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- 저자 : 정지원(Chee Won Chung) (검색결과 45 건)
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VO<sub>x</sub> 박막의 구조적 특성과 전기적 특성에 대한 열처리 영향
이장우,정지원,Lee, Jang Woo,Chung, Chee Won 한국공업화학회 2006 공업화학 Vol.17 No.5
$VO_x$ thin films with the thickness of 450 nm were prepared on a $Pt/Ti/SiO_{2}/Si$ substrate at room temperature by a reactive radio frequency (rf) magnetron sputtering method. The deposition rates of $VO_x$ thin films were investigated as a function of $O_{2}$ concentration and rf power. As the $O_{2}$ concentration in a $O_{2}/Ar$ mixture increased, the deposition rate decreased. However, the deposition rate increased with increasing rf power. The deposited $VO_x$ thin films were annealed at $450^{\circ}C$ for 2, 4, and 6 h in $O_{2}$ and $N_{2}$ ambient. After annealing, the phase changes of $VO_x$ thin films were investigated using X-ray diffraction analysis. The plane and cross-sectional views of $VO_x$ thin films before and after annealing were observed by field emission scanning electron microscopy. The metal-insulator transition (MIT) properties of $VO_x$ thin films were measured using current-voltage measurement. The excellent MIT properties were observed in $VO_x$ thin films annealed in $O_{2}$ ambient. $VO_x$ 박막이 상온에서 $Pt/Ti/SiO_{2}/Si$ 기판위에 반응성 radio frequency (rf) 마그네트론 스퍼터링 방법에 의하여 450 nm 두께로 증착되었다. 증착 공정에서 산소의 농도와 타겟에 인가되는 rf power를 변수로 설정하여 증착 속도를 조사하였다. $VO_x$ 박막의 증착속도는 산소 농도가 증가함에 따라서 감소하고, rf power가 증가할수록 증가하는 것이 관찰되었다. 증착된 $VO_x$ 박막은 $O_{2}$와 $N_{2}$ 가스 분위기에서 $450^{\circ}C$의 온도로 2, 4, 그리고 6 h 동안 각각 열처리 되었고, 열처리 과정을 진행한 후 x-ray diffraction (XRD) 분석을 이용하여 열처리 전과 후의 결정성 변화를 관찰하였다. 그리고 열처리 전과 후의 $VO_x$ 박막의 표면과 단면을 field emission scanning electron microscopy (FESEM)를 이용하여 관찰하였으며 전류-전압 측정을 이용하여, 증착된 $VO_x$ 박막의 metal-insulator transition (MIT) 특성을 관찰하였다. $N_{2}$ 분위기에서 열처리된 $VO_x$ 박막보다 $O_{2}$ 분위기에서 열처리된 $VO_x$ 박막에서 더 우수한 MIT 특성을 관찰 할 수 있었다.
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Si Nanodot 배열의 형성을 위한 NbO<sub>x</sub> 나노기둥 마스크의 식각 특성
박익현,이장우,정지원,Park, Ik Hyun,Lee, Jang Woo,Chung, Chee Won 한국공업화학회 2006 공업화학 Vol.17 No.3
We investigated the usefulness of $NbO_{x}$ nanopillars as an etching mask of dry etching for the formation of Si nanodot arrays. The $NbO_{x}$ nanopillar arrays were prepared by the anodic aluminum oxidation process of Al and Nb thin films. The etch rate and etch profile of $NbO_{x}$ nanopillar arrays were examined by varying the experimental conditions such as the concentration of etch gas, coil rf power, and dc bias voltage in the reactive ion etch system using the inductively coupled plasma. As the concentration of $Cl_{2}$ gas increased, the etch rate of $NbO_{x}$nanopillars decreased. With increasing coil rf power and dc bias voltage, the etch rates were found to increase. The etch characteristics and etch mechanism of $NbO_{x}$ nanopillars were investigated by varying the etch time under the selected etch conditions. Si nanodot 배열을 형성하기 위하여 $NbO_{x}$ nanopillar를 건식식각 공정의 식각마스크로써 이용하기 위한 가능성이 조사되었다. $NbO_{x}$ nanopillar는 Al과 Nb의 양극산화 공정을 이용하여 준비되었다. $NbO_{x}$ nanopillar의 식각속도와 식각프로파일은 고밀도 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각법에 의해서 식각가스의 농도와 coil rf power, 그리고 dc bias voltage를 각각 변화시키면서 조사 되었다. $Cl_{2}$ 가스의 농도가 증가할수록 $NbO_{x}$ nanopillar의 식각속도는 감소하였고 coil rf power와 dc bias voltage의 증가는 식각속도의 상승을 초래했다. 선택된 식각조건에서 식각시간을 변화하여 $NbO_{x}$ nanopillar의 식각특성 및 식각메커니즘이 조사되었다.
