스퍼터링법에 의한 ZnO 투명전도막의 제작과 전기적 특성

정운조,조재철,정용근,유용택 ( Woon Jo Jeong,Jae Cheol Cho,Yong Kun Jeong,Yong Tek Yoo ) 한국센서학회 1997 센서학회지 Vol.6 No.1

ZnO thin film had been deposited the glass by sputtering method, and investigated by optical and electrical properties. When the rf power was 180W and sputtering pressure was 1 x 10^(-3) Torr at room temperature, thin film deposited had strongly oriented c-axis and the lowest resistivity(1 x 10^(-4)Ω·cm), and then carrier concentration and Hall mobility were 6.27x10^(20) cm^(-3) and 22.04㎠/V·s, respectively. Transmittance of ZnO thin film in visible range was above 90%, and this thin film cut off the ultraviolet range below 330nm and the infrared and range above 850nm. And after annealing in hydrogen ate, the resistivity of ZnO thin film was somewhat decreased, while obtained as stable state.

산화아연 박막의 전기저항률 변화에 관한 연구

정운조,박계춘,조재철,김주승,구할본,유용택 ( Woon Jo Jeong,Gye Choon Park,Jae Cheol Cho,Ju Seung Kim,Hal Bon Gu,Yong Tek Yoo ) 한국전기전자재료학회 1997 한국전기전자재료학회 춘계학술대회논문집 Vol.1997 No.0

가시/자외광 반응형 TiO₂ 광촉매 박막 제조 및 에틸렌 분해특성 연구

정운조 ( Woon-jo Jeong ),안호근 ( Ho-geun Ahn ) 한국환경기술학회 2006 한국환경기술학회지 Vol.7 No.4

TiO₂는 3.4 eV의 넓은 밴드갭을 갖는 반도체로 지표면에 도달하는 태양광의 약 5%에 불과한 자외선 영역만 흡수할 수 있어서, 낮은 태양광 이용률과 양자효율로 인해 실제 응용에 큰 제약을 받게 된다. TiO₂ 박막의 흡수단을 가시광 영역으로 천이하기 위해, 본 연구에서는 인위적인 산소 결핍을 발생시켜 TiO₂ 박막의 밴드갭 내에 불순물 준위를 만들고자 하였다. 산소가 결핍된 TiO₂ 광촉매는 Ar:O₂=76.7:23.3~98.7:1.3 %의 유량비를 갖는 반응성 스퍼터링법을 사용하여 제조하였다. 그 결과로서 산소의 유량비가 2.9 %인 조건에서 약 2.75 eV의 불순물 준위를 형성할 수 있었고, 파장으로 환산했을 때 약 450 nm 부근에서 광촉매 활성을 실현할 수 있었다. TiO₂ is a wide band-gap semiconductor(3.4eV) and can only absorb about 5% of sunlight in the ultraviolet light region, which largely limits its practical applications because of the lower utility of sunlight and quantum yield. In order to move the absorption edge of TiO₂ films to visible spectrum range, we have made the impurity level within a band-gap of TiO₂ thin film by introduction of oxygen vacancy. Oxygen-defected TiO₂ photo-catalysts have prepared by reactive sputtering with the partial pressure of Ar:O₂=76.7:23.3~98.7:1.3 ratios. As a result, we could have the impurity level of about 2.75eV on condition that oxygen partial pressure is 2.9%. And the photocatalytic activity was realized at 450nm wavelength.

PVD법으로 제조한 박막 태양전지용 CuGaS₂ 박막의 특성

정운조 ( Woon-jo Jeong ),안호근 ( Ho-geun Ahn ),박계춘 ( Gye-choon Park ) 한국환경기술학회 2011 한국환경기술학회지 Vol.12 No.1

본 연구에서는 Cu, Ga, S을 순차적으로 증착하여 Sulfurization하는 방법과 Cu, Ga만 순차적으로 증착하고 Sulfurization하는 방법의 두 가지를 사용하여 CuGaS₂ 박막을 제조하였고, XRD, SEM, Spectroscopy로서 그 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. Cu는 비교적 융점이 높고 유리 기판에의 부착력을 향상시킬 목적으로 sputtering법으로 증착할 수도 있으나 동일한 챔버 내에서 작업을 할 목적으로 Thermal Evaporation법을 사용하였다. 기판온도가 150℃, 열처리온도는 300℃와 열처리 시간 1 시간에서 n-type의 CuGaS₂박막을 화학양론적 조성비에 가까울 때 구현할 수 있었고, 이때 박막의 캐리어 농도, 홀 이동도 및 저항률은 각각 7.7816×10¹⁷[cm^-3], 28.25185 [cm²/V·s] 및 2.7924×10^-1 [Ω·cm] 이었다. In this study, CuGaS₂ thin films were fabricated by two methods. First method is the sulfurization after the sequential deposition of Cu, Ga and S while second method is the sulfurization after the sequential deposition of Cu and Ga only. The structural, electrical and optical properties of these films are measured by XRD, SEM and Spectroscopy. The deposition of Cu is used by thermal evaporation method because of the same chamber process. We did not use sputtering method because of the different chamber process, regardless of their high adhesion force. The stoichiometric n-type CuGaS₂ thin films are realized by 150℃ substrate temperature, 300℃ heat-treatment temperature (1 hour). And then carrier concentration, hall mobility, resistivity of these films are 7.7816×10¹⁷[cm^-3], 28.25185 [cm²/V·s] and 2.7924×10^-1 [Ω·cm], respectively.

