• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.382-382
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• 2012

CIGS thin films have received great attention as a promising material for solar cells due to their high absorption coefficient, appropriate bandgap, long-term stability, and low cost production. CIGS thin films are deposited by various methods such as co-evaporation, sputtering, spray pyrolysis and electro-deposition. The deposition technique is one of the most important processes in preparing CIGS thin film solar cells. Among these methods, co-evaporation is one of the best technique for obtaining high quality and stoichiometric CIGS films. However, co-evaporation method is known to be unsuitable for commercialization. The sputtering is known to be very effective and feasible process for mass production. In this study, CIGS thin films have prepared by rf magnