• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.80-80
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하기 위하여 전자빔을 조사하는 방법과 Al을 이용한 씨앗층 제조법이 비교되어 공정 수행이 이루어진다. 우선, 전자빔 조사를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용하여 ${\sim}10^{20}cm^{-3}$이상의 농도를 갖는 $p^+^+$ 비정질 실리콘 박막을 제조한다. Al의 증착은 DC 스퍼터링법을 이용하여 제조하고 그 두께는 실리콘 박막의 두께와 동일한 조건(350nm)으로 제조한다. 제조된 샘플은 E-beam gun이 달린 챔버로 이동하여 1.4keV의 세기를 가지고 각각 10, 20, 50, 100초를 조사한 후 단면의 이미지를 SEM으로, 결정화 정도를 Raman으로, 결정화 방향 등에 대한 조사를 XRD로 분석 측정한다. 그리고 Hall effect를 통해 전자빔의 조사 전후의 캐리어 농도, 이동도 및 비저항 등에 대한 조사가 이루어진다. 동시에 Al을 촉매로 한 layer교환에 대하여 마찬가지로 분석을 통하여 최종적으로 비교분석이 이루어 진다. 전자빔을 조사한 샘플에 대하여 빠른 시간 및 캐리어농도 제어 등의 우수성이 보이며, 특히 ~98%이상의 결정화율을 보일 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.304-304
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• 2012

CIGS(CuInGaSe2) 태양전지의 후면전극(Back contact)으로 널리 사용되는 Mo 박막은 낮은 면저항, 높은 반사율, 광흡수층 Na-path 제공 등의 조건이 요구된다. 일반적으로 Mo 박막 제작은 DC 마그네트론 스퍼터링 방법이 가장 널리 사용되며, 제작조건에 따라 태양전지 효율에 강한 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링 시 기판에 이온빔(Ion-beam)을 동시 조사하는 이온 빔 스퍼터링 증착(Ion-beam sputter deposition)법으로 Mo 박막을 제작하였다. 제작된 박막의 전기적 및 광학적 특성은 4-point probe, UV-Vis-NIR spectrometer로 각각 조사하였으며 Na-path 제어를 위한 구조적 특성은 XRD, FE-SEM으로 분석하였다. 분석결과에 따르면 기존 DC 마그네트론 스퍼터링 방법보다 상대적으로 더 치밀한 구조와 높은 반사율을 가지는 박막이 제작됨을 알 수 있었다. Mo 박막의 최적조건은 DC power 300 W, Ion-gun power 50 W, Ar flow rate 20 sccm 였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.1
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• pp.77-82
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• 2000

A surface of polytetrafluoroethylene(PTFE) was modified with changing ion doses by 1 keV $Ar^+$ ion irradiation and Cu films having thickness $5000\;{\AA}$ were deposited on the modified PTFE. The SEM study showed that the surface texture of modified PTFE was in the form of cones whose height increased depending on ion doses. Through XPS spectra, it was found that the intensity of F ls peaks decreased with ion doses by preferential sputtering of F atoms and the C-C and / or C-F chains were formed by the crosslinking in the newly unstable chains. Cu films were deposited uniformly along the filaments formed on the modified PTFE. In x-ray diffraction (XRD) spectra of deposited Cu films on modified PTFE, a preferred orientation along (111) and (200) planes was found and the peak intensity of (111) plane increased as surface roughness of modified PTFE increased. The resistivity of Cu films was changed from $2.7{\mu}{\Omega}cm$ of unmodified PTFE to $4.3{\mu}{\Omega}cm$ of modified PTFE at ion dose of $1{\times}10^{16}/\textrm{cm}^2$ and the abrupt increase of resistivity in the modified PTFE at ion dose of $1{\times}10^{17}/\textrm{cm}^2$ was due to being cut off the film which resulted from the increased surface roughness.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.2
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• pp.239-245
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• 1995

Mn-Zn ferrite thin films were deposited on $SiO_2(1000 \AA)/Si(100)$ by ion beam sputtering using a single ion source. A mosaic target consisting of a single crystal(ll0) Mn-Zn ferrite with a Fe metal strip on it was used. As-deposited films without oxygen gas flow have a wiistite structure due to oxygen deficiencies, which originated from the extra metal atoms sputtered from the metal strips during deposition. The as-deposited films with oxygen gas flow, however, have a spinel structure with (111) preferred orientation. The crystallization of thin films was maximized at the ion beam extraction voltage of 2.lkV, at which the deposited films are bombarded appropriately by the energetic secondary ions reflected from the target. As the extraction voltage increased or decreased from the optimum value, the crystallinity of thin films becomes poor owing to a weak and severe bombardment of the secondary ions, respectively. Crystallization due to the bombardment of the secondary ions was also maximized at the beam incidence angle of $55^{\circ}$. The as-deposited ferrite thin films with a spinel structure showed ferrimagnetism and had an in-plane magnetization easy axis.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.81-81
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• 2010

