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이산화규소 증착된 스테인레스 기판위에 형성된 은 금속 박막의 급속 열처리에 대한 효과
김경보 중소기업융합학회 2020 융합정보논문지 Vol.10 No.8
This study examined the effects of rapid thermal annealing (RTA) on the physical and chemical characteristics of thin silver (Ag) layers on SiO2 coated metal foils. Ag layers were annealed at various temperatures of the range between 150 °C and 550 °C for 20 min. The surface roughness and resistivity are increased at the annealing temperatures of 550 °C. We also found that oxygen (O) and silicon (Si) atoms exist at the Ag film surface by using compositional analysis in the annealing temperatures of 550 °C. The total reflectance is decreased with increasing temperature. These phenomena are due to an out-diffusion of Si atoms from SiO2 layers during the RTA annealing. The results offer the possibility of using it as a substrate for various flexible optoelectronic devices. SiO2 증착된 금속 호일 기판에 형성된 은 금속 박막의 급속 열처리에 대한 물리적 및 화학적 특성 영향을 조사하였다. 은 박막을 150도에서 550도까지 온도를 변화시키며, 각 온도에서 20분 동안 급속 열처리를 진행하였다. 550도에서 표면 거칠기와 저항이 급격하게 증가하는 현상을 발견하였다. 따라서 550도의 열처리 온도 샘플에 대해 조성 분석 기법을 사용하였고, 은 필름 표면에 산소 (O) 및 실리콘 (Si) 원자가 존재함을 확인하였다. 박막의 광학적 특성인, 전체 반사율은 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 특히 550도에서 공정을 진행한 박막은 박막 및 기판 표면으로부터의 다중 반사에 의한 광학적 간섭으로 인해 정현파 특성을 나타냄을 확인하였다. 이러한 현상은 급속 열처리 동안 SiO2 층으로부터 Si 원자의 외부 확산에 기인한 것이다. 본 연구 결과는 다양한 플렉서블 광전자소자의 기판으로 사용할 수 있는 가능성을 제공한다.
아르곤 상압플라즈마를 이용한 CNT 코팅 공정 기술 개발
김경보,이종필,김무진 대한산업경영학회 2022 산업융합연구 Vol.20 No.10
본 논문에서는 용액 기반의 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano-tube)를 전자기기의 전도성 소재로 사용하기 위하여 쉽고 빠르게 형성하는 방법에 대해 연구하였다. 이를 위해 스핀 코팅 방법 및 아르곤 상압플라즈마 공정을 적용하여 글라스 위에 CNT 박막 코팅을 진행하였다. 코팅 횟수에 따른 전기적, 물리적 특성 변화를 관찰하기 위하여 1회부터 5회까지 동일한 방법으로 형성된 샘플을 제작하였고, 각 샘플에 대해 표면 형상, 반사도, 투과도, 흡수율 및 표면 저항을 측정하였다. 현미경을 이용하여 관찰했을 때 횟수가 늘어날 때 글라스 상에 검은 형상이 더 잘 관찰되며, 특히 스핀코팅에 의해 가운데 영역이 더 검게 관찰되는 것을 알 수 있다. 코팅 수가 증가함에 따라 측정 파장의 전 영역에서 투과도는 감소, 반사도 및 흡수율은증가하였다. 또한, 파장이 감소함에 따라 투과율은 감소, 반사도 및 흡수율은 증가한다. 전기적인 특성의 경우, 2번 코팅했을때 전도도가 상당히 향상됨을 확인할 수 있었으며, 추가 코팅에 의해서 전도도 감소가 관찰되지만, 큰 변화를 보이지는 않았다. 결론적으로 CNT를 투명전극으로 대체하기 위해서는 반사도 및 전기전도도를 함께 고려하여 코팅 횟수를 고려해야 하며, 2회가 최적임을 알 수 있다.
Effect of Metal Barrier Layer for Flexible Solar Cell Devices on Tainless Steel Substrates
김경보 한국진공학회 2017 Applied Science and Convergence Technology Vol.26 No.1
A thin metal layer of molybdenum is placed between the conventional barrier layer and the stainless steel substrate for investigating the diffusion property of iron (Fe) atoms. In this study, the protection probability was confirmed by measuring the concentration of out-diffused Fe using a SIMS depth profile. The Fe concentration of chromium (Cr) barrier layer with 10 nm molybdenum (Mo) layer is 5 times lower than that of Cr barrier without the thin Mo layer. The insertion of a thin Mo metal layer between the barrier layer and the stainless steel substrate effectively protects the out-diffusion of Fe atoms.
