 유입이 가능한 진공 Probe Measurement System을 이용하여 금속 전극과 그라핀 간의 접촉저항 (Rc) 및 길이가 다른 채널저항(Rch)를 구하고, 채널 길이, 가스 유량, 온도, 게이트 전압에 따른 I-V 변화를 측정함으로써, 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자의 가스 센서로서의 가능성을 연구하였다. 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자는 전자빔 식각(Electron-Beam Lithography)에 의해 패턴을 제작하고 Evaporator를 이용하여 전극을 증착 하였다. 소자의 소스 (Source)와 드레인 (Drain)은 TLM (Transfer Length Method)패턴을 이용하여 인접한 두 개의 전극간 범위를 변화시키는 형태로 제작함으로써 소스-드레인간 채널 길이가 다르게 하였다. 이 때 전극의 크기는 가로, 세로 각각 $20{\mu}m$, $40{\mu}m$이며 전극간 간격은 $20/30/40/50/60{\mu}m$로 서로 다르게 배열 하였다. 제작된 그라핀 소자는 진공 Probe Measurement System 내에서 게이트 전압(VG)를 변화시킴으로써 VG 변화에 따른 소자의 특성을 평가하였는데, mTorr 상태의 챔버 내로 O2 가스를 주입하여 그라핀의 Dangling bond 및 Defect site에 결합 된 가스로 인한 전기적 특성의 변화를 측정하고, 이 때 가스의 유량을 50 sccm에서 500 sccm 까지 변화시킴으로써 전기적 특성 변화를 측정하여 센서 소자의 민감도를 평가하였다. 또한, 서로 다르게 배열한 소스-드레인 간의 채널 길이로 인하여 채널과의 접촉 면적에 따른 센서 소자의 민감도 또한 평가할 수 있었다. 그리고 챔버 내 온도를 77 K에서 400 K까지 변화시킴으로써 온도에 따른 소자의 작동 범위를 확인하고 소자의 온도의존성을 평가하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.968-972
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• 2008

Ni/Ti/Al multilayer system ('/'denotes the deposition sequence) was tested for low-resistance ohmic contact formation to Al-implanted p-type 4H-SiC. Ni 30 nm / Ti 50 nm / Al 300 nm layers were sequentially deposited by e-beam evaporation on the 4H-SiC samples which were implanted with Al (norminal doping concentration = $4\times10^{19}cm^{-3}$) and then annealed at $1700^{\circ}C$ for dopant activation. Rapid thermal anneal (RTA) temperature for ohmic contact formation was varied in the range of $840\sim930^{\circ}C$. Specific contact resistances were extracted from the measured current vs. voltage (I-V) data of linear- and circular transfer length method (TLM) patterns. In constrast to Ni contact, Ni/Ti/Al contact shows perfectly linear I-V characteristics, and possesses much lower contact resistance of about $2\sim3\times10^{-4}\Omega{\cdot}cm^2$ even after low-temperature RTA at $840^{\circ}C$, which is about 2 orders of magnitude smaller than that of Ni contact. Therefore, it was shown that RTA temperature for ohmic contact formation can be lowered to at least $840^{\circ}C$ without significant compromise of contact resistance. X-ray diffraction (XRD) analysis indicated the existence of intermetallic compounds of Ni and Al as well as $NiSi_{1-x}$, but characteristic peaks of $Ti_{3}SiC_2$, a probable narrow-gap interfacial alloy responsible for low-resistance Ti/Al ohmic contact formation, were not detected. Therefore, Al in-diffusion into SiC surface region is considered to be the dominant mechanism of improvement in conduction behavior of Ni/Ti/Al contact.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.80-83
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• 2000

