• 제목/요약/키워드: 분자선 증착법

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유기소자의 Encapsulation 박막으로 사용된 원자층 및 분자층 증착 $Al_2O_3$/Alucone 박막의 특성 연구

  • 박민우;여동현;원범희;이지혜;이채민;하명훈;정동근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.443-443
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    • 2013
  • 유기광전자소자는 아주 얇은 두께로 제작 가능하여 휘어지는 소자를 구현할 수 있다. 이런 장점 때문에 플렉서블 디스플레이, 플렉서블 태양전지 구현에 가장 적합한 소자로 각광받고 있다. 하지만 수분이나 산소에 의한 소자내의 유기물과 금속의 열화로 소자의 수명이 줄어들기 때문에 산소 및 수분 침투를 방지하는 봉지기술(encapsulation)이 필요하다. 본 연구는 원자층 증착법을 이용한 무기박막층과 분자층 증착법을 이용한 폴리머박막의 적층구조를 이용하여 유기소자에 적용할 수 있는 수분 투과 방지막을 제작하였다. 무기박막층으로는 trymethylaluminum (TMA)과 $H_2O$를 사용하여 $Al_2O_3$를 제작하였고 폴리머층으로는 TMA와 ethylene glycol를 사용하여 alucone박막을 제작하였다. 폴리머층으로 사용된 alucone박막의 X-선 광전자 분광 스펙트럼은 대기중 수분과 산소에 의한 화학결합구조의 변화를 보였지만, $Al_2O_3$와 적층구조로 사용되었을 때, 배리어특성을 증가시키고 휘어짐에 따른 보호막의 열화현상을 줄여줄 수 있는 것을 Ca-test를 통해 확인하였다. 이러한 현상은 alucone막을 적층함으로써 $Al_2O_3$를 침투한 소량의 수분과 산소가, alucone박막을 지나면서 다음 $Al_2O_3$ 층으로 침투하기 전까지의 경로를 늘려주기 때문이라 사료된다.

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양자점 태양전지구조내 결함상태와 광전변환 특성인자와의 상관관계 분석

  • 이경수;이동욱;김은규;최원준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.329.2-329.2
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    • 2014
  • 지난 수년간 태양전지의 광전변환효율을 높이기 위해 자가 조립된 InAs 또는 GaSb와 같은 양자점을 GaAs 단일 p-n 접합에 적용하는 연구를 개발해 왔다. 그러나 양자점의 흡수 단면적에 의한 광 흡수도는 양자점층을 수십 층을 쌓으면 증가하지만 활성층에 결함을 생성시킨다. 생성된 결함은 운반자트랩으로 작용하여 태양전지의 광전변환효율을 감소시킨다. 본 실험에서는 양자점이 적용된 태양전지와 적용되지 않은 태양전지의 광전변환 효율을 비교하고, 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 결함상태를 측정 및 비교함으로써, 활성층 내부에 생성된 결함이 광전변환 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 소자구조는 분자선 증착 방법을 이용하여, 먼저 n+-형 GaAs기판위에 n+-형 GaAs를 250 nm 증착한 후, 도핑이 되지 않은 GaAs활성층을 $1{\mu}m$ 두께로 증착하였다. 마지막으로 n+ 와 p+-형 GaAs를 각각 50, 750 nm 증착함으로써 p-i-n구조를형성하였다. 여기서, n+-형 GaAs 과 p+-형 GaAs의 도핑농도는 동일하게 $5{\times}1018cm-3$로 하였다. 또한 양자점을 태양전지 활성층에 20층을 형성하였다. 이때 p-i-n 태양전지 와 양자점 태양전지의 광전변환 효율은 각각 5.54, 4.22 % 를 나타내었다. p-i-n 태양전지의 개방 전압과 단락전류는 847 mV, 8,81 mA이며 양자점 태양전지는 847 mV, 6.62mA로 확인되었다. 태양전지의 전기적 특성을 측정하기 위해 소자구조 위에 Au(300nm)/Pt(30nm)/Ti(30nm)의 전극을 전자빔증착장치로 증착하였으며, 메사에칭으로 직경 $300{\mu}m$의 태양전지 구조를 제작하였다. 정전용량-전압 특성 및 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 태양전지의 결함분석 및 이에 따른 광전변환 특성인자와의 상관관계를 논의할 것이다.