습식 식각 공정을 이용하여 제작된 광양자테 소자의 특성 분석
김경보,이종필,김무진 중소기업융합학회 2020 융합정보논문지 Vol.10 No.6
A structure in which GaAs and AlGaAs epilayers are formed with a metal organic chemical vapor deposition equipment on a GaAs wafer similar to the structure of making a vertical cavity surface emitting laser is used. Photonic Quantum Ring (PQR) devices that are naturally generated by 3D resonance are manufactured by chemically assisted ion beam etching technology, which is a dry etching method. A new technology that can be fabricated has been studied, and as a result, the possibility of wet etching of a solution containing phosphoric acid, hydrogen peroxide and methanol was investigated, and the device fabrication by applying this method are also discussed. In addition, the spectrum of the fabricated optical device was measured, and the results were theoretically analyzed and compared with the wavelength value obtained by the measurement. It is expected that the PQR device will be able to model cells in a three-dimensional shape or be applied to the display field. 본 논문에서는 VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 레이저를 만드는 구조와 유사한 GaAs 웨이퍼상에 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장비로 GaAs와 AlGaAs 에피층을 형성시킨 구조를 사용한다. 3차원 공진현상에 의해 자연 발생되는 광양자테 (PQR: Photonic Quantum Ring) 소자를 건식 식각 방법인 CAIBE (Chemically Assisted Ion Beam Etching) 기술로 제작하였지만, 진공 분위기에서 진행해야 하는 문제점 때문에 저가격으로 쉽게 소자를 제작할 수 있는 방법이 연구되었고, 그 결과 인산, 과산화수소, 메탄올이 혼합된 용액의 습식식각 기술로 가능성을 확인하였으며, 이 방법을 적용하여 소자를 제작한 내용에 대해 논한다. 또한, 제작된 광소자의 스펙트럼을 측정하였고, 이 결과들을 이론적으로 해석하여 얻은 파장값과 비교한다. 광양자테 소자는 3차원 형상으로 세포를 모델링하거나, 디스플레이 분야로의 응용이 가능할 것으로 기대한다.
스퍼터 공정을 이용하여 얇은 글라스 및 두꺼운 플라스틱 기판에 증착된 ITO 투명 전도막의 광학 및 전기적인 특성 분석
김경보,정금관,김신우,김무진 대한전기학회 2024 전기학회논문지 Vol.73 No.2
In this study, ITO (Indium Tin Oxide) commonly used as a transparent conductive film was deposited on thin glass and thick plastic substrates using DC sputtering equipment, and the optical and electrical characteristics were analyzed. For the experiments, ITO film thicknesses of 900 Å, 1100 Å, and 3200 Å were formed on two different substrates. First, the electrical surface resistance showed a sharp increase from 29 Ω/□ to 16.5 MΩ/□ as the film thickness increased. Next, an analysis of the reaction between light and the film was investigated. The absorption rate shows an opposite trend to transmittance. The bandgap of the films could be determined using absorption. It was found that as the thickness increased, the bandgap decreased. For the application of ITO with a thickness of 1000 Å as a transparent electrode in AMOLED, the researchers examined transmittance and surface resistance based on oxygen concentration.
용액 기반의 습식 식각 기술을 이용한 페로브스카이트 패터닝 및 이 물질을 이용한 광센서 소자 제작
김경보,이종필,김무진 한국조명.전기설비학회 2022 조명·전기설비학회논문지 Vol.36 No.10
In this study, an optical sensor using a perovskite thin film was fabricated and its possibility was investigated. The optoelectronic device was fabricated using a semiconductor process technology that was researched and developed based on perovskite. Specifically, patterning of the semiconductor material was carried out by applying isopropyl alcohol solution to a cotton swab using a solution without a mask and rubbing the area to be removed. The optoelectronic sensor device was irradiated with light emitting diode to measure its optical characteristics. After light irradiation, a photocurrent that is about 1000 times higher than that of the dark current was generated. In conclusion, if an optical sensor is made using perovskite, an electronic device with very high sensitivity is realized. However, it was found that the shape of the edge was not realized in a straight line due to the removal of the semiconductor material using a cotton swab, and a hole appeared near the edge due to the characteristics of the highly volatile solution. These problems must be solved in order to manufacture a mass-produced sensor.