자기기록의 고밀도화로 인해 보자력(Hc)이 큰 자기기록매체가 필요하게 되었다. 고보자력매체에 신호를 충분히 기록하기 위해서는 보다 강한 자장이 필요하다. 이 때문에 포화자화(Ms)가 큰 재료가 필요하며 고주파 영역에서 실효투자율(μeff)이 높아야 한다. Fe계 합금박막은 이에 적합한 재료이다. 본 연구에서는 Fe의 결정자기이방성에 영향을 미치는 Si과 Fe의 격자 변형을 유도할 수 있는 B를 첨가하였다. Fe-B-Si 계 박막을 질소분위기 중에서 RF Matnetron Sputter로 제작하여 연자기적 특성에 관하여 고찰하였다. Fe91.49B4.01Si4.50at% 박막은 350˚C에서 1시간 열처리를 행함으로써 약 900(10MHz) 정도의 투자율과 7.6Oe의 보자력을 나타냈으며 포화자화는 1300emu/㎤를 얻었다.

무전해도금법에 의한 퍼멀로이 박막의 도금 최적조건 규명 및 자기적 특성 향상을 위하여 퍼멀로이 박막의 미세구조 및 자기적 특성 등을 연구하였다. 소지는 알루미나를 사용하였으며, 환원제는 boron을 포함하는 Ni-Fe-B도금막이 형성되는 DMAB(dimethylamine borane)를 사용하였다. 도금시 인가된 도금막이 무자장하에서 도금된 도금막과 비교하여 기공이 적고, 조밀한 막이 형성됨을 SEM을 통하여 확인하였다. 도금속도는 온도, pH, DMAB 농도가 증가할수록 증가하였다. 도금막에 함유되는 boron의 함량은 pH가 감소할수록, 온도와 DMAB농도가 증가할수록 증가하였다. 도금막 보자력값은 300˚C에서 1시간 열처리하였을 때 약 4.5Oe로 감소하였고, 포화자기유도값은 3-5kG 정도 증가하였다. 이때 포화자기유도값은 자장하에서 도금된 후 열처리한 도금막이 무자장하에서 도금된 후 열처리한 도금막에 비하여 1.7kG 정도 높았다. 또한 열처리 후의 도금막이 열처리 전의 도금막에 비하여 기공이 적고 조밀한 도금막을 형성함을 볼 수 있었다.

박막 공정 및 마이크로머시닝(micromachining)기술에 의해 제작되는 마이크로 가스 센서는 고온 동작이 필수불가결하며 이 때 안정된 출력을 얻기 위해서 센서 저항 변화에 영향을 줄 수 있는 응집화 현상이 발생하지 말아야 한다. 본 연구에서는 고온 동작시 응집화의 구동력으로 작용하는 여러 요소중의 하나인 응력(stress)을 줄이기 위해서 인가 전력 밀도, 기판온도, 증착 압력 등을 증착 변수로 하여 증착 조건이 (AI, SI)1-xOx박막과 Pt 박막의 제반 물성 및 응력변화에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. (AI, SI)1-xOx박막의 증착 속도와 굴절율 값은 O2분압과 기판 온도가 증가할수록 감소하였으며 응력은 O2분압이 증가함에 따라 인장에서 압축으로 전환된 후 증가하였다. Pt 박막의 경우, 인가 전력이 증가할수록 공정 압력이 감소할수록, 기판 온도가 감소할수록 증착 속도는 증가하였으며 전기 비저항은 감소하였다. Pt 박막의 응력은 인가 전력이 증가할수록, 공정 압력이 증가할수록, 기판 온도가 증가할수록 압축에서 인장의 방향으로 전환된 후 증가하였으며 박막의 전기비저항 및 증착속도에 크게 의존하는 것으로 분석되었다.

비휘발성 메모리 소자에의 적용을 위한 SrBi2Ta2O9(SBT)박막이 고순도의 Sr, Bi, Ti 금속타겟을 사용하여 Pt/Ti/SiO2/Si 기판 위에 reactive sputtering 법에 의해 증착되었다. 조성의 영향을 평가하기 위하여 Bi 타겟에 인가되는 전원의 변화와 열처리에 따른 C-F(capacitance-frequency), P-E(polarization-electric field), I-V(current-voltage)등의 전기적 특성이 조사되었다. Bi의 양이 증가함에 따라 Bi layer 구조를 나타내는 (105)회절 피크가 증가하였고 700˚C, 산소분위기에서 1시간 동안 열처리후 Sr과 Bi가 심하게 휘발되었으며 박막의 미세구조는 다공질이 되었다. 이러한 이유로 열처리된 박막의 누설 전류 밀도는 증가하였다. 열처리된 시편의 조성은 거의 화학양론비를 이루었으며 4.5μC/cm2의 Pr값을 갖는 강유전(ferroelectric)특성을 나타내었다.

