• 제목/요약/키워드: Atomic layer deposition(ALD)

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The Organic-Inorganic Hybrid Encapsulation Layer of Aluminium Oxide and F-Alucone for Organic Light Emitting Diodes

  • 권덕현;성명모
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.374-374
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    • 2012
  • Nowadays, Active Matrix Organic Light-Emitting Diodes (AM-OLEDs) are the superior display device due to their vivid full color, perfect video capability, light weight, low driving power, and potential flexibility. One of the advantages of AM-OLED over Liquid Crystal Display (LCD) lies in its flexibility. The potential flexibility of AM-OLED is not fully explored due to its sensitivity to moisture and oxygen which are readily present in atmosphere, and there are no flexible encapsulation layers available to protect these. Therefore, we come up with a new concept of Inorganic-Organic hybrid thin film as the encapsulation layer. Our Inorganic layer is Al2O3 and Organic layer is F-Alucone. We deposited these layers in vacuum state using Atomic Layer Deposition (ALD) and Molecular Layer Deposition (MLD) techniques. We found the results are comparable to commercial requirement of 10-6 g/m2 day for Water Vapor Transmission Rate (WVTR). Using ALD and MLD, we can control the exact thin film thickness and fabricate more dense films than chemical or physical vapor deposition methods. Moreover, this hybrid encapsulation layer potentially has both the flexibility of organic layers and superior protection properties of inorganic layer.

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원자층 증착법으로 증착된 MoOx를 적용한 전하 선택 접합의 이종 접합 태양전지 (Heterojunction Solar Cell with Carrier Selective Contact Using MoOx Deposited by Atomic Layer Deposition)

  • 정민지;조영준;이선화;이준신;임경진;서정호;장효식
    • 한국재료학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.322-327
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    • 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.

ALD법으로 증착된 실리콘 절연박막의 물리적.전기적 특성 (Physical and Electrical Characteristics of Silicon Dielectric Thin Films by Atomic layer Deposition)

  • 한창희;이주현;김운중;이원준;나사균
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.169-169
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    • 2003
  • 실리콘 절연막은 반도체 및 디스플레이 소자의 gate 절연막과 보호막으로, 그리고 배선공정에서는 층간절연막(ILD, Inter Layer Dielectric)으로 사용하는데, 주로 IPCVD, PECVD, APCVD법에 의하여 증착되고 있다. 그러나 이러한 방법들은 반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 증착온도와 step coverage 및 물성 이 문제점으로 대두되고 있다. 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 원자층 증착(ALD, Atomic Layer Deposition)기술은 기판 표면에서의 self-limiting reaction을 통해 매우 얇은 박막을 형성할 수 있고, 두께 및 조성 제어를 정확히 할 수 있으며, 복잡한 형상의 기판에서도 우수한 step coverage를 얻을 수 있어 초미세패턴의 형성과 매우 얇은 두께에서 균일한 물리적, 전기적 특성이 요구되는 초미세 반도체 공정에 적합하다. 또 저온에서 증착이 가능해 유리를 기판으로 사용하는 TFT-LCD소자의 gate 절연막에 적용이 가능하다.

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The Fabrication of Tin Oxide Films by Atomic Layer Deposition using Tetrakis(Ethylmethylamino) Tin Precursor

  • Choi, Woon-Seop
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제10권6호
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    • pp.200-202
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    • 2009
  • Tin oxide thin films were prepared by atomic layer deposition using a tetrakis(ethylmethylamino) tin precursor without any seed layer. The average growth rate of tin oxide film is about 1.2 A/cycle from $50{^{\circ}C}$ to $150{^{\circ}C}$. The rate decreases rapidly at a substrate temperature of $200{^{\circ}C}$. ALD-grown tin oxide thin film was characterized with the use of XRD, AFM and XPS. Due to a thermal annealing effect, the surface roughness and the tin amount in the film composition are slightly increased.

