• Title/Summary/Keyword: 확산접합

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High Temperature Behavior of Liquid Diffusion Bonded Joints of Mar-M-247 Alloy (Mar-M-247 합금의 액상확산접합부 고온 특성 거동)

  • Son, Myungsook;Ahn, Jongkee;Lee, Dongyeop;Kim, Jungi;Kang, Sukchul;Kim, Hongkyu
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.248-250
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    • 2017

  • The Mar-M-247 alloy is one of the most widely used materials for gas turbine components in aerospace filed and it shows excellent high temperature strength properties. Hot section parts, such as turbine nozzle and blade, are difficult to manufacture because of their complicated shape. So, the joining process usually applies to them. In this study, the high-temperature behavior of Mar-M-247 alloy at liquid diffusion bonding was investigated. Thus, we performed the diffusion bonding at $1,121^{\circ}C$ for 7 minutes, and observed changes in high temperature strength. As a result, the strength of the bonded specimens decreased by about 70% at $649^{\circ}C$, 60% at $825^{\circ}C$, and 45% at $1,000^{\circ}C$ compared to the base metal. As a result of observing the strength change with bonding time, the specimen bonded for 720 minutes showed a similar strength with the base metal at $649^{\circ}C$. Inferring this result, the joint is considered to be the one-body part.

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Growth of InGaP on Ge substrates by metalorganic chemical vapor deposition for triple junction solar cells

  • Lee, Sang-Su;Yang, Chang-Jae;Sin, Geon-Uk;Yun, Ui-Jun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.133-133
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    • 2010

  • 3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 35% 이상의 광변환 효율로 주목을 받고 있다. 일반적으로 삼중 접합 태양전지는 넓은 영역대의 파장을 흡수하기 위해 밴드갭이 다른 InGaP, GaAs, Ge이 사용된다. 그 중 하부셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용되는데, p-type Ge 기판위에 III-V 결정막 성장 시 5족 원소가 확산되어 pn접합을 형성하게 된다. 이러한 구조를 가진 Ge 하부셀이 효율적으로 홀-전자 쌍을 형성하기 위해서는 두꺼운 베이스와 얇은 에미터 접합이 필요하다. InGaP의 phosphorus는 낮은 확산계수로 인해 GaAs의 arsenic에 비해 얇은 접합이 형성 가능하며, Ge표면 에칭효과가 더 적다는 장점이 있다. 이를 고려해 우리 연구그룹에서는 metalorganic chemical vapor depostion(MOCVD)을 이용하여 Ge기판위에 성장한 InGaP layer의 특성을 관찰해 보았다. <111>로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-type Ge(100) 기판위에 MOCVD를 통해 InGaP layer를 형성하였고, 성장된 layer를 atomic force microscope(AFM)와 high-resolution x-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 표면형상, 조성, 응력상태 등을 각각 관찰하였다. 또한 phosphorus 확산에 의해 형성되는 도핑농도는 electrochemical capacitance-voltage(ECV)을 이용하여 관찰하였다. 성장된 Ge기판위의 InGaP layer의 경우 특징적으로 높이 50 nm, 밑변 길이 $1\;{\mu}m$의 경사진 표면을 관찰할 수 있었으며, 이러한 구조는 TMIn과 TMGa의 비율이 증가 할수록 감소하였다. 따라서 이러한 경사진 형태의 구조는 격자 불일치 때문인 것으로 판단된다. 추가적으로 V/III ratio의 최적화를 통해 1.3 nm의 표면 거칠기를 갖는 InGaP layer를 얻을 수 있었다. ECV를 통해 Ge 하부셀의 pn접합 형성을 관찰한 결과 약 160 nm에서 접합이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 같은 성장 조건의 샘플을 1000 초 열처리 후에 접합깊이의 변화를 관찰한 결과 180 nm에서 접합이 관찰되었지만, GaAs의 arsenic에 의한 pn접합은 열처리 후에 그 깊이가 170 nm에서 300 nm로 증가 하였다. 따라서 삼중접합 태양전지의 제작 공정을 고려할 경우 phosphorus에 의한 접합 형성이 Ge 하부셀의 동작 특성에 유리할 것으로 판단된다.

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