• 한국재료학회지
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• 제30권10호
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• pp.558-565
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• 2020

AZO thin films are grown on a p-Si(111) substrate by RF magnetron sputtering. The characteristics of various thicknesses and heat treatment conditions are investigated by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Hall effect and room-temperature photoluminescence (PL) measurements. The substrate temperature and the RF power during growth are kept constant at 400 ℃ and 200 W, respectively. AZO films are grown with a preferred orientation along the c-axis. As the thickness and the heat treatment temperature increases, the length of the c-axis decreases as Al³⁺ ions of relatively small ion radius are substituted for Zn²⁺ ions. At room temperature, the PL spectrum is separated into an NBE emission peak around 3.2 eV and a violet regions peak around 2.95 eV with increasing thickness, and the PL emission peak of 300 nm is red-shifted with increasing annealing temperature. In the XPS measurement, the peak intensity of Al_2p and O_ll increases with increasing annealing temperature. The AZO thin film of 100 nm thickness shows values of 6.5 × 10¹⁹ cm^-3 of carrier concentration, 8.4 cm^-2/V·s of mobility and 1.2 × 10^-2 Ω·cm electrical resistivity. As the thickness of the thin film increases, the carrier concentration and the mobility increase, resulting in the decrease of resistivity. With the carrier concentration, mobility decreases when the heat treatment temperature increases more than 500 ℃.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.323-323
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• 2014

기존의 태양전지 기술은 기술 장벽이 매우 낮고 대량 생산을 통한 단가 절감하는 구조를 가지고 있어 대규모 자본을 가진 후발 기업에게 잠식되기 쉽다. 그러나, III-V족 화합물 반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지는 기술 장벽이 매우 높은 기술 집약 산업이므로 독자적인 기술을 확보하게 되면 독점적인 시장을 확보 할 수 있어 미래 고부가 가치 산업으로 적합하다. 특히 III-V족 화합물 반도체 태양전지는 III족 원소(In, Ga, Al)와 V족 원소(As, P)의 조합으로 0.3 eV~2.5 eV까지 밴드갭을 가지는 다양한 박막 제조가 가능하여 다양한 흡수 대역을 가지는 태양전지 제조가 가능하기 때문에 다중 접합 태양전지 제작이 가능하다. 또한 III-V 화합물 반도체는 고온 특성이 우수하여 온도 안정성 및 신뢰성이 우수하고, 또한 집광 시 효율이 상승하는 특성이 있어 고배율 집광형 태양광 발전 시스템에 가장 적합하다. Si 태양전지의 경우 100배 이하의 집광에서 사용하나, III-V 화합물 반도체 태양전지의 경우 500~1000배 정도의 고집광이 가능하다. 이러한 특성으로 III-V 화합물 반도체 태양전지 모듈 가격을 낮출 수 있고, 따라서 Si 태양전지 시스템과 비교하여 발전 단가 면에서 경쟁력을 확보할 수 있다. III-V 화합물 반도체는 다양한 밴드갭 에너지를 가지는 박막 제조가 용이하고, 직접천이(direct bandgap) 구조를 가지고 있어 실리콘에 비해 광 흡수율이 높다. 또한 터널정션(tunnel junction)을 이용하면 광학적 손실과 전기적 소실을 최소화 하면서 다양한 밴드갭을 가지는 태양전지를 직렬 연결이 가능하여 한 번의 박막 증착 공정으로 넓은 흡수대역을 가지며 효율이 높은 다중접합 태양전지 제작이 가능하다. 이에 걸맞게 본연구에서는 화학기상증착장치(MOCVD)를 이용하여 InAsP 나노선을 코어 쉘 구조로 성장하여 태양전지를 제작하였다. P-type Dopant로는 Disilane (Si2H6)을 전구체로 사용하였다. 또한 Benzocyclobutene (BCB) 폴리머를 이용하여 Dielectric을 형성하였고 Sputtering 방법으로 증착한 ZnO을 투명 전극으로 사용하여 나노선 끝부분과 실리콘 기판에 메탈 전극을 형성하였다. 이를 통해 제작한 태양전지는 솔라시뮬레이터로 측정했을때 최고 7%에 달하는 변환효율을 나타내었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제9권3호
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• pp.53-58
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• 2010