유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 흡수층 제조연구를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용한 비정질실리콘의 박막에 대하여 두께별에 따른 밴드갭, 캐리어농도 등의 변화에 대하여 조사한다. 최적의 조건에서 비정질 실리콘을 2um이하로 증착을 한 후, 전자빔 조사를 위해 1.4~3.2keV의 다양한 에너지세기 및 조사시간을 변수로 하여 실험진행을 한 후 단면의 이미지 및 결정화 정도에 대한 관찰을 위해 SEM과 TEM을 이용하고, 라만, XRD를 이용하여 결정화 정도를 조사한다. 또한 Hall효과 측정시스템을 이용하여 캐리어농도, 이동도 등을 각 변수별로 전기적 특성변화에 대하여 분석한다. 또한, 태양전지용 흡수층으로 응용을 위하여 dark전도도 및 photo전도도를 측정하여 광감도에 대한 결과가 포함된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.07a
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• pp.361-364
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• 2000

Antimony doped tin oxide (ATO) thin films were deposited at room temperature by reactive ion-beam sputter deposition (IBSD) technique in oxidizing atmosphere utilizing Sb and Sn metal targets. Effect of Sb doping concentration, film thickness and heat treatment on electrical and optical properties was investigated. The thickness of as-deposited films was controlled approximately to 1500 $\AA$ or 2000$\AA$, and Sb concentration to 10.8 and 14.9 wt%, as determined by SEM and XPS analyses. Heat treatment was performed at the temperature from 40$0^{\circ}C$ to 80$0^{\circ}C$ in flowing $O_2$or forming gas. The resulting ATO films showed widely changing electrical resistivity and optical transmittance values in the visible spectrum depending on the composition, thickness and firing condition.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.159-160
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• 2007

본 연구에서는 Si 타겟과 반응성 마그네트론 스퍼터링법을 적용하여 $SiO_xN_y$ 박막을 PET 필름상에 증착하였다. PET 필름상에 밀착력 증진 및 기판 표면 거칠기 제어를 위해 이온빔을 이용한 플라즈마 전처리를 수행하였다. 플라즈마 전처리 조건과 질소 가스 유량비에 따른 $SiO_xN_y$ 박막의 광학적 특성과 수분의 투습성에 대한 영향을 관찰하였다. 광학적 투과율은 전처리 및 조성비에 관계없이 95% 이상의 높은 광투과율을 보여주었다. 수분에 대한 투습 특성은 플라즈마 전처리 조건에 따라 다소 향상됨을 확인하였고, 질소 유량비가 증가함에 따라 투습 특성이 향상되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.05b
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• pp.307-310
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• 2000

Antimony doped tin oxide (ATO) thin films were deposited at room temperature by ion-beam sputter deposition (IBSD) technique in oxidizing atmosphere utilizing Sb and Sn metal targets. Effect of Sb doping concentration, film thickness and heat treatment on electrical and optical properties was investigated. The thickness of as-deposited films was controlled approximately to $1500{\AA}$ or $2000{\AA}$, and Sb concentration to 10.8 and 14.9 wt%, as determined by SEM and XPS analyses. Heat treatment was performed at the temperature from $400^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$ in flowing $O_2$ or forming gas. The resulting ATO films showed widely changing electrical resistivity and optical transmittance values in the visible spectrum depending on the composition, thickness and firing condition.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.34 no.2
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• pp.209-215
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• 1997

Aluminum nitride(AIN) thin films were deposited by reactive single ion beam sputtering using N2 or NH3 as reactive gas. The structural, compositional and optical properties of AIN thin films were characterized by XRD, GAXRD, TEM, SEM, XPS UV/VIS spectrophotometer, and FT-IR. All the deposited AIN thin films were amorphous by the analysis fo XRD and GAXRD. However, TEM analysis showed that AIN nano-crystallites were uniformly distributed in the films. The presence of Al-N bonds were also confirmed by FT-IR and XPS analyses. The optical bandgap of AIN films increased up to 6.2 eV and the transmittance was a-bout 100% in visible range with approaching the stoichimetric composition. Irrespective of using N2 or NH3 as reactive gas, the deposited AIN thin films had very smooth surface morphologies. Their refractive index ranged from 1.6 to 1.7.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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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.