• 한국진공학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.195-200
• /
• 1998

본 연구에서는 강유전체 박막의 게이트 산화물로 사용한 $Pt/SrBi_2Ta_2O_9(SBT)/CeO_2/Si(MFS)$와 Pt/SBT/Si(MFS) 구조의 결정 구조 및 전기적 성질 의 차이를 연구하였다. XRD 및 SEM 측정 결과 SBT/$CeO_2$/Si박막은 약5nm정도의 $SiO_2$층 이 형성되었고 비교적 평탄한 계면의 미세구조를 가지는 반면, SBT/Si는 각각 약6nm와 7nm정도의 $SiO_2$층과 비정질 중간상층이 형성되었음을 알 수 있다. 즉 CeO2 박막을 완충층 으로 사용함으로써 SBT박막과 Si기판의 상호 반응을 적절히 억제할 수 있음을 확인하였다. Pt/SBT/$CeO_2/Pt/SiO_2$/와 Pt/SBT/Pt/$SiO_2$/Si구조에서 Polarization-Electric field(P-E) 특 성을 비교해 본 결과 CeO2박막의 첨가에 따라 잔류분극값은 감소하였고 항전계값은 증가하 였다. MFIS구조에서 memory window값은 항전계값과 직접적 관련이 있으므로 이러한 항 전계값의 증가는 MFIS구조에서의 memory window값이 증가할 수 있음을 나타낸다. Pt-SBT(140nm)/$CeO_2$(25nm)/Si구조에서 Capacitance-Voltage(C-V) 측정 결과로부터 동작 전압 4-6V에서 memory wondows가 1-2V정도로 나타났다. SBT박막의 두께가 증가할수록 memory window값은 증가하였는데 memory wondows가 1-2V정도로 나타났다. SBT박막의 두께가 증가할수록 memory window값은 증가하였는데 이는 SBT박막에 걸리는 전압강하가 증가하기 때문인 것으로 생각되어진다. Pt/SBT/$CeO_2$/Si의 누설전류는 10-8A/cm2정도였고 Pt/SBT/Si 구조에서는 약10-6A/cm2정도로 약간 높은 값을 나타내었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.325-329
• /
• 2009

Titanium dioxide thin films were fabricated as hydrogen sensors and its sensing properties were tested. The titanium was deposited on a $SiO_2$/Si substrate by the DC magnetron sputtering method and was oxidized at an optimized temperature of $850^{\circ}C$ in air. The titanium film originally had smooth surface morphology, but the film agglomerated to nano-size grains when the temperature reached oxidation temperature where it formed titanium oxide with a rutile structure. The oxide thin film formed by grains of tens of nanometers size also showed many short cracks and voids between the grains. The response to 1% hydrogen gas was ${\sim}2{\times}10^6$ at the optimum sensing temperature of $200^{\circ}C$, and ${\sim}10^3$ at room temperature. This extremely high sensitivity of the thin film to hydrogen was due partly to the porous structure of the nano-sized sensing particles. Other sensor properties were also examined.

• 한국재료학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.322-327
• /
• 2019

Hole carrier selective MoOx film is obtained by atomic layer deposition(ALD) using molybdenum hexacarbonyl[$Mo(CO)_6$] as precursor and ozone($O_3$) oxidant. The growth rate is about 0.036 nm/cycle at 200 g/Nm of ozone concentration and the thickness of interfacial oxide is about 2 nm. The measured band gap and work function of the MoOx film grown by ALD are 3.25 eV and 8 eV, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) result shows that the $Mo^{6+}$ state is dominant in the MoOx thin film. In the case of ALD-MoOx grown on Si wafer, the ozone concentration does not affect the passivation performance in the as-deposited state. But, the implied open-circuit voltage increases from $576^{\circ}C$ to $620^{\circ}C$ at 250 g/Nm after post-deposition annealing at $350^{\circ}C$ in a forming gas ambient. Instead of using a p-type amorphous silicon layer, high work function MoOx films as hole selective contact are applied for heterojunction silicon solar cells and the best efficiency yet recorded (21 %) is obtained.