In this study, we have investigated the effect of the ambient gases on the characteristics of IZO thin films for the OLED (organic light emitting diodes) devices. For this purpose, IZO thin films were deposited by RF magnetron sputtering under various ambient gases (Ar, $Ar+O_2$ and $Ar+H_2$) at $150^{\circ}C$. In order to investigate the influences of the oxygen and hydrogen, the flow rate of oxygen and hydrogen in argon mixing gas has been changed from 0.1sccm to 0.5sccm, respectively. All the samples show amorphous structure regardless of ambient gases. The electrical resistivity of IZO film increased with increasing flow rate of $O_2$ under $Ar+O_2$ while under $Ar+H_2$ atmosphere the electrical resistivity showed minimum value near 0.5sccm of $H_2$. All the films showed the average transmittance over 85% in the visible range. The OLED device was fabricated with different IZO substrates made by configuration of IZO/${\alpha}$-NPD/DPVB/$Alq_3$/LiF/Al to elucidate the performance of IZO substrate. OLED devices with the amorphous-IZO (a-IZO) anode film show better current densityvoltage-luminance characteristics than that of OLED devices with the commercial crystalline-ITO (c-ITO) anode film. It can be explained that very flat surface roughness and high work function of a-IZO anode film lead to more efficient hole injection by reduction of interface barrier height between anode and organic layers. This suggests that a-IZO film is a promising anode materials substituting conventional c-ITO anode in OLED devices.

• Progress in Superconductivity
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• 제7권2호
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• pp.140-144
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• 2006

We fabricated the YBCO films on single crystal $LaAlO_3$ substrates via a metal organic deposition (MOD) process. In the process, $Y_2Ba_1Cu_1O_x$ and $Ba_3Cu_5O_8$ powders were dissolved in trifluoroacetic acid (TFA) followed by calcining and firing heat treatments. To evaluate the effects of the firing temperature on YBCO phase formation and critical properties, the films were fired at $750^{\circ}C,\;775^{\circ}C\;and\;800^{\circ}C$ after calcining at $430^{\cric}C$. Microstructure observation indicated that a crack-free surface formed and a strong biaxial texture was developed. The FWHM of out-of-plane texture was measured to be in the range of $4.3^{\cric}-7.0^{\circ}$ for all the films. When the YBCO film was fired at $775^{\cric}C$, it had the highest critical properties: 88.5 K of critical temperature and 16 A/cm-width of critical current ($1MA/cm^2$ as critical current density). On the other hand, those properties were degraded as firing at $750^{\circ}C\;and\;800^{\circ}C$. It is considered that the improved critical values are partly owing to dense and homogeneous microstructure, strong texture, and high oxygen content.

• Progress in Superconductivity
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• 제9권1호
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• pp.96-101
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• 2007

[ $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$ ] films have been prepared on $LaAlO_3$ (100) single-crystal substrates by a metalorganic deposition using dichloroacetate precursors (DCA-MOD). Calcination conditions were varied in order to optimize the microstructure and the superconducting properties of YBCO film. Coated films were calcined at various temperatures ranging from $400{\sim}700^{\circ}C$ in flowing humid oxygen atmosphere. Ramping rate to calcination tempertures was $2.22^{\circ}C/min$. Conversion heat treatment was performed at $800^{\circ}C$ for 2 h in flowing Ar gas containing 1000 ppm oxygen with a humidity of 9.45%. Observations of surface and cross sectional SEM microstructure showed that the particle size in the calcined film increased in the range of 100-200 nm with heating rate and the calcination temperature. SEM EDS analysis showed that 13 a/o of chlorine was contained in the calcined film. It was also observed that the porosity increased with the heating rate and temperature. Porous microstructure was developed when YBCO films were prepared using porous calcined film. Dense microstructure and high $J_c$ over $1\;MA/cm^2$ was obtained when calcination was carried out at the temperature of $500^{\circ}C$ with a heating rate of $2.22^{\circ}C/min$.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.171-178
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• 1998

SDB 웨이퍼를 이용하여 실리콘 압저항형 절대압센서를 제조하고 이를 가스누출 감지시스템에 응용하였다. 이 경우 센서는 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$, $0{\sim}100^{\circ}C$의 압력, 온도범위에서 정상적으로 동작하여야 하고 다이아프램이 파괴되었을 때 가스가 소자 외부로 누출되어서는 안된다. 따라서 다이아프램 내의 공극을 유리(Pyrex7740)와 진공중($10^{-4}$ torr)에서 양극 접합을 행하였다. 제조된 센서는 압력에 대하여 우수한 선형특성을 보였고, 압력감도는 대기압이상 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$의 압력범위에서 $4.06{\mu}V/VmmH_{2}O$ 이었다. 온도보상 일체화 조건을 조사하기 위해 Al 박막저항을 제조하여 온도보상을 행하였는데 오프셋의 온도 drift는 80 %이상, 감도의 온도의존성은 95 %이상 보강 효과를 얻었다. 또한 다이오드(PXIN4001)를 이용한 온도보상시 오프셋의 온도 drift는 98 %이상, 감도의 온도의존성은 90%이상 보상 효과를 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제11권2호
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• pp.72-77
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• 2001

DC 마그네트론 방식으로 제조한 PtMn계 상부층형(top) 스핀밸브 박막을 반강자성층인 PtM의 fcc (111) 구조에서 fat (111)구조 천이를 위하여 27$0^{\circ}C$에서 3 kOe의 외부자장을 가해주면서 일차적인 열처리를 한 후, 이차적으로 무자장 열처리를 하여 상온에서 자기적 특성을 조사하였다. Si/A1$_2$O$_3$ (500$\AA$)/Ta(50$\AA$)NiFe(40$\AA$)/CoFe(17$\AA$)/Cu(28$\AA$)/CoFe (30$\AA$)PtMn(200$\AA$)Ta(50$\AA$) top 스핀밸브 시료에서 자기저항비를 조사한 결과 열처리 온도가 높아질수록 자기저항비가 완만히 감소하나 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하여 1 %까지 감소하는 것을 확인하였으며, 이것은 열처리 온도가 높아질수록 반강자성층과 피고정층사이의 교환 결합력이 약해지는 것에 기인하는 것으로 판단하였다. 열처리 온도 증가에 따른 교환 바이어스 자장은 325 $^{\circ}C$ 이상에서 급격히 감소하였고, 고정층과 자유층사이의 상호 결합 세기(interlayer coupling field, $H_{int}$)는 $325^{\circ}C$ 이상에서 크게 증가하였는데, 이것은 열처리 온도가 증가함에 다라 Mn의 상호 확산(inter-diffusion)dl 증가하여 계면에서의 거칠기(roughness)가 커지기 때문이라고 생각하였다. 이와 같은 결과에서 PtMn 스핀밸브의 급격한 자기적 특성변화가 일어나는 열처리 온도가 PtMn계 스핀밸브 박막의 블로킹 온도(blocking temperature, $T_b$)와 잘 일치함을 호가인할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권3호
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• pp.57-61
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• 2016

$Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 휨성 태양전지의 셀을 보호하기 위하여 스프레이 코팅방법에 의해 수분과 공기로부터의 보호막을 형성하고 그 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. 일반적으로 CIGS 휨성 태양전지의 소자층을 보호하기 위해서 EVA(ethylene-vinyl acetate) 필름을 라미네이션 장비를 통하여 여러 겹 보호막을 형성함으로써 복잡한 공정으로 인해 원가상승의 요인으로서 작용한다. 본 연구는 휨성 CIGS 태양전지의 보호막을 라미네이션 박막공정 대신에 간단한 스프레이 코팅공정을 통한 패시베이션(passivation) 박막층을 형성함으로써 CIGS 태양전지 무게의 경량화와 공정시간 단축 연구를 진행하였다. 패시베이션 박막층으로는 PVA(polyvinyl alcohol), SA(sodium alginate) 물질에 $Al_2O_3$ 나노 입자를 첨가하여 유 무기 복합 용액을 사용하였다. 스프레이 코팅된 소자에 비해 에너지 변환 효율특성 62.891 gm/[$m^2-day$]의 비교적 양호한 습기 차단 특성을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.41-46
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• 2009

The low dielectric SiOCH films were deposited on p-type Si(100) substrates through the dissociation of BTMSM $(((CH_3)_3Si)_2CH_2)$ precursors with oxygen gas by using PECVD method. BTMSM precursor was introduced with the flow rates from 42 to 60 sccm by 2 sccm step into reaction chamber but with the constant flow rate of 60 sccm $O_2$. SiOCH thin films were annealed at $450^{\circ}C$ for 30 minutes. The electrical property of SiOCH thin films was studied by MIS, Al/SiOCH/p-Si(100), structure. Annealed samples showed large reduction of the maximum capacitance yielding low dielectric constant owing to reductions of surface charge density. After exposure at room temperature and atmospheric pressure, dielectric constant of SiOCH films was totally increased. However, annealed SiOCH thin films were more stable than as-deposited SiOCH thin films for natural oxidation.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.102-107
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• 2003

This study puts focus on the optimization of growth temperature of CIGS absorber layer which affects severely the performance of solar cells. The CIGS absorber layers were prepared by three-stage co-evaporation of metal elements in the order of In-Ga-Se. The effect of the growth temperature of 1st stage was found not to be so important, and 350$^{\circ}C$ to be the lowest optimum temperature. In the case of growth temperature at 2nd/3rd stage, the optimum temperature was revealed to be 550$^{\circ}C$. The XRD results of CIGS films showed a strong (112) preferred orientation and the Raman spectra of CIGS films showed only the Al mode peak at 173cm$\^$-1/. Scanning electron microscopy results revealed very small grains at 2nd/3rd stage growth temperature of 480$^{\circ}C$. At higher temperatures, the grain size increased together with a reduction in the number of the voids. The optimization of experimental parameters above mentioned, through the repeated fabrication and characterization of unit layers and devices, led to the highest conversion efficiency of 15.4% from CIGS-based thin film solar cell with a structure of Al/ZnO/CdS/CIGS/Mo/glass.