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SiN<sub>x</sub> 박막을 이용한 Si Nanodot의 형성
이장우,박익현,신별,정지원,Lee, Jang Woo,Park, Ik Hyun,Shin, Byul,Chung, Chee Won 한국공업화학회 2005 공업화학 Vol.16 No.6
Silicon nitride ($SiN_x$) 박막이 상온에서 $SiO_2/Si$ 기판 위에 반응성 직류 마그네트론 스퍼터링 방법에 의하여 증착되었다. 증착된 $SiN_x$ 박막의 조성은 x-ray photoelectron spectroscopy를 이용하여 분석되었으며 Si가 풍부한 $SiN_x$ 박막이 증착되었음을 확인할 수 있었다. 증착된 $SiN_x$ 박막은 annealing 온도와 시간을 변화하여 annealing 되었다. X-ray diffraction (XRD) 분석이 $SiN_x$ 박막 내에 Si의 결정화를 조사하기 위해서 수행되었고, 박막의 광학적 특성과 전기적 특성들이 Si nanodot의 형성을 확인하기 위하여 측정되었다. 그 결과로써, XRD 분석에서 Si으로 예상되어지는 peak을 관찰할 수 있었으며 annealing 시간과 온도가 증가함에 따라서 $SiN_x$ 박막의 photoluminescence intensity는 점진적으로 증가하는 것이 관찰되었다. Annealing 전과 후에 측정된 $SiN_x$ 박막의 capacitance-voltage 특성으로부터 $SiN_x$ 박막 내에 존재하는 Si nanodot에 의하여 electron이나 hole의 trap 효과가 나타남을 예상할 수 있었다. The deposition of silicon nitride ($SiN_x$) thin films was carried out on $SiO_2/Si$ substrate at room temperature by reactive dc magnetron sputtering. The analysis of deposited $SiN_x$ films using x-ray photoelectron spectroscopy indicated that the composition of $SiN_x$ films was Si-rich. The deposited $SiN_x$ thin films were annealed by varying annealing temperature and time. X-ray diffraction (XRD) analysis was performed in order to examine the crystallization of Si in $SiN_x$ thin films. The optical and electrical properties of $SiN_x$ thin films were measured for the observation of Si nanodot. As a result, we observed the XRD peaks that might be the Si crystals. As the annealing time and annealing temperature increased, the photoluminescence intensity of $SiN_x$ films gradually increased. The capacitance-voltage characteristics of $SiN_x$ film measured before and after annealing indicated that the trap effect of electrons or holes occurred due to the existence Si nanodots in the $SiN_x$ thin films.
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Cl<sub>2</sub>/Ar 플라즈마를 이용한 ZnO 박막의 식각 특성
민수련,이장우,조한나,정지원,Min, Su Ryun,Lee, Jang Woo,Cho, Han Na,Chung, Chee Won 한국공업화학회 2007 공업화학 Vol.18 No.1
$Cl_2/Ar$ 가스의 고밀도 플라즈마를 이용하여 ZnO 박막에 대한 식각이 연구되었다. $Cl_2$ 가스의 농도, coil rf power, dc-bias 전압, 그리고 공정 압력을 변화시켜서 ZnO 박막의 식각특성을 체계적으로 조사하였다. $Cl_2$ 가스의 농도가 증가할수록 ZnO 박막의 식각 속도는 증가하였고, 식각된 패턴 주변의 재증착은 감소되었지만 식각된 패턴의 측면 경사는 낮아졌다. Coil rf power와 dc-bias 전압이 증가할수록 ZnO 박막의 식각 속도가 증가하였고, 식각 프로파일이 개선되었다. 공정 압력이 증가 할수록 ZnO 박막의 식각 속도가 미세하게 증가하였으나 식각 프로파일의 변화는 관찰되지 않았다. 이러한 결과들을 토대로 하여 ZnO 박막의 최적의 식각 조건이 설정되었다. 재증착이나 잔류물이 없이 대략 $75^{\circ}{\sim}80^{\circ}$의 높은 이방성 식각을 갖는 ZnO 박막의 식각이 20% $Cl_2$ 가스의 농도, 1000 W의 coil rf power, 400 V의 dc-bias 전압, 그리고 5 mTorr의 공정 압력에서 성공적으로 이루어졌다. The etching of zinc oxide (ZnO) thin films has been studied using a high density plasma in a $Cl_2/Ar$ gas. The etch characteristics of ZnO thin films were systematically investigated on varying $Cl_2$ concentration, coil rf power, dc-bias voltage, and gas pressure. With increasing $Cl_2$ concentration, the etch rate of ZnO thin film increased, the redeposition around the etched patterns decreased but the sidewall slope of the etched patterns slanted. As the coil rf power and dc-bias voltage increased, the etch rates of ZnO thin films increased and etch profiles of ZnO thin films were improved. With increasing gas pressure, the etch rate of ZnO thin films slightly increased but little change in etch profile was observed. Based on these results, the optimal etching conditions of ZnO thin film were selected. Finally, the etching of ZnO thin films with a high degree of anisotropy of approximately $75^{\circ}{\sim}80^{\circ}$ without the redepositions and residues was successfully achieved at the etching conditions of 20% $Cl_2$ concentration, coil rf power of 1000 W, dc-bias voltage of 400 V, and gas pressure of 5 mTorr.
