• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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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.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.4
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• pp.252-257
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• 2005

A high-brightness electron beam source for a microfocus X-ray tube has been fabricated using a carbon-nanotube (CNT) field emitter. The electron source consists of cathode that includes a CNT field emitter, a beam-extracting grid, and an anode that accelerates that electron beam. The microfocus X-ray tube requires an electron beam with the diameter of less than 5 $\mu$m and beam current of higher than 30 $\mu$A at the position of the X-ray target. To satisfy the requirements, the geometries of the field emitter tips and the electrodes of the gun was optimized by calculating the electron trajectories and beam spatial profile with EGUN code. The CNT tips were fabricated with successive steps: a tungsten wire with the diameter of 200 $\mu$m was chemically etched and was subsequently coated with CNTs by chemical vapor deposition. The experiments of electron emission at the fabricated CNT tips were performed. The design characteristics and basic experimental results of the electron source are reported.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.3
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• pp.181-186
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• 2007

We have investigated and analyzed the effects of the evaporation rate of MgO films on the MgO properties and the discharge characteristics of a plasma display panel(PDP). The MgO properties such as the crystal orientation, the surface roughness, the film structure, and cathode-luminescence (CL) spectra were inspected using XRD (X-ray diffraction), AFM(atomic force microscopy). And the discharging characteristics of the PDP such as the firing voltage, discharging current, and luminescence were measured using a vacuum chamber with oscilloscope (TDS 540C), current probe (TCP-312A), color meter (CS-100A) and etc. From the experiments results we confirmed the optimum evaporation rate at $5{\AA}/sec$, the MgO properties were shown to be strongly dependent on the evaporation rate, and the MgO properties had an effecton the optical and electrical characteristics. In other words, if the evaporation rates increase than $5{\AA}/sec$, the intensity of (200) orientation and cathode-luminescence (CL) spectra reduce, and the firing vlotage was increased. So the luminuous efficiency grows worse.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.212-212
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• 2016

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 우수한 물성으로 인하여 광범위한 분야로 응용이 가능할 것으로 예상되어 많은 주목을 받아왔다. 이러한 그래핀의 응용가능성을 실현시키기 위해서는 보다 손쉽고 신뢰할 수 있는 합성방법의 개발이 필요한 실정이다. 그래핀의 합성 방법들로 흑연을 물리적 및 화학적으로 박리하거나, 특정 결정표면 위에 방향성 성장의 흑연화를 통한 합성, 그리고 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; T-CVD) 등의 합성방법들이 제기되었다. 이중 T-CVD법은 대면적으로 두께의 균일성이 높은 그래핀을 합성하기 위한 가장 적합한 방법으로 알려져 있다. 그러나 일반적으로 T-CVD공정은 원료 가스인 탄화수소가스를 효율적으로 분해하기 위하여 $1000^{\circ}C$부근의 온공정이 요구되며, 이는 산업적인 응용의 측면에서 그래핀의 접근성을 제한한다. 따라서 대면적으로 고품질의 그래핀을 저온합성 할 수 있는 공정의 개발은 필수적이다. 본 연구에서는, 플라즈마를 이용하여 원료가스를 효율적으로 분해함으로써 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 퀄츠 튜브로 구성된 수평형 합성장치는 플라즈마 방전영역과 T-CVD 영역으로 구분되며, 방전되는 유도결합 플라즈마는 원료가스를 효율적으로 분해하는 역할을 한다. 합성을 위한 기판과 원료가스로는 각각 전자빔 증착법을 통하여 300nm 두께의 니켈 박막이 증착된 실리콘 웨이퍼와 메탄가스를 이용하였다. 저온합성공정의 변수로는 인가전력과 합성시간으로 설정하였으며, 공정변수의 영향을 확인함으로써 그래핀의 저온합성 메커니즘을 고찰하였다. 연구결과, 인가전력이 증가되고 합성시간이 길어짐에 따라 원료가스의 분해효율과 공급되는 탄소원자의 반응시간이 보장되어 그래핀의 합성온도가 저하가능함을 확인하였으며, $400^{\circ}C$에서 다층 그래핀이 합성됨을 확인하였다. 또한 플라즈마 변수의 보다 정밀한 제어를 통해 합성온도의 저온화와 그래핀의 결정성 향상이 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.566-566
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• 2013

종래의 흑연 위주 연료전지 분리판에서 최근 고분자 전해질 막 연료전지가 높은 전력, 낮은 작동 온도로 자동차 산업에서 상당한 주목을 받고 있다. 분리판의 기술적 요구사항은 높은 전기 전도도, 높은 내식성, 가스 밀봉성, 경량성, 가공성, 저비용 등이다. 후보 물질로는 전기 전도성을 갖는 질화물계가 고려되고 있다. 기판으로는 스테인레스강이 가장 유력하며 Fe에 첨가된 Ni, Cr이 존재하므로 Cr 또는 CrN를 박막의 형태로 전자빔 증발법, 마그네트론 스퍼터링법으로 고속 증착하려는 시도가 있었다. 본 연구에서는, 스테인리스 강박(0.1 mm 이하)에 보호막으로 CrN을 선택하고 고속, 고품질증착을 위해서 새로운 방법인 스퍼터 승화법을 개발하였다. 박막의 품질을 개선할 수 있는 고밀도 유도 결합 플라즈마 영역 내에 Cr 소스를 직류 바이어스 함으로써 가열 및 스퍼터링이 일어나도록 하였다. 5 mTorr의 Ar 유도 결합 플라즈마를 2.4 MHz, 500 W로 유지하면서 직류 바이어스 전력을 30 W (900 V, 0.02 A) 인가하고, $N_2$의 유량을 0.5, 1.0, 1.5 SCCM로 변화를 주어 반응성 증착 공정의 결과로 얻어지는 CrN 박막의 특성을 분석하였다. N2의 유량이 증가할수록 $Cr_2N$이 감소하고, CrN이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 부식성과 접촉저항을 측정하였다. 부식 전위는 N20 SCCM 보다 모두 상승하는 것을 확인하였고, $N_21$ SCCM에서 부식 전류 밀도가 2.097E-6 (at 0.6V) $A/cm^2$로 나타났다. 접촉저항 에서는 시료 당 3군데(top, center, bottom)를 측정하였다. 전기전도도 측면에서 가장 좋은 결과는 $N_21$ SCCM 일 때 $28.8m{\Omega}{\cdot}cm^2$의 접촉저항을 갖는 경우였다. 미국 에너지성의 기준은 부식 전류밀도 1.E-6 $A/cm^2$이하, 접촉 저항 $0.02{\Omega}m^2$이므로 매우 근접한 결과를 보이고 있다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.6
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• pp.308-316
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• 2019

Electron beam physical vapor deposition (EBPVD) is a conventional method to fabricate thermal barrier coating (TBC) of high temperature airfoil engine parts, such as blade etc. for its high temperature structural stability from the nature of columnar growth behavior. For the high quality of TBC by EBPVD, the structural factors, such as growth behavior, thickness uniformity and so on, should be managed to obtain the coating which satisfied the required specifications of usable level of mechanical and thermal properties. In this study, the growth behavior and structure variations of 7YSZ (7 wt% yttria stabilized zirconia) coatings with different configurational deposition parameters for the specimens which have turbine blade shape mock-up were investigated. Growth behavior of coatings were studied by comparing computational modeling of evaporation behavior with actual deposition process using e-beam source.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.10 no.5
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• pp.425-433
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• 1997

BSCCO thin films have been fabricated by co-deposition at an ultralow growth rate using ion beam sputtering(IBS) method. The growth rates of the films was set in the region from 0.17 to 0.27 nm/min. MgO(100) was used as a substrate. In order to appreciate stable existing region of Bi 2212 phase with temperature and ozone pressure, the substrate temperature was varied between 655 and 82$0^{\circ}C$ and the highly condensed ozone gas pressure(PO$_3$) in vacuum chamber was varied between 2.0$\times$10$^{-6}$ and 2.3$\times$10$^{-5}$ Torr. Bi 2212 phase appeared in the temperature range of 750 and 795$^{\circ}C$ and single phase of Bi 2201 existed in the lower region than 785$^{\circ}C$. Whereas, PO$_3$dependance on structural formation was scarcely observed regardless of the pressure variation. And high quality of c-axis oriented Bi 2212 thin film with T$_{c}$(onset) of about 90 K and T$_{c}$(zero) of about 45 K is obtained. Only a small amount of CuO in some films was observed as impurity, and no impurity phase such as CaCuO$_2$was observed in all of the obtained films.lms.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.8
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• pp.808-816
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• 1996

(100) Si 기판위에 전자 빔 증착법을 이용하여$ 90\AA$두께의 Ti과 $120\AA$두께의 Co를 순차적으로 증착시켰다. 그 후 질소분위기하의 $350-900^{\circ}C$온도구간에서 급속열처리함으로써 (100) Si 기판위의 Co/Ti 이중 박막의 실리사이드화 반응이 일어나게 했으며 이를 XRD, AES, TEM을 이용하여 분석하였다. $500^{\circ}C$이하의 온도에서는 Co원자들이 Ti층쪽으로 빠르게 확산하여 Si와 반응하기 이전에 Ti원자들과 상호 혼합되어 어떠한 실리사이드도 형성되지 않았다. $500^{\circ}C$에서 열처리된 시편의 고분해능전자현미경 영상을 통해 Co-Ti 혼합층과 실리콘 기판과의 계면에서 (100)Si 기판과 정합관계를 가지는 CoSi2가 형성되었음을 확인했다. $600^{\circ}C$열처리에 의해 Co-Ti-Sitka성분 실리사이드가 형성되기 시작하였으며, 형성된 삼성분 실리사이드는 Ti의 out-diffusion에 의해 $900^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 불안정하였다. Co/Ti이중 박막에 의해 형성된 CoSi2는 실리콘 기판과 평탄한 계면을 가지며 실리콘 기판에 대해 (100)우선성장방위를 가졌다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.18 no.1
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• pp.75-80
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• 2005

In this thesis, We Fabricated Cu thin films of 1000 $\AA$, 3000 $\AA$, and 6000 $\AA$ thickness on the single crystal sapphire, polycrystal alumina, and amorphous slide glass substrates deposited by electron beam evaporation(EBE) method. We investigated properties of resistivity and adhesion of these Cu thin films under various conditions, substrate temperature(room temperature, 10$0^{\circ}C$, 20$0^{\circ}C$ under vacuum) and annealing temperatures(400 $^{\circ}C$, 600 $^{\circ}C$ for 30 min after the deposition). We found that these adhesion was increased in order of slide glass, sapphire, and alumina. The adhesion of the Cu thin films on alumina was high value about 4 times, compared with that of the Cu thin films on slide glass. We found that these resistivities were decreased with increasing substrate temperature and thin film thickness. The resistivity(2.05 $\mu$Ω\ulcornercm) of the Cu thin films with 6000 $\AA$ thickness at 200 $^{\circ}C$ on the slide glass was low value, compared with that of aluminum(2.66 $\mu$Ω\ulcornercm).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.5
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• pp.339-344
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• 2011

The Ohmic contact of Ti/Au metals on n-type ZnO thin film deposited on c-plane sapphire substrates by pulsed laser deposition was investigated by TLM (transfer length method) patterns. The Ti/Au metal films with thickness of 35 nm and 90 nm were deposited by electron-beam evaporator and thermal evaporator, respectively. By using the photo-lithography method, the $100{\times}100{\mu}m^2$ TLM patterns with $6{\sim}61{\mu}m$ gaps were formed. To improve the electrical properties as well as to decrease an interface states and stress between metal and semiconductor, the post-annelaing process was done in oxygen ambient by rapid thermal annealing system at temperature of $100{\sim}500^{\circ}C$ for 1 min. In this study, it appeared that the minimum specific contact resistivity shows about $1.1{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm^2$ in $300^{\circ}C$ annealed sample, which may be originated from formation of oxygen vacancies of ZnO during an oxidation of Ti metal at the interface of Ohmic contacts.