비정질 실리콘의 표면에 Ni과 Pd를 형성하여 측면으로의 결정화 속도를 향상시켰다. Ni에 의해 비정질 실리콘이 측면으로 결정화될 때 그 성장 속도는 500˚C에서 3wμm/hour였으며 이때의 활성화 에너지는 2.87eV로 나타났다. Pd의 경우는 Pd2Si의 형성에 의해 압축 응력이 유발되어 Pdrks의 간격이 좁을수록 측면으로의 결정화 속도가 증가하였다. Ni과 Pd을 각각 다른 부분에 증착시키고 결정화시키면 Ni에 의해 측면으로 결정화되는 속도가 Ni만으로 결정화시킬 때 보다 약 2배 이상의 측면결정화 속도를 보였다.

반응성 스퍼터링법을 이용하며 산화티타늄 박막을 10%~60%의 산소분압하에서 증착하고 열처리 온도와 시간에 따른 박막의 결정화 특성을 고찰하였다. 증착직후에 형성된 비정질 상은 열처리시 산소분압이 15% 이상인 경우에서는 900˚C에서는 rutile로，500˚C에서는 anatase상으로 각각 결정화되었으나 산소 결핑성 비정량도가 심한 10%의 경우에는 온도와 무관하게 장시간의 열처리에서는 rutile 상으로 결정화되었다. 이 경우에 결정화 초기에 형성되는 상은 박막의 산화진행속도가 느린 500˚C이하의 온도에서는 Magneli상 (Ti6O2n-1)이，50˚Csim600˚C 에서는 비정량적인 anatase상이 형성 되었다. 따라서 초기에 형성된 상이 비정량적일 경우 산화의 진행에 따라서 최종적으로 가장 안정한 상인 rutile상으로 변화하며 초기에 정량적인 상이 형성되면 열처리시 상변화 없이 성장이 계속될 수 있음을 알 수 있다.

MPECVD법을 이용하여 다이아몬드 박막을 p형 Si(100)기판 위에 증착하였다. 증착하기에 앞서, 핵생성 밀도를 향상시키기 위하여 40-60μm 크기의 다이아몬드 분말을 사용하여 6분간 초음파 전처리를 행하였다. 이런 전처리 과정 후, 다이아몬드 박막을 900˚C, 40Torr, 1000W microwave power에서 CH4와 h2사용하여 증착하였다. 이렇게 형성된 다이아몬드 박막의 순수도는 Raman spectroscopy로 측정하였으며 박막의 표면은 SEM으로 , 그리고 미세구조와 미세결함은 TEM으로 조사하였다. 반응기체 중 CH4의 농도가 증가함에 따라 다이아몬드의 정형적인 Raman peak와 더불어 다이아몬드가 아닌 제 2상의 peak가 증가하였다. SEM에 의한 박막의 표면은 CH4가 증가함에 따라 박막의 표면이 뚜렷한 결정형상에서 cauliflower 형태로 변화하였다. 다이아몬드 박막의 결함밀도는 CH4농도가 증가함에 따라 증가하였으며 결함 중 대부분은 111twin이였다. 그리고 MTP(Mulitply Twinned Particle)는 5개의 (111)면으로 형성된 결정으로, 5개의 (111)면은 각각에 대해서 Twin되어 있으며 five-fold symmetry를 나타내었다. 계면에서는 다이아몬드내의 결함들이 핵생성 site를 함유한 작은 지역에서부터 V형재로 퍼져 나갔다.