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화학용액증착법에 의하여 증착된 CdS 박막의 특성에 대한 Cd 농도의 영향
정성희 ( Sung Hee Jung ),정지원 ( Chee Won Chung ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.4
CIGS 화합물 반도체 태양전지에서 광흡수층과 상부투명전극 간의 격자부정합을 낮추기 위해 buffer layer로써 CdS 박 막이 적용된다. 높은 광투과도와 낮은 비저항을 갖는 CdS 박막을 제조하기 위하여 화학적 용액 증착법에 의해 반응용 액 내의 S 용액의 농도를 고정하고 Cd 용액의 농도를 변화시켜 CdS 박막을 제조하여 특성을 조사하였다. [S 2- ]/[Cd 2+] 농도비에 따른 박막의 구조적, 광학적 및 전기적 특성을 조사하였다. Cd의 농도가 S의 농도보다 높을 경우에는 균일반 응이 촉진되어 CdS 결정들이 클러스터 형태로 기판에 흡착되어 결정 크기가 증가하고 광투과율이 감소하였다. 반면, Cd의 농도가 S의 농도보다 낮을 경우에는 용액 내에서 보다 기판위에서 CdS 결정입자가 생성되는 불균일반응에 의해 결정이 생성 및 성장되었고 수백 옹스트롱의 작고 균일한 구형 입자가 생성되었다. Cd 농도가 증가할수록 과잉 Cd가 증가하여 S 공극 생성으로 [S 2- ]/[Cd 2+] 조성비는 감소하였고 CdS 박막의 전하 농도가 증가되어 비저항이 감소되었다. CdS thin films have been widely used as a buffer layer of CIGS semiconductor solar cells to reduce the lattice mismatch between transparent electrode and absorber layer. In order to prepare the CdS films with high transparency and low resistivity, they were deposited by varying Cd concentration with the constant S concentration in the solution using chemical bath deposition method. They were analyzed in terms of structural, optical and electrical properties of CdS films according to the [S 2- ]/ [Cd 2+] ratio. In the case of Cd concentration higher than S concectration, CdS thin films were formed mainly by cluster- by-cluster formation due to the homogeneous reaction between Cd and S in the solution. Therefore the grain size increased and the transmittance decreased. On the other hand, in the case of Cd concentration lower than S concentration, CdS films were formed by heterogeneous reaction on the substrate rather than in the solution. The CdS films have the grains with the uniform circular shape of a few hundreds Å. As the Cd concentration increased in the solution, the [S 2- ]/ [Cd 2+] ratio decreased and the resistivity decreased by the increase in the carrier concentration due to the formation S vacancy by the excess Cd.
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Indium Zinc Oxide 박막 특성에 대한 O<sub>2</sub> 농도와 열처리 온도의 영향
조한나,리유에롱,민수련,정지원,Cho, Han Na,Li, Yue Long,Min, Su Ryun,Chung, Chee Won 한국공업화학회 2006 공업화학 Vol.17 No.6
Indium zinc oxide (IZO) 박막이 radio frequency reactive magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었으며 여러 가지 공정변수 중에서 $O_{2}$ 농도와 증착 후에 열처리 온도를 선택하여 박막의 광학적, 전기적 그리고 구조적인 특성을 조사하였다. $O_{2}$ 농도가 증가할수록 IZO 박막의 증착속도는 감소하였고 저항도는 증가하였으며 투과도는 약간 증가하는 경향을 보였다. Atomic force microscopy 분석의 결과로부터, 순수한 아르곤에서 증착된 박막의 표면이 가장 거칠었고 $O_{2}$가 첨가된 조건에서 증착된 박막들은 덜 거칠었다. 순수한 아르곤의 조건에서 증착된 IZO 박막들을 각각 250, 350, 그리고 $450^{\circ}C$에서 열처리하였다. 투과도와 저항도는 순수한 아르곤 조건에서 증착된 시료에서 가장 낮게 나타났고 $250^{\circ}C$의 열처리 온도까지 낮은 저항도가 유지되었다. 박막의 표면은 높은 온도에서 열처리된 시료일수록 더 매끄러운 표면을 가졌다. X-ray diffraction 결과를 통해서 높은 온도에서 열처리된 시료일수록 박막의 결정화가 잘 이루어진 것을 알 수 있었다. The indium zinc oxide (IZO) thin films were deposited using a radio frequency reactive magnetron sputtering method. Among the various processing variables, $O_{2}$ concentration and annealing temperature after deposition were selected and the optical, electrical, and structural properties of IZO thin films were investigated. As the $O_{2}$ concentration increased, the deposition rate of IZO thin films decreased, the resistivity increased and the transmittance slightly increased. According to atomic force microscopy analysis, the IZO films deposited at pure Ar showed rough surface and those deposited with $O_{2}$ addition exhibited relatively smooth surface. The IZO thin films deposited at pure Ar were annealed at 250, 350, and $450^{\circ}C$, respectively. The IZO thin film deposited at pure Ar showed the lowest transmittance and resistivity and resistivity greatly increased at the annealing temperature exceeding $250^{\circ}C$. The higher annealing temperature IZO films were annealed at, the smoother surface the films showed. The x-ray diffraction revealed that IZO films annealed at higher temperature had better crystalline structures.
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