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유기 분자선 증착법(OMBD)에 의한 $alpha-sexithiophene$ 박막의 제조와 특성 (The preparation of $alpha-sexithiophene$ thin films by organic molecular beam deposition method and their characteristics)

  • 권오관;김영관;손병청;박주상;변대현;신동명;최종선
    • 한국진공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.361-367
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    • 1998
  • 유기 박막 트렌지스터의 활성층으로 사용하기 위하여 공액성 소중합체인 $\alpha$ -sexithiophene($\alpha$-6T)이라는 시료를 가지고 유기 분자선 증착법(OMBD)을 이용하여 박막 을 제작하였으며 $\alpha$-6T박막의 성막 조건에 따른 박막의 분자 배향, 결정구조 그리고 표면 특성을 알아보기 위해 angle-resolved UV/visible absorption spectroscopy, X-ray diffractometry(XRD) 그리고 atomic force microscopy(AFM)를 이용하였으며 그 분석 결과 성막 조건에 관계없이 모두 monoclinic한 결정구조를 갖으나, 초고진공, 낮은 성막 속도, 기 판의 온도가 높은 조건일 경우 $\alpha$-6T 분자들이 기판에 수직적으로 배열한다는 것을 확일할 수 있었다.

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고 indium 농도 InGaAs와 GaAs 박막간 계면에 관한 연구 (Studies of the Interface between the High Indium Content InGaAs QW and GaAs Layers)

  • 김삼동
    • 한국재료학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.84-89
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    • 1996
  • 분자선 증착법(Molecular Beam Epitaxy)에 의하여 성장시킨 고농도 InGaAs layer에서 성장중지법이 계면 거칠기에 미치는 영향이 연구되었다. 계면을 평활화하기 위하여 단원자층의 GaAs 또는 AIAs를 InGaAs alyer 양쪽 계면에 증착한 뒤 뒤이어 성장중지를 실시하였다. Photoluminescence(PL) 측정에 의하면, 단원자 GaAs층 증착을 통한 평활화법보다 상당히 향상된 계면조건을 보여졌다. 고 분해능 단면 전자현미경법(Cross-section high resolution transmission electron microscopy, XHRTEM)에 의해 관찰되어진바, 계면 평활화법에 의해 계면의 평활성, 연속성 및 결정결함 밀도등에서 현저한 향상이 얻어졌다.

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플라즈마 분자선 에피택시에 의해 성장 멈춤법으로 증착된 완충층에 성장된 ZnO 박막의 특성 변화

  • 임광국;김민수;김소아람;남기웅;박대홍;천민종;이동율;김진수;김종수;이주인;임재영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.83-83
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    • 2011
  • 본 연구에서는 p-type Si (100) 위에 분자선 에피택시 성장방법으로 ZnO 완충층이 삽입된 ZnO 박막을 성장시켰다. ZnO 완충층은 Zn 셀 셔터의 열림/닫힘을 반복하는 성장 멈춤법으로 성장되었다. Zn 셀 셔터의 열림 시간은 4분, 2분, 1분이며 닫힘 시간은 2분으로 동일하게 유지하였다. 이러한 과정은 각각 5, 10, 20회로 반복되었으며 ZnO 완충층을 성장한 후 ZnO 박막은 기존의 분자선 에피택시 방법으로 성장되었다. ZnO 박막의 구조적, 광학적 특성은 field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL)로 조사하였다. SEM 측정결과 성장 멈춤 횟수가 증가함에 따라 ZnO 박막의 표면은 섬(island) 구조에서 미로(maze) 구조로 변화하였고, XRD 측정결과 full-width at half-maximum (FWHM) 이 감소하고 결정립 크기(grain size)가 증가하였다. 그리고 PL 측정결과 성장 멈춤 횟수가 증가함에 따라 near-band-edge emission (NBE) 피크의 세기가 증가하였고 deep-level emission (DLE) 피크의 위치는 오렌지 발광에서 녹색 발광으로 청색편이(blue-shift)하였다.

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가스원 분자선 에피택시 증착법에 의한 $Si/Si_{1-x}Ge_x$ MODFET 구조의 미세조직과 전기이동도에 관한 연구 (Microstructures and electron mobilities of $Si/Si_{1-x}Ge_x$ MODFET structures grown by gas-source MBE)

  • 이원재
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.207-211
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    • 1999
  • 가스원 분자선 에피택시(GS-MBE)로 성장시킨 $Si/Si_{1-x}Ge_x$ MODFET의 미세조직을 투과식 전자현미경과 간섭광학현미경을 이용하여 관찰하였다. 증착온도변화에 따른 불일치전위의 분포에 큰 변화는 없었지만, 증착온도가 높을수록 표면조도가 거칠어졌고 표면 결함이 나타났다. Si 전기활성층 근처에서는 조성경사기능층보다 전위밀도가 상당히 낮았다. 결정성장 온도를 낮춤에 따라 전기이동도는 증가하였다.