본 연구에서는 유기물 전자소자 개발을 위한 기초 연구로서 증착시 기판의 온도, 증칙비, 열처리 온도에 따른 펜타신 박막의 수평방향 전기전도도, 접촉저항, 면저항 둥 전기적 특성을 측정 하였다. 시료는 분말형 펜타신을 유기분자선 성막장치(OMBD)를 이용하여 성막 하였다. 전도도 계산을 위한 두께의 측정은 $\alpha$-step을 이용하였으며, TLM(transfer length method)으로 접촉저항, 면저항등 전기적 특성을 측정하였다. 전극은 Au를 사용하여 진공 증착법으로 제작하였다. 기판의 온도는 3$0^{\circ}C$, 4$0^{\circ}C$, 5$0^{\circ}C$, 6$0^{\circ}C$, 7$0^{\circ}C$, 8$0^{\circ}C$, 10$0^{\circ}C$ 일곱 종류로 하여 증착비를 달리 하였고, 열처리에 의한 효과는 10$0^{\circ}C$에서 증착한 시료를 10$0^{\circ}C$, 14$0^{\circ}C$에서 각각 10초간 열처리를 실시하였다. 기판 온도에 따른 막의 형상은 AFM을 이용하여 관찰하였다. 기판의 온도가 상승할수록 박막의 결정화가 활발히 진행되었으며 최대단일결정은 4$\mu\textrm{m}$였다. 전기전도도는 7.40$\times$$10^{-7}$ S/cm ~ 0.778$\times$$10^{-5}$ S/cm의 값을 나타내었으며, 접족저항은 10$0^{\circ}C$에서 증착하고 14$0^{\circ}C$에서 10초간 열처리 한 경우 2.5324㏁으로 가장 작았으며, 면저항은 약간의 차이는 있으나 전체적으로 ≒ $10^{9}$ Ω/ 의 값을 보였다

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.358-359
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• 2012

최근 분극 특성이 상이한 무분극 GaN 에피성장에 관한 심도 있는 연구와 함께 전자-전공 캐리어의 주입 및 캐리어의 거동, 방출되는 편광 특성 및 다양한 물리적 특성들에 대해 보고되고 있으며, 광학적 특성 및 물리적 특성의 확보를 위한 많은 연구가 활발히 진행 중이다 [1]. GaN의 ohmic 접촉(ohmic contact)의 형성은 발광 다이오드(light emitting diode), 레이저 다이오드(Laser), 태양전지(solar cell)와 같은 고신뢰도, 고효율 광전자 소자를 제조하기 위해서는 매우 중요하다 [2]. 그러나 이와 함께 병행 되어야 할 무분극 p-GaN 의 ohmic contact에 관한 연구는 많이 이루어지고 있지 않는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 r-plane 사파이어 기판 상에 성장된 p-GaN에서의 ohmic 접촉 형성 연구를 위하여 Ni/Au ohmic 전극의 접촉저항 특성을 연구하였다. 본 실험에서는 성장된 a-plane GaN의 Hole농도가 $3.09{\times}1017cm3$ 인 시편을 사용하였다. E-beam evaporation 장비를 이용하여 Ni/Au를 각각 20 nm 그리고80 nm 증착 하였으며 비접촉저항을 측정하기 위해 Circle-Transfer Length Method (C-TLM) 패턴을 사용하였다. 샘플은 RTA (Rapid Thermal Annealing)를 사용하여 $300^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$까지 온도를 변화시키며 전기적 특성을 비교하여 그림 1(a) 나타내었다. 그림에서 알 수 있듯이 $400^{\circ}C$에서 가장 낮은 비접촉저항 값인 $6.95{\times}10-3{\Omega}cm2$를 얻을 수 있음을 발견하였다. 이 때의 I-V curve 도 그림1(b)에 나타낸 바와 같이 열처리에 의해 크게 향상됨을 알 수 있다. 그러나, $500^{\circ}C$ 이상 온도를 증가시키면 다시 비접촉 저항이 증가하는 것을 관찰하였다. XRD (x-Ray Diffraction) 분석을 통하여 $400^{\circ}C$ 이상열처리 온도가 증가하면 금속 표면에 $NiO_2$가 형성되며, 이에 따라 오믹특성이 저하 된다고 사료된다. 또한 $Ni_3N$의 존재를 확인 하였으며 이는 nonpolar surface의 특성으로 인해 nitrogen out diffusion 현상이 동시에 발생하여 계면에는 dopant로 작용하는 질소 공공을 남기고 표면에 $Ni_3N$을 형성하여 ohmic contact의 특성이 저하되기 때문인 것으로 사료된다.