ALD법으로 증착한 TiN막의 특성 (Physical Properties of TiN films grown by ALD)

  • 김재범;홍현석;오기영;이종무
    • 한국진공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.159-165
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    • 2002
  • 본 연구에서는 $TiCl_4$$NH_3$을 이용하여 atomic layer deposition(ALD)법으로 TiN막을 증착한 후, 그 막의 특성에 관하여 조사하였다. 최적 공정조건에서 TiN막의 성장률은 cycle당 두께가 약 0.6 $\AA$인 것으로 나타났고, 비저항은 반응온도 구간에서 200~350 $\mu\Omega$cm 수준으로 낮게 얻어졌다. XRD분석결과 TiN-ALD온도구간에서 TiN막이 결정화되었음을 알 수 있었다. AES 분석결과 Cl불순물의 함량이 거의 없는 상태(<1 at%)로 나타났고, TiN막에서의 Ti:N비가 1:1인 것으로 보아 거의 균일하게 형성되었음을 알 수 있었다. 또한 SEM관찰로 Aspect ratio 10:1의 trench 내에 형성된 TiN막의 스텝.커버리지는 극히 우수함을 알 수 있었다.

수송가스 도움 전구체 공급 장치를 이용한 ZrO2 박막의 원자층 증착 기술 (Properies of ZrO2 thin films by Atomic Layer Deposition with Carrier Gas Assistant System)

  • 신웅철;류상욱;성낙진;윤순길
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.342-342
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    • 2007
  • 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD) 방법은 반응물질들을 펄스형태로 챔버에 공급하여 기판 표면에 반응물질의 표면 포화반응에 의한 화학적 흡착과 탈착을 이용한 박막증착기술이다. ALD법은 박막의 조성 정밀제어가 쉽고, 파티클 발생이 없으며, 대면적의 박막 증착시 균일성이 우수하고, 박막 두께의 정밀 조절이 용이한 장점이 있다. 원자층 증착 공정에서 짧은 시간 안에 소스를 충분히 공급하기 위한 방법으로는 소스 온도를 증가시켜 전구체의 증기압을 높여 반응기로의 유입량을 증가시키는 방법, 전구체의 공급시간을 늘리는 방법 등을 들 수 있다. 그러나 전구체 온도를 상승시키는 경우, 공정 조건의 변화가 요구되며 전구체의 변질에 의하여 형성된 막이 의도하는 막 특성을 만족시키지 못하게 되는 문제점이 발생될 우려가 있다. 그리고 전구체를 충분히 공급하기 위하여 전구체의 공급시간을 늘이는 방법을 사용하면, 원하는 두께의 막을 형성하기 위하여 소요되는 공정시간이 증가된다. 이를 해결하기 위해 수송가스를 이용한 버블러 형태의 전구체 공급 장치를 사용하지만 이 또한 전구체의 수명을 단축시키는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 위의 문제점을 극복할 수 있는 새로운 개념의 수송가스 도움 전구체 공급 장치를 소개한다. 본 연구에서 사용된 수송가스 도움 전구체 공급 장치를 가지는 ALD 장비는 Lucida-D200 (NCD Technology사)이며 기판으로는 8인치 실리콘 웨이퍼를 사용하였으며 (TEMA)Zr을 사용하여 ZrO2 박막을 성장하였다. 수송가스 도움 전구체 공급 장치를 사용한 경우, 그렇지 않은 경우 보다 $30^{\circ}C$ 이상 전구체 온도를 낮출 수 있으며, 또한 증착 속도를 약 2배정도 증가시킬 수 있었다. 이들 박막들은 XRD, XPS, AFM 등을 이용하여 결정구조, 결합에너지, 표면 거칠기 등의 특성을 관찰하였다. 그리고 C-V, I-V 측정을 이용해 정전용량, 유전율, 누설전류 등의 전기적 특성을 평가하였다.