• 한국재료학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.304-308
• /
• 2013

The effect of a sputter deposition sequence of Cu, Zn, and Sn metal layers on the properties of $Cu_2ZnSnS_4$ (CZTS) was systematically studied for solar cell applications. The set of Cu/Sn/Zn/Cu multi metal films was deposited on a Mo/$SiO_2$/Si wafer using dc sputtering. CZTS films were prepared through a sulfurization process of the Cu/Sn/Zn/Cu metal layers at $500^{\circ}C$ in a $H_2S$ gas environment. $H_2S$ (0.1%) gas of 200 standard cubic centimeters per minute was supplied in the cold-wall sulfurization reactor. The metal film prepared by one-cycle deposition of Cu(360 nm)/Sn(400 nm)/Zn(400 nm)/Cu(440 nm) had a relatively rough surface due to a well-developed columnar structure growth. A dense and smooth metal surface was achieved for two- or three-cycle deposition of Cu/Sn/Zn/Cu, in which each metal layer thickness was decreased to 200 nm. Moreover, the three-cycle deposition sample showed the best CZTS kesterite structures after 5 hr sulfurization treatment. The two- and three-cycle Cu/Sn/Zn/Cu samples showed high-efficient photoluminescence (PL) spectra after a 3 hr sulfurization treatment, wheres the one-cycle sample yielded poor PL efficiency. The PL spectra of the three-cycle sample showed a broad peak in the range of 700-1000 nm, peaked at 870 nm (1.425 eV). This result is in good agreement with the reported bandgap energy of CZTS.

• 센서학회지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.309-318
• /
• 2002

수평 전기로에서 $CdIn_2S_4$ 다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy)방법으로 $CdIn_2S_4$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs (100)기판에 성장시켰다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 성장 조건은 증발원의 온도 $630^{\circ}C$, 기판의 온도 $420^{\circ}C$였고 성장 속도는 $0.5\;{\mu}m/hr$였다. $CdIn_2S_4$ 단결정 박막의 결정성의 조사에서 10 K에서 광발광(photoluminescence) 스펙트럼이 463.9 nm (2.6726 eV)에서 exciton emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중 결정 X-선 요동 곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)도 127 arcsec로 가장 작아 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $9.01{\times}10^{16}/cm^3$, $219\;cm^2/V{\cdot}s$였다. $CdIn_2S_4$/SI(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $2.7116eV-(7.74{\times}10^{-4}eV/K)T^2$/(T+434K)이었으며 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting ${\Delta}cr$값이 0.1291 eV이며 spin-orbit ${\Delta}so$값은 0.0248 eV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 봉우리들은 n = 1일때 $A_1$-, $B_1$-와 $C_1$-exciton 봉우리임을 알았다.

• 한국진공학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.262-266
• /
• 2007

Mn 치환이 역스피넬 산화물 $Fe_3O_4$에 미치는 영향을 조사하기 위하여 졸겔 스핀코팅 방법을 이용하여 다결정 $Mn_xFe_{3-x}O_4$ 박막을 Si(100) 기판 위에 제작하고 그 구조적, 자기적, 자기저항특성들에 대한측정 및 분석을 수행하였다. X-선 회절 측정 결과, Mn 성분비가 증가함에 따라 x = 1.78까지 입방 구조를 유지하며, 그 격자상수는 증가함을 나타내었다. 이와 같은 격자상수 증가의 주된 원인으로 사면체 자리를 선호하는 $Mn^{2+}$ 이온이 이온반경이 상대적으로 작은 사면체 자리의 $Fe^{3+}$ 이온을 치환함에 의한 것으로 해석된다. 박막들에 대한 진동시료자화 측정 결과, Mn 성분비 증가에 따라 포화자화량은 큰 변화를 나타내지 않았는데, Mn과 Fe 이온들의 스핀 자기능률 값 비교를 통하여 그 정성적인 설명이 가능하다. 반면 Mn의 농도가 증가함에 따라 보자력은 감소하였는데, 이는 $Mn^{2+}$ 치환에 의한 $Fe^{2+}$ 이온 농도의 감소에 따르는 자기 이방성의 감소에 기인하는 것으로 해석된다. 자기저항 효과측정 결과, Mn 성분비 증가에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 자화 의존도 변화와 비교분석 결과 다결정 $Mn_xFe_{3-x}O_4$ 박막 시료들에서 나타나는 자기저항은 스핀분극된 carrier의 grain boundary tunneling 및 spin-flip 현상에 의한 것으로 해석된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.200-207
• /
• 2011