적외선 센서의 재료로 활용되고 있는 PLT박막 (두께:8000Å-9000Å)을 Pt/Ti/SiO2/Si와 Pt/M?의 하부 구조상에 500˚C, 550˚C 및 600˚C에서 스퍼터링 증착하여 결정성 및 전기적 특성을 조사하였다. 600˚C로 in-situ 성장된 PLT박막은 Si기판을 이용한 경우 randomly oriented perovskite 결정구조를 나타내었으며, Pt/MgO 구조위에서는 c-축(00ι)방향으로 배향 성장되었다. 600˚C에서 in-situ 성장된 PLT박막의 비유전상수(εr)와 유전정접(tan δ)을 10kHz-100kHz의 주파수에서 측정한 결과 Pt/Ti/SiO2/Si 구조상에 증착된 박막은εr=90과 tan δ=0.02의 값을 Pt/MgO 구조상에 증착된 박막은 εe=35와 tanδ=0.01의 값을 나타내었다. 잔류분극량(2Pr)과 초전계수(γ)는 상온부근에서 Si 기판을 이용한 경우 각각 0.6μC/cm2.。C과 0.5x10-8C/cm2.。C정도로 매우 작게 나타났으나 PLT/Pt/MgO 구조에서는 2Pr=5μC/cm2, r=4x10-8C/cm2.。C로 비교적 양호한 초전박막의 전기적 특성을 나타내었다.

The phase separated structure and the electo-optical properties of the polymer /liquid crystal(LC) composite films including a dye were investigated. The phase separated structure of the polymer /LC / dye composite film(GH composite film) including below 2wt% dye against LC was almost same with the composite film which does not include dye. But the electro-optical properties of the GH composite film strongly depended on weight fraction of the dye against the LC. The response time of the GH composite film increased with the increase of the dissolved dye in LC because the dye acts as a registivity for the orientation of LC molecules by the electric filed.

고주파 마그네트론 스퍼터링(RF magnetron sputtering)법을 이용하여 자동차유리 성에 제거용 주석첨가 인듐산화물(indium tin oxide;ITO) 투명저항박막의 증착과 그 전기 및 광학 특성을 연구하였다. 기판온도는 A, T.-300˚C, O2/(Ar+O2)비는 0-0.3로 변화시키며 실험하였다. 기판온도가 높아질수록, 그리고 O2/(Ar+O2)비가 높아질수록 박막의 증착속도는 감소하였다. 또한, 기판온도가 높아질수록 In2O3(400) 방향의 결정성은 감소하고, In2O3(222)와 (400) 피크만이 잔존하였다. 기판온도가 높아질수록 가시광영역의 광투과도는 향상되었고, 면저항은 200˚C까지는 감소하였으나 200˚C이상에서는 거의 일정하였으며, 결정립 크기는 온도가 높아질수록 증가하였다. 박막의 면저항은 O2/(Ar+O2)비가 0.1에서는 감소하고, 그 이상에서는 증가하였으며, 광투과도는 O2/(Ar+O2)비에 거의 영향을 받지 않았다.

화학증착기에 의한 실리콘막의 증착에서 증착기의 기초 진공도는 잔류가스로부터 실리콘 막내로 유입되는 oxygen, carbon과 같은 분순물의 양을 결정하며, 따라서 증착 거동 및 막의 결정성에 영향을 줄 수 있는 공정 변수이다. 본 연구에서는 고진공 화학증착기를 이용하여 기초 진공도는 비정질 실리콘의 증착과 결정화에 미치는 영향을 조사하였다. 높은 기초 진공도는 비정질/결정질 천이 증착온도의 감소를 가져왔다. 또한 비정질 실리콘막의 결정화 속도 및 박막 결정성을 향상시키는 것으로 조사되었다. 이와 같은 기초 진공도의 영향은 증착시 잔류가스에 함유되는 O, C과 같은 불순물의 영향으로 설명될 수 있었다. 기초 진공도에 따른 실리콘 막의 결정성 향상은 다결정 실리콘 박막 트렌지스터의 구동 특성을 향상시키는 것으로 조사되었다. 기초 진공도가 10-3Torr에서 10-5Torr 로 증가함에 따라 전자 이동도는 17cm2/V.s에서 25cm2/V.s로 증가하였으며 누설전류는 감소하였다.

