• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.42.1-42.1
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• 2011

높은 광흡수 계수를 갖는Cu(In,Ga) $Se_2$ (CIGS) 화합물 박막 소재는 고효율 태양전지 양산을 위해 가장 전도유망한 재료이나 상대적으로 매장량이 적은 In 및 Ga을 사용한다는 소재적 한계가 있다. $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTSe) 혹은 $Cu_2ZnSnS_4$(CZTS)와 같은 Cu-Zn-Sn-Se계 화합물 반도체는 CIGS 내 희소원소인 In과 Ga이 범용원소인 Zn 및 Sn으로 대체된 소재로써 미래형 저가 태양전지 개발을 위해 활발히 연구되고 있는데, 그 화합물 조합에 따라 0.8 eV부터 1.5 eV까지의 에너지 밴드갭을 갖는 것으로 알려져 있다. 스퍼터링법에 기반한 2단계 공정에 의해 3.2%의 CZTSe 및 6.7%의 CZTS 태양전지 효율 달성이 보고된 바 있으며, 최근 비진공 방식을 이용하여 제조된 $Cu_2ZnSn(S,Se)_4$ (CZTSSe) 태양전지가 9.6%의 변환효율을 생산하여 세계 최고기록을 갱신한 바 있다. 반면, 동시진공증발법에 의한 Cu-Zn-Sn-Se계 연구는 박막 조성 조절이 상대적으로 용이하다는 장점에도 불구하고, 상대적으로 공개된 연구결과의 양이 적으며 그 효율에 대한 보고는 특히 미미하다. 본 연구에서는 동시진공증발법에 의한 CZTSe 박막 연구 결과를 바탕으로 Sn 손실을 최소화하기 위한 진공증발 공정을 최적화하였으며, 이를 통해 CZTSe 박막 태양전지를 제조하고 그 특성분석을 통해 5% 이상의 변환효율을 달성하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.61.2-61.2
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• 2011

넓은 밴드갭을 가지고 있어 가시광에서 투명하며 높은 이동도를 가진 산화물 반도체는 기존의 Si 기반 TFT 소자를 대체할 차세대 디스플레이의 핵심 소재기술로 관심이 높아지고 있다. 그러나 대표적인 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O (IGZO)에 포함된 인듐의 수요 증가에 따른 가격 급등 문제로 이를 대체할 수 있는 새로운 산화물 반도체 재료에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 이에 비교적 저가의 물질로 구성된 Zn-Sn-O계 산화물 소재에 대한 연구가 진행된 바 있으나, 높은 수준의 캐리어 농도를 가지고 있어 TFT 채널용 반도체소재로 적용되기 위해서는 이를 $10^{17}\;cm^{-3}$ 이하로 조절할 수 있는 기술개발이 요구된다. 본 연구는 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착된 Ga-Zn-Sn-O (GZTO) 박막의 갈륨 첨가에 따른 특성변화를 조사하였다. GZO ($Ga_2O_3$ 5wt%)와 $SnO_2$ 타켓의 인가 파워를 고정한 상태에서 $Ga_2O_3$ 타켓의 인가 파워를 0~100W로 조절하여 박막 내 Ga 함량을 증가시켰다. 제조된 모든 GZTO 박막은 Ga함량에 관계없이 비정질 구조를 가지며 가시광 영역에서 약 78%의 우수한 투과율을 나타낸다. Ga 함량에 따라 박막의 구조적, 광학적 특성은 크게 변하지 않지만 전기적 특성은 뚜렷한 변화를 나타냈다. $Ga_2O_3$ 파워가 증가할수록 박막 내 캐리어 농도와 이동도의 감소로 비저항이 크게 증가하는데 특히 캐리어 농도는 $Ga_2O_3$ 파워가 0에서 100W로 증가할 때 $2{\times}10^{18}$에서 $8{\times}10^{14}\;cm^{-3}$으로 감소하였다. 이는 Ga-O의 화학적 결합 에너지가 다른 원소들(Zn 또는 In)에 비해 커서 박막 내 산소공공의 감소가 야기되었기 때문이다. 이러한 전기물성의 변화를 이해하기 위해 XPS 분석을 수행하였다. 제조된 GZTO 박막은 $Ga_2O_3$ 파워가 증가함에 따라 O 1s peak에서 산소공공과 관련된 530.8 eV peak의 intensity가 감소한다. 따라서 Ga을 첨가에 따른 캐리어 농도의 감소는 산소공공의 발생억제로 기인한 것으로 판단되며, 본 연구결과는 ZTO계 비정질 산화물 반도체의 활용가능성을 제시하였다.