Arc Ion Plating 법으로 형성된 TiAlN 박막의 버퍼층에 따른 특성 연구

정운조(Woon-Jo Jeong) 대한전기학회 2021 전기학회논문지 Vol.70 No.9

In this study, using the AIP method, a TiAlN thin film was grown on a WC-5Co alloy using the buffer layer as TiAl, TiN, and CrN. The preferred orientation according to the XRD analysis showed a pattern with the growth directions of (111) and (110) in almost coating conditions. In the case of the thin film using TiN and CrN as buffer layers, (220) was more prominent than that of other specimens. The adhesion of the TiAlN layer showed a tendency to be affected by the buffer layer and surface roughness. The TiN buffer layer showed the highest adhesion of 130 [N], while the TiAl buffer layer showed a low adhesion of 20[N]. And to examine the high-temperature oxidation resistance, heat treatment was performed. In the case of the specimen using TiN and CrN as buffer layers and coating the TiAlN upper layer for 60 minutes, nitrogen was not replaced with oxygen even at 900[℃] and the nitride thin film was maintained as it is.

의료용 HA 코팅을 위한 스퍼터링 타겟재 소결에 관한 연구

정운조 ( Woon-jo Jeong ),안호근 ( Ho-geun Ahn ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.5

방전플라즈마 소결공정을 이용하여 rf sputtering 등의 진공증착장비에 사용하기 위한 HA 타겟용 소결체를 소결온도 변화에 따라 제조하였다. 이때 소결된 소결체 HA의 상대밀도는 소결온도가 증가할수록 증가하였고 1,200℃에서 소결된 소결체의 상대밀도는 약 97%로 측정되었다. 소결온도가 증가할수록 결정립 크기 또한 증가하였으며, 소결온도 1,200℃에서 소결된 소결체의 결정립 크기는 약 13.2 ㎛ 크기였으며, 경도 및 파괴인성은 253±0.5 kg/㎟ 와 0.48±0.02 MPa·m^1/2로 측정되었다. HA target sintered-body for vacuum deposition like rf magnetron sputtering was synthesized using SPS with different sintering temperatures. The relative density of the sintered HA was increased as the sintering temperature increased and the HA density sintered at 1,200℃ was 97% of theoretical density. With an increase in temperature, the average grain size also increased. The average grain size of sintered-body at 1,200℃ was 13.2 μm, and the hardness and fracture toughness were 253 ± 0.5 kg/㎟ and 0.48±0.02 MPam^1/2.

Electrical Arc Ion Plating법에 의한 친환경 난삭재 가공용 TiAlSiN 코팅에 관한 연구

정운조 ( Woon-jo Jeong ) 한국환경기술학회 2018 한국환경기술학회지 Vol.19 No.2

친환경 난삭재 가공을 위한 TiAlSi 합금을 방전 플라즈마 소결법으로 각 성분별로 제조하고, 이들을 타겟으로 사용하여 아크 이온 플레이팅 공정으로 합금 성분별 TiAlSiN 박막의 특성을 분석하였다. 방전플라즈마 소결공정으로 제조된 3가지 조성의 TiAlSi 합금타겟 중에서 55Ti-40Al-5Si 타겟으로 제조한 TiAlSiN 박막의 경우가 가장 뛰어난 특성인 약 3,573 Hv의 경도와 72.54 N 이상의 부착력을 나타내었다. 이때 사용된 아크 이온 플레이팅 공정조건은 기판온도는 350 ℃, 초기 진공도는 약 3.0×10^-6Torr 이었으며, 7.5 mTorr의 N₂ 가스 압력 하에서 60 A의 Arc Power가 사용되었고, 제조된 TiAlSiN 박막 두께는 약 2 μm이었다. We fabricated TiAlSi alloys for the environmentally difficult cutting materials by the Spark Plasma Sintering method and analyzed the characteristics of the TiAlSiN thin films by the Arc Ion Plating process using them as targets. Of the three TiAlSi alloy targets prepared by the Spark Plasma Sintering process, the TiAlSiN thin films prepared with the 55Ti- 40Al-5Si target showed hardness of about 3,573 Hv and adhesion of 72.54 N or more. The Arc Ion Plating process conditions were as follows: substrate temperature was 350 ℃, initial vacuum was 3.0×10^-6Torr, Arc power of 60 A was used under N₂ gas pressure of 7.5 mTorr, and TiAlSiN film thickness is about 2 μm.

반응성 스퍼터링법으로 제조된 TaN 박막의 특성에 관한 연구

정운조 ( Woon-jo Jeong ),문인섭 ( In-seob Moon ),조순계 ( Soon-kye Cho ),부수일 ( Su-il Boo ),안호근 ( Ho-geun Ahn ) 한국환경기술학회 2007 한국환경기술학회지 Vol.8 No.3

높은 경도와 밀착력이 요구되는 각종 공구류 코팅 및 정밀 박막 저항체로서 혹은 집적회로에서 구리나 알루미늄 배선에 대한 확산 방지막으로 가장 효과적인 TaN 박막의 균일 코팅 공정 기술을 반응성 스퍼터링 방법으로 제조하고 그 구조적 및 기계적 특성을 고찰하였다. 그 결과 DC sputtering 법에서 도출된 최적의 기판온도와 질소 가스비는 각각 100℃, 20% 부근 이었으며, 이때 제작된 TaN 박막의 비커스 경도와 부착력 및 면저항은 각각 약 4,000Hv, 30N, 1mΩ/square 부근으로 나타났다. Tantalum nitride(TaN) thin films are attractive for use as the coating of various precision tools which need hardness and adhesion, or the precision thin film resistors, and the diffusion barriers in metal(copper or aluminum)-semiconductor contacts. In this work, we have investigated the mechanical and structural properties of TaN films fabricated by a reactive sputtering technique at different nitrogen partial pressures. From the sputtering results, the optimal values for the substrate temperature and the nitrogen gas ratio were around 100℃ and 20% respectively. Under these conditions, vickers hardness, adhesion force, and sheet resistance were estimated at around 4,000Hv, 30N, 1mΩ/square respectively.

AIP법으로 제조한 TiO₂ 광촉매의 냄새성분 제거성능

정운조 ( Woon-jo Jeong ),부수일 ( Su-il Boo ),공춘식 ( Chun-sik Kong ),강상준 ( Sang-jun Kang ),김기중 ( Ki-joong Kim ),안호근 ( Ho-geun Ahn ) 한국환경기술학회 2008 한국환경기술학회지 Vol.9 No.3

본 연구에서는 AIP(arc ion plating)법으로 제조한 나노기공 구조의 TiO₂ 코팅 광촉매를 사용하여, 냄새성분 아세트알데히드, 케톤 및 퓨란의 광분해 활성을 폐쇄계 반응시스템에서 조사하였다. 슬라이드 글라스와 스텐레스 와이어 망을 기판으로 사용하였고, AIP 시스템에서 Ar과 O₂의 가스량 비와 전체 가스압을 변화시켜서 TiO₂ 박막을 제조하여 증착특성을 조사하였다. 최적의 기판온도, 가스압력과 산소 유량은 각각 350℃, 15~20mTorr과 100㎤/min부근 이었다. 산소 유량이 100㎤/min 이상일 때는 그 유량이 증가함에도 불구하고 그 두께는 400~600nm 부근으로 크게 변화하지 않고 포화되는 양상을 나타내었다. 증착된 TiO₂ 박막은 전체적으로 anatase 상이 잘 나타나지만 10mTorr 이하에서는 상대적으로 미약한 피크가 나타났다. 그리고 산소 유량이 50㎤/min 이하에서는 챔버 용적에 비해 산소가 너무 소량이 공급되어 미처 Ti과 반응이 이루어지지 않은 것으로 생각되었다. 광촉매의 분해활성은 아세트알데히드, 메틸에틸케톤, 퓨란의 순으로 높게 나타났다. 결과적으로, AIP법으로 제조한 스텐레스 와이어 망 형태의 광촉매는 냄새성분의 분해에 매우 효과적임을 알았다. In this study, photocatalytic performance of acetaldehyde, methyl ethyl ketone, and furan in circulating closed reactor system was investigated using nanopore-structured TiO₂ film prepared by AIP (arc ion plating) method. Slide glass and wire cloth-typed stainless steel were used as a substrate. TiO₂ film was prepared with varying the flow rate ratio of Ar to O₂ and total gas pressure in AIP system. Optimum substrate temperature, gas pressure, and flow rate of O₂ for formation of thin film was 350℃, 15~20mTorr, and about 100㎤/min, respectively. When flow rate of O₂ was over 100㎤/min, the thickness of the film was saturated and kept to range of 400nm to 600nm even though the flow rate was increased. TiO₂ thin film was uniformly formed to anatase phase, but its peak below 10mTorr was relatively weak. In O₂ flow rate of below 50㎤/min, the reaction of Ti and O₂ did not proceed well due to deficiency of O₂ in chamber. Decomposition activity of the photocatalyst was high in order of acetaldehyde, methyl ethyl ketone, and furan. As a result, stainless steel mesh-typed photocatalyst prepared by AIP method was very efficient to removal of odorous compounds.

고분자 버퍼층을 갖는 LiNbO₃ 집적 광디바이스

정운조(Woon-Jo Jeong),김성구(Seong-Ku Kim),김대중(Dae-Joung Kim),김종욱(Jong-Uk Kim),박계춘(Gye-Choon Park),구할본(Hal-Bon Gu) 대한전기학회 2002 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2002 No.11