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분자선 에피성장법으로 성장된 ZnSe/GaAs의 특성 (Property of molecular beam epitaxy-grown ZnSe/GaAs)

  • 김은도;손영호;조성진;황도원
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.52-56
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    • 2007
  • 본 연구에서는 초고진공(UHV, ultra high vacuum) 분자선 에피성장(MBE, molecular beam epitaxy) 시스템을 제작하여, ZnSe/GaAs[001]을 증착하였고, 증착된 박막의 특성을 SEM(scanning electron microscopy), AFM(atomic force microscopy)으로 조사하여, 분자층 단위의 조밀하고 균일한 표면특성을 보이고 있음을 확인할 수 있었다 XRD(x-ray diffractometer)를 이용하여, GaAs[001]기판의 XRD peak 위치와 ZnSe 박막의 XRD peak 위치가 각자 일치함을 확인할 수 있었다. PL(photoluminescence)로는 대략 437nm에서 발광하는 것이 관측되었으며, 2인치 ZnSe 박막의 PL mapping을 측정하였다.

유기 분자선 증착법에 의해 성막된 Pentacene 박막의 물리적, 전기적 특성에 관한 연구 (Physical and electrical characteristics of Pentacene thin films prepared by)

  • 김대엽;김대식;최종선;강도열;김영관
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.605-608
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    • 1999
  • We report investigations on a Pentacene thin film as a component for active layer of Organic thin film transistors. Pentacene film was deposited by Organic Molecular Beam Deposition(OMBD) and Al electrode was deposoted by vacuum evaporation. Electrical characterization of Pentacene films were measured by the three-terminal contact resistance methods, as the results contact resistance between pentacene films and the Aluminium electrode is 5.064G$\Omega$. The Al contact with the pentacene shows the bottom contact resistance. From the current-voltage characteristics, electrical conductivity of the Pentacene film is found as ~ 10$^{-4}$ /cm. physical characterization of pentacene films were measured by UV-spectrum and Cyclic-Voltammetry method.

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깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 양자점 태양전지의 결함상태가 광전변환 효율에 미치는 영향 분석

  • 이경수;이동욱;문웅탁;김은규;최원준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.225.1-225.1
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    • 2013
  • 지난 수년간 태양전지의 광전변환 효율을 높이기 위해 자가 조립된 InAs 또는 GaSb 와 같은 양자점을 GaAs 단일 p-n 접합에 적용하는 연구를 개발해 왔다. 그러나 양자점의 흡수 단면적에 의한 광흡수도는 양자점층을 수십 층을 쌓으면 증가하지만 활성층에 결함을 생성시킨다. 생성된 결함은 운반자 트랩으로 작용하여 태양전지의 광전변환 효율을 감소시킨다. 본 실험에서는 양자점이 적용된 태양전지와 적용되지 않은 태양전지의 광전변환 효율을 비교하고, 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 결함상태를 측정하고 및 비교함으로써, 활성층 내부에 생성된 결함이 광전변환 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 소자구조는 분자선 증착 방법을 이용하여, 먼저 n-형 GaAs 기판위에 n-형 GaAs를 300 nm 증착한 후, 도핑이 되지 않은 GaAs 활성층을 3.5 ${\mu}m$ 두께로 증착하였다. 마지막으로 p-형 GaAs를 830 nm 증착함으로써 p-i-n구조를 형성하였다. 여기서, n-형 GaAs 과 p-형 GaAs의 도핑농도는 동일하게 $5{\times}1018\;cm^{-3}$ 로 하였다. 또한 양자점 및 델타도핑 층을 각각 태양전지에 적용하기 위해 활성층내에 양자점 20층 및 델타도핑 20층을 각각 형성하였다. 이때, 양자점 태양전지, 델타도핑 태양전지와 양자점이 없는 태양전지의 광전변환 효율은 각각 4.24, 4.97, 3.52%로 나타났다. 태양전지의 전기적 특성을 측정하기 위해 소자구조 위에 Au(300nm)/Pt(30nm)/Ti(30nm)의 전극을 전자빔 증착장치로 증착하였으며, 메사에칭으로 직경 300 ${\mu}m$의 p-i-n 접합 다이오드 구조를 제작하였다. 정전용량-전압 특성 및 깊은준위 과도용량 분광법을 이용하여 태양전지의 결함분석 및 이에 따른 광전변환 효율의 상관관계를 논의할 것이다.

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