• 한국진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.541-546
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• 2006

본 연구에서는 박막형 $ZnGa_2O_4:Mn$ 산화물 형광체의 음극선루미느센스 특성과 구조적 성질에 대하여 field emission scanning electron microscopy (FESEM), atomic force microscopy (AFM), photoluminescence (PL), 그리고 cathodoluminescence (CL) 방법을 이용하여 조사하였다. $ZnGa_2O_4:Mn$ 형광체 타겟으로부터 $Mn^{2+}$ 이온의 $^4T_1{\rightarrow}^6A_1$ 전이에 의한 506nm 파장에서의 PL emission 스펙트럼이 관찰되었다. 색좌표는 x = 0.09, y = 0.67 이었다. $ZnGa_2O_4:Mn$ 박막의 여기 스펙트럼은 $Mn^{2+}$ 이온 흡수에 의한 294 nm의 피크 파장을 나타내었다. 낮은 압력에서 증착한 $ZnGa_2O_4:Mn$ 형광체 박막은 고밀도의 치밀한 단면구조를 보였고, 높은 세기의 음극선루미느센스가 505 nm 피크 파장에서 나타났다. 표면 거칠기가 음극선루미느센스의 세기에 미치는 영향은 관찰되지 않았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권3호
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• pp.406-414
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• 1996

본 연구에서는 금속타겟을 이용한 반응성 스퍼터링법을 이용하여 PZT 박막 증착후 냉각시 산소분압에 따른 박막의 상형성 거동 및 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 냉각시 산소분압의 감소에 따라 박막 표면의 휘발에 기인하여 표면거칠기는 증가하였고 입성장은 거의 일어나지 않았다. 산소분압이 증가할수록 각형비가 보다 우수한 hysteresis 특성을 얻을 수 있었고 산소분압이 감소함에 따라 remanent polarization과 retained polarization이 감소하였으며, 항전계의 감소가 관찰되었다. 산소분압에 따른 유전율-전압 특성 측정에서 산소분입이 감소함에 따라 internal bias field의 증가가 관찰되었으며, 유전율도 조금씩 감소하였다. Field accelerated retention 시험결과 냉각시 산소분압이 감소함에 따라 nonswitched polarization의 증가가 관찰되었고 bias time이 증가함에 따라 nonswitched polarization이 감소하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.177-184
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• 1996

본연구에서는 금속타겟을 이용한 반응성 스퍼터링법을 이용하여 PZT 박막의 전극 및 계면 특성의 개선을 위해, $Pt/SiO_{2}/Si$과 $Ir/SiO_{2}/Si$기판을 각각 사용하였으며, buffer layer로는 $PbTiO_{3}$을 이용하였다. Pt하부전극을 이용하여 PZT 박막제조시 randomly oriented PZT 박막이 얻어졌으나, buffer layer를 이용한 경우 (100)으로 배향된 결정성이 좋은 PZT 박막을 얻을 수 있었다. Ir하부전극을 이용한 경우, buffer layer증착에 따른 PZT 박막의 상형성이 다소 증진되었으며, Pt하부전극의 경우에 비해 잔류분극의 증가와 항전계의 감소를 관찰할 수 있었다. PZT 박막제조시 buffer layer의 이용에 따라 유전율이 증가함을 알 수 있었으며, 또한 Ir하부전극의 경우가 Pt하부전극의 경우보다 더 좋은 유전특성이 얻어졌다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.211-217
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• 1999

수소저장합금 전극을 이용하는 박막전지의 제조를 위하여, TiNi 수소저장합금박막의 적정제조조건에 대하여 연구하였다. TiNi합금박막은 직류 스퍼터링을 이용하여 제조하였다. 증착변수인 아르곤유속, 타겔-기판거리, 직류 전력량등을 변화시키면서, 증착속도를 조사하였으며, Ti와 Ni의 화학조성비, 결정구조등을 조사하였다. 증착속도는 아프곤유속, 타겔 기판거리와 반비례하였으며, 직류전력량의 증가에는 정비례하여 증가하였다. 상온에서 증착후에는 비정질구조를 나타냈으나, 진공열처리 후에 결정질로 바뀌었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권2호
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• pp.209-215
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• 1997