좀부추의 생육에 적합한 광환경을 구명하기 위하여 여러 가지 칼라 필름을 이용하여 광투과특성, 생장특성, 무기성분과 엽록소 함량을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다- 칼라 필름의 종류에 따른 광투과 특성에서 광질은 대조구와 투명 필름의 경우 광의 파장 별 선택적인 차단은 없었지만 기타 필름은 선택적으로 감소 또는 차단되었으며, 광량은 대조구의 광투과량을 100으로 볼 때 투명 필름이 76.5%로써 가장 높았고, 녹색 필름은 13.5%로써 가장 낮았다. 생육특성은 투명색, 황색, 핑크색 필름이 양호한 반면 녹색과 청색 필름은 저조하였다. 엽록소 함량은 청색 필름에서 0.27mg/g으로써 가장 높았지만, 황색필름은 0.16mg/g으로써 가장 낮았고, 무기 성분 함량은 녹색 필름이 질소, 인산 칼리, 칼슘, 마그네슘에서 가장 높았지만, 주황색 필름은 인산, 칼륨, 핑크색 필름은 질소, 칼리, 마그네슘에서 가장 낮았다.

초음파분무를 이용한 MOCVD법으로 강유전 BaTiO3 박막을 제조하였다. 초음파 분무 MOCVD법은 비교적 저온에서도 후열처리없이 결정화된 박막의 제조가 가능하다. 증착한 박막은 기판온도가 증가할수록 (110) 우선 배향성을 가졌으며, 기판온도에 따라서 서로 다른 결정상을 나타내었다. 기판온도가 550˚C인 경우에 증착한 박막은 결정화가 완전히 진행되지 않았으며, 결정립의 크기도 매우 작아 상온에서 입방정상의 특성을 보였다. 600˚C에서 증착한 박막은 결정화가 진행되어 입자의 크기는 성장하였으나 의사 입방정상을유지하고 있었다. 반만 650˚C에서 증착한 박막은 결정화뿐만 아니라 주상으로 성장하여 수직 방향으로는 박막 두께의 크기를 가져 CV 특성에서 이력곡선을 보였으며, 정전용량의 온도 변화에 따른 특성에서도 상전이의 특성을 나타내었다.

증착법을 이용해 증착시 기판의 온도를 변화시키면서 MnSbPt 합금 박막을 만들고 이를 열처리 한 후 나타나는 자기 및 자기광학적 성질을 조사하였다. Mn45Sb45Pt10조성의 박막에서 0.85˚의 높은 Kerr Rotation Angle값을 나타내고, 또한 광원의 입사파장이 단파장으로 이동하여도 우수한 Kerr Rotation Angle 값을 유지함으로써 자기광 재료로서의 기록밀도 향상가능성이 기대된다. 이 재료가 갖고 있는 열악한 자기적성질도 열처리를 통하여 포화자화값과 보자력의 향상 효과를 얻었지만, 자기광 재료가 갖추어야할 수직자화를 얻기에는 미흡하여 이에 대한 보완이 필요하다.

BaO, SrCI2.6H2O 그리고 Ti(OPri)4를 출발 원료로 사용하여 균일한 BaxSr1-xTiO3(BST) 솔을 합성하였고, BST 박막을 회전 코팅 법으로 Si 및 Pt/Ti/SiO2/Si 기판위에 제조하였다. 적외선 및 NMR 스펙트럼 분석으로 킬레이션 조제로 사용한 acetylacetone(AcAc)이 엔올 형태로 Ti-알콕사이드와 결합하여 솔 안정화에 기여함을 확인하였다. Xedrogel에 대한 DT/TGA 및 적외선 스펙트럼 결과로부터 페로브스카이트 상생성이 600˚C 이상에서 이루어짐을 관찰하였다. 700˚C에서 열처리한 박마은 -300(10 KHz)의 상대유전율을 나타내었고, 결정립의 저항 및 입계의 병렬 RC 성분으로 등가회로를 구성할 수 있었다.

비정질 실리콘박막의 고상결정화 특성에 대한 비정질 박막의 증착방법, 수소화 정도, 표면결정 활성화 에너지 변화 및 열처리 환경 영향을 X선 회절, EDAX, Raman 분광 분석으로 조사하였다. 저온(580˚C)열처리 corning 시료에서 기판 barium(Ba), aluminum(AI) 성분의 막내 확산 임계열처리시간 및 확산에 기인 한 불안정 결정화 특성을 관찰하였다. 화학기상증착 석영 수소화 시료에서 hard damage 기계적 활성화 효과로 얻어진 조대결정립 결정화 특성을 X선 회절의 (111) 배향 상대강도 변화로 관찰 할 수 있었으며, 이는 활성화 효과에 의한 고상 결정화 시 핵생성과 성장속도변화로 다결정 실리콘의 전기적물성 향상 가능성을 보여주었다. Soft damage, bare 활성화 처리 수소화막의 결정화는 비정질 상의 혼재, 박막 응력등의 저품위 입계특성 및 미세결정립 성장 특성으로 관찰되었으나, 활성화 전처리에 의한 저온 및 고온(875˚C)단시간(30분) 결정화는 확인 되었다. 스퍼터링 비수소화 막의 결정화는 상변태 상태의 Raman 결정피크로 분석 되었으며, 결정화 거동에 선행막의 스퍼터링 및 비수소화 영향은 활성화효과에 관계없이 불완전 저품위 결정특성으로 확인되었다. AFM 표면형상은 3차원 island 성막특성을 보여주었고 표면거칠기정도는 높은 것으로 관찰되었다.