Abstract: The effect of lead free glass frit compositions on the properties of thick film conductor and resistor pastes were investigated. Two types lead free frits, HBF-A(without $Bi_2O_3$) and HBF-B(with $Bi_2O_3$) were made from $SiO_2$, $B_2O_3$, $Al_2O_3$, CaO, MgO, $Na_2O$, $K_2O$, ZnO, MnO, $ZrO_2$, $Bi_2O_3$. And Ag based conductor pastes and $RuO_2$ based resistor paste were prepared by mixed with these frits and functional phase(Ag and $RuO_2$), and organic vehicle. The properties of thick film conductor and resistor sintered at $850^{\circ}C$ were studied after printing on $Al_2O_3$ substrate. The morphology of the sintered films surface were SEM and EDS were carried out to analysis the chemical composition on resistor surface and state of Ru atom in frit matrix.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.61-61
• /
• 2003

다결정 실리콘 박막은 박막 트랜지스터와 실리콘 태양전지등에 응용되며, 비정질 실리콘을 재결정화 하여 얻어지는 다결정 실리콘 박막이 주로 이용되고 있다. 비정질 실리콘 박막을 금속 원소와 접촉시킨 상태에서 열처리할 경우 결정화 온도가 낮아지고 결정화에 필요한 열처리 시간이 짧아지게 된다. 금속을 실리콘 박막 표면에 가하는 방법은 진공증착법등으로 비정질 실리콘 박막 위에 금속원소 층을 형성하는 방법이 주로 이용되었다. 본 연구에서는 AlCl$_3$와 NiCl$_2$ 금속화합물 분위기에서 LPCVD 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 결정화 거동을 관찰하였다. 금속화합물과 결정화할 비정질 실리콘 박막을 각각 다른 온도로 가열해 줄 수 있는 노를 이용하여 열처리를 시행하였다. AlCl$_3$와 NiCl$_2$ 분말을 혼합하여 소스로 이용한 경우 48$0^{\circ}C$ 5시간 열처리로 결정화가 완료되었으며, 박막 전체에 걸친 균일도와 재현성이 우수하였다. AlCl$_3$와 NiCl$_2$를 이용한 결정화 초기 상태에는 박막 전면에 걸쳐 등근 형태의 결정립이 균일한 핵 생성으로 나타났다. 이와 같은 결과는 Al과 Ni이 고상결정화에 동시에 작용하면서 나타난 것으로, Al이 가해진 비정질 실리콘으로 인해 결정화 속도가 빨라지고 결함이 작은 결정립을 얻을 수 있었으며, Ni로 인해 결정화의 균일성과 재현성을 높일 수 있었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.269-273
• /
• 2002

The NASICON solid electrolyte films, $Na_{1+x}Zr_2Si_xP_{3-x}O_{12}$(1.5< x < 2.3), was prepared from ceramic slurry by modified doctor-blade process. The NASICON solid electrolyte and fabricated sensors, Pt-electrode/NASICON/Carbonate$(Na_2CO_3-K_2CO_3CaCO_3\; system)$ electrode, were investigated to measure phase, microstructure and e.m.f variation for sensing $CO_2$ concentration. The uniform grain size of $2-4{\mu}m$ and major phase of sodium zirconium silicon phosphate phase, $Na_{1+x}Zr_2Si_xP_{3-x}O_{12}$was identified with X-ray diffraction patterns and scanning electron microscopy, respectively. The Nernst's slope of 84 mV/decade for $CO_2$ concentration from 500 to 8000 ppm was obtained at operating temperature of $400^{\circ}C$.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제41권6호
• /
• pp.450-455
• /
• 2004

NiCr 합금을 열증발원으로 사용한 thermal evaporation법으로 NiCr박막을 $Al_2$O$_3$/Si 기판 위에 증착시켰다. 이 때 동일한 량의 NiCr 합금을 1회에 모두 증착하는 방법과, l/2씩 2회 증착하는 방법으로 NiCr 박막을 각각 증착시켜, 박막의 미세구조에 따른 막의 특성변화를 고찰하였으며, 열처리 온도에 따른 NiCr 박막의 상 변화, 조성변화 및 미세구조 변화를 XRD, AES 및 FE-SEM으로 각각 분석하였다. 열처리 과정에서 박막내부에 존재하는 Cr 성분이 표면 쪽으로 확산하여 산화됨으로써 Cr산화층/Ni 층/Cr 산화층의 전형적인 다층구조를 형성함을 알 수 있었으며, 특히, $700^{\circ}C$ 이상에서는 Ni 층이 Cr산화층을 통하여 표면 쪽으로 확산됨으로써 표면에 원주형 결정립을 가지는 NiO 층을 형성하였다. 특히 Ni 층이 확산 전의 구조를 유지한 채 표면에 추가적인 NiO층이 형성되는데, 이는 형성된 Cr산화층의 확산이 상대적으로 Ni 층에 비하여 어려운데 기인한다.