Reactive Single Ion Beam Sputtering 방법을 이용하여 AIN박막을 증착하고 물성을 분석하였다. 반응성 가스로 질소 가스 또는 암모니아 가스를 이용하였다. 증착된 AIN박막의 구조적, 화학적, 광학적 물성을 분석하기 위해 XRD, GAXRD, TEM, SEM, XPS, UV/VIS spectrophotometer, FT-IR등을 이용하였다. XRD, GAXRD분석결과에 의하면 증착된 모든 AIN박막은 비정질이었으나 TEM분석결과에서는 비정질 속에 육방정의 AIN미세결정들이 분포해 있었다. 그리고 FT-IR과 XPS분석을 통하여 Al-N결합을 확인하였으며, 화학양론적인 조성이 됨에 따라 UV-VIS spectrophotometery 분석에서 투광성이 증가하며 광학적 밴드갭은 6.2eV까지 증가함을 확인하였다. 또한 단면과 표면 형상관찰에서는, 반응성 가스로 질소 가스나 암모니아 가스에 관계없이, 결정입계가 전혀 관찰되지 않는 아주 평활한 현상이었으며 굴절율은 1.6~1.7의 값을 갖는다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.259-259
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• 2008

The LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) technology meets the requirements for high quality microelectronic devices and microsystems application due to a very good electrical and mechanical properties, high reliability and stability as well as possibility of making integrated three dimensional microstructures. The wet process, which has been applied to the etching of the metallic thin film on the ceramic substrate, has multi process steps such as lithography and development and uses very toxic chemicals arising the environmental problems. The other side, Plasma technology like ion beam sputtering is clean process including surface cleaning and treatment, sputtering and etching of semiconductor devices, and environmental cleanup. In this study, metallic multilayer pattern was fabricated by the ion beam etching of Ti/Pd/Cu without the lithography. In the experiment, Alumina and LTCC were used as the substrate and Ti/Pd/Cu metallic multilayer was deposited by the DC-magnetron sputtering system. After the formation of Cu/Ni/Au multilayer pattern made by the photolithography and electroplating process, the Ti/Pd/Cu multilayer was dry-etched by using the low energy-high current ion-beam etching process. Because the electroplated Au layer was the masking barrier of the etching of Ti/Pd/Cu multilayer, the additional lithography was not necessary for the etching process. Xenon ion beam which having the high sputtering yield was irradiated and was used with various ion energy and current. The metallic pattern after the etching was optically examined and analyzed. The rate and phenomenon of the etching on each metallic layer were investigated with the diverse process condition such as ion-beam acceleration energy, current density, and etching time.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.192-193
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• 2005

Magnesium thin films were prepared on cold-rolled steel substrates by RF(Radio Frequency) magnetron sputtering technique.$^{1)}$ The crystal orientation and monitoring of the deposited films were investigated by using XRD(X-ray Diffraction) and EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy), respectively. The corrosion rates of Mg thin films deposited with different argon gas pressure and substrate bias voltage were monitored by AC impedance method under a cyclic wet-dry condition, which was conducted by exposure to alternate conditions of 1h immersion in 3%NaCl solution and 5h drying at 60% RH and 25$^{\circ}C$. The result of corrosion rate of Mg thin films deposited at various Ar gas pressures and substrate bias voltage under wet-dry cyclic exposure in chloride-containing solutions was showed the following conclusions. At the region I during the onset of the wet cycle, corrosion rate showed relatively low value. The increase in the Corrosion rate of region II is due to the increase in the chloride concentration. Corrosion rate of region III during the onset of the cycle zero and salt crystals remain on the metal surface.$^{2)}$

• 한국광학회지
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• 제17권1호
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• pp.104-109
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• 2006

동시 스퍼터링법으로 $TiO_2$ 박막과 구리를 도핑한 Cu/$TiO_2$ 박막을 제작하고, 금속의 도핑과 열처리 온도에 따른 구조적, 광학적, 광분해 특성을 조사하였다. XRD 측정 결과 구리 도핑의 경우에 입자의 결정 크기가 증가하였으며, SEM 결과 입자들의 크기가 균일하고 입자들의 뭉침이 더 작은 것을 확인 할 수 있었다. $900^{\circ}C$에서 열처리한 박막의 흡수단은 아나타제에서 루타일로의 상전이에 의해 밴드갭의 변화로 장파장 영역으로 이동하였고, 또한 입자 크기 증가에 따라 투과율이 급격히 감소하였다. Cu/$TiO_2$ 박막들은 순수$TiO_2$ 박막보다 광분해 특성이 더 우수하였다.