R-sapphire 기판위에 rf magnetron 스퍼터 방법으로 ZnO 박막을 증착하여 박막의 증착변수에 따른 결정성장방향과 SAW 특성을 분석하였다. 증착온도, 압력, rf 전력에 의해 박막 성장면이 (002)에서 (110)으로의 전이가 관찰되었다. 5mTorr, 400˚C, 250W의 rf 전력에서 가장 우수한 (110)방향의 에피 ZnO 압전 박막의 SAW 특성을 분석하기 위하여 제작된 마스크를 사용하여 IDT를 구성한 후 SAW 특성을 분석한 결과 h/λ=0.08의 조건에서 전단속도가 약 5232m/s로서 고주파용 SAW 필터의 제조에 적합한 특성을 보이고 있다.

p-type(100) 실리콘 기판과 TiN(50nm)/Si 기판에 dimethylethylamine alane(DMEAA)을 반응소스로 하여 알루미늄을 증착시켜 증착온도와 유량, 반송가스 종류에 따른 방향성, 증착속도, 미세구조 변화에 대해 연구하였다. 알루미늄의 증착속도는 기판온도, 반송가스 종류 및 유량에 따라 100-650mn/min으로 다양하게 조절되었다. DMEAA의 증착 활성화에너지는 TiN 기판에서는 약 0.leV이었고 Si와 SiO2 기판에서는 각각 약 0.23eV, 0.24eV이었다. 알루미늄 박막의 방향성은 증착속도의 감소에 따라 (200)에서 (111)방향으로 변하였다. 증착된 알루미늄 박막의 불순물 함량은 산소의 경우 0.2at%, 탄소의 경우 1.8at.%이었다. DMEAA 소스에 의한 알루미늄의 증착속도는 반송가스가 Ar 일 때 보다 H2 가스를 사용하면 증착속도가 크게 증가하였으며 이는 반송가스에 의해 SiO2표면의 흡착 H 농도가 증가하고 흡착 H가 소스 가스와 반응하여 핵생성 site 로 작용하는 것으로 생각된다. 알루미늄 박막의 비저항은 표면 미세조직에 크게 영향을 받으며 그 값은 약 3-7μΩcm이었다.

DLC 박막을 RF 플라즈마 화학증착법(PECVD)을 이용하여 CH4와 CO2기체로부터 합성하였다. 증착압력, CH4와 CO2가스의 조성비, 바이어스 전압(-VB) 등의 증착조건 변화에 따른 증착속도는 증착층의 두께를 알파스텝으로 측정하여 결정하였으며, 박막의 구조 변화에 따른 증착속도는 증착층의 두께를 알파스텝으로 측정하여 결정하였으며, 박막의 구조 변화는 FTIR 분광분석을 이용하여 분석을 행하였다. 이 연구로부터 얻은 실험 결과는 다음과 같다: 1) 증착속도는 증착압력 및 바이어스 전압의 증가에 따라 증가한다. 2)바이어스 전압 300V이상에서, CO2량 증가는 순증착속도를 증가 시킨다. 3) 순수한 CH4가스를 사용할 경우에는 바이어스전압(-VB)이 증가함에 따라 박막내 수소의 함량과 sp3/sp2비는 감소하는 경향을 나타낸다. 4)증착압력이 증가함에 따라 박막내 수소함량은 증가하며, sp3/sp2비는 감소한다. 5)50mTorr의 증착압력에 증착시, CH4-+Co2 혼합가스에서 이산화탄소의 부피분율에 따라서는 박막내 수소함량은 감소하며, sp3/sp2비는 증가한다.