The Surface Morphology of ZnO Grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition for an Application of Solar Cell

We report on the deposition of ZnO films using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) as a function of pushing pressure and kind of reactant such as oxygen gas and water A diethylzinc (DEZ) is supplied and controlled by Ar pushing pressure through bubbling system. Oxygen gas and water are used as reactant in order to form oxidation. We knew that the surface roughness is related in the process conditions such as reactant kind and DEZ flow rate. A substrate temperature has little role of surface roughness with $O_2$ reactant. However, $H_2O$ reactant makes it to increase over the 20 times. We could get the maximum roughness of 39.16 nm at the 90 sccm of DEZ Ar flow rate, the 8 Pa of $H_2O$ vapor pressure, and the $140^{\circ}C$ of substrate temperature. In this paper, we investigated the ZnO films for the application to the light absorption layer of solar cell layer.

태양전지응용을 위하여 MOCVD 방법으로 성장된 ZnO 박막의 기판온도에 따른 표면특성

우리는 MOCVD (metal organic chemical vapor deposition)법을 이용하여 DEZ (Diethylzinc)을 운송하는 Ar 유속과 reactant (반응물질)의 종류에 따른 ZnO 박막 증착을 연구하였다. Bubbler 시스템을 통하여 주입되는 Ar 유속에 의해 Zn 소스인 DEZ의 양이 조절된다. 산소 기체와 수증기는 산화를 위해 반응물질로 사용된다. 본 연구로부터 표면의 거칠기(surface roughness)는 반응물질의 종류와 DEZ Ar 유속에 관계되며 박막의 두께에 의존한다는 것을 알 수 있었다. 그러나 기판 온도는 산소를 반응물로 하는 상태에서는 표면 거칠기에 영향을 주지 못함을 알 수 있었다. 우리는 ZnO 박막이 90 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)의 DEZ Ar 유속, 8 Pa의 수증기압, 그리고 $140^{\circ}C$의 기판 온도에서 39.16 mm의 가장 높은 거칠기를 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문은 태양전지의 광 흡수층으로 사용가능한 ZnO 박막을 연구하였다.