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Application of Atomic Layer Deposition to Electrodes in Solid Oxide Fuel Cells

  • Kim, Eui-Hyeon;Hwang, Heui-Soo;Ko, Myeong-Hee;Bae, Seung-Muk;Hwang, Jin-Ha
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.319.1-319.1
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    • 2013
  • Solid oxide fuel cells (SOFCs) have been recognized as one of emerging renewable energy sources, due to minimized pollutant production and high efficiency in operation. The performance of SOFCs is largely dependent on the electrode polarization which involves the oxidation/reduction in cathodes and anodes along with the charge transport of ions and electronic carriers. Atomic layer deposition is based on the alternate chemical surface reaction occurring at low temperatures with high uniformity and superior step coverage. Such features can be extended into the coating of metal oxide and/or metal layer onto the porous materials. In particular, the atomic layer deposition is can manipulated in controlling the charge transport in terms of triple phase boundaries, in order to control artificially the electrochemical polarization in electrodes of SOFC. The current work applied atomic layer deposition of metal oxides intro the electrodes of SOFCs. The corresponding effect was monitored in terms of the electrochemical characterization. The roles of atomic layer deposition in solid oxide fuel cells are discussed towards optimized towards long-term durability at intermediate temperature.

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Conducting ZnO Thin Film Fabrication by UV-enhanced Atomic Layer Deposition

  • 김세준;김홍범;성명모
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.211.1-211.1
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    • 2013
  • We fabricate the conductive zinc oxide(ZnO) thin film using UV-enhanced atomic layer deposition. ZnO is semiconductor with a wide band gap(3.37eV) and transparent in the visible region. ZnO can be deposited with various method, such as metal organic chemical vapour deposition, magnetron sputtering and pulsed laser ablation deposition. In this experiment, ZnO thin films was deposited by atomic layer deposition using diethylzinc (DEZ) and D.I water as precursors with UV irradiation during water dosing. As a function of UV exposure time, the resistivity of ZnO thin films decreased dramatically. We were able to confirm that UV irradiation is one of the effective way to improve conductivity of ZnO thin film. The resistivity was investigated by 4 point probe. Additionally, we confirm the thin film composition is ZnO by X-ray photoelectron spectroscopy. We anticipate that this UV-enhanced ZnO thin film can be applied to electronics or photonic devices as transparent electrode.

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ZnO 초박막의 두께 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성 변화 연구 (The Structural, Electrical, and Optical Properties of ZnO Ultra-thin Films Dependent on Film Thickness)

  • 강경문;;김민재;이홍섭;박형호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.15-21
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    • 2019
  • 원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition)으로 $150^{\circ}C$에서 성장된 zinc oxide (ZnO) 초박막의 두께 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. ZnO 박막을 증착하기 위해 금속 전구체와 반응물로 각각 diethylzinc와 deionized water를 사용하였다. ALD 사이클 당 성장률은 $150^{\circ}C$에서 약 0.21 nm/cycle로 일정 하였으며, 50 사이클 이하의 샘플들은 초기 ALD 성장 단계에서 상대적으로 얇은 두께로 인하여 비정질 성질을 갖는 것으로 보였다. 100 사이클에서 200 사이클로 두께가 증가함에 따라 ZnO 박막의 결정성이 증가하였고 hexagonal wurtzite 구조를 보였다. 또한, ZnO 박막의 입자 크기가 ALD 사이클의 수의 증가에 따라 증가되었다. 전기적 특성 분석 결과 박막 두께의 증가에 따라서 비저항 값이 감소하였으며, 이는 박막 두께 증가에 따른 입자 크기 증가 및 결정성 개선으로 더 두꺼운 ZnO 박막에서 입자 경계의 농도 감소와 상관 관계가 있음을 알 수 있었다. 광학적 특성 분석 결과 근 자외선 영역 (300 nm~400 nm)에서의 밴드 엣지 흡수가 증가 및 이동되었는데 이 현상은 ZnO 박막 두께의 증가에 따른 캐리어 농도의 증가가 기인 한 것으로, 이 결과는 박막 두께의 증가에 따른 저항률 감소와 잘 일치한다. 결과적으로 박막의 두께가 증가하면 막 면의 응력이 완화되어 밴드 갭이 감소하고 결정성 및 전도성이 향상됨을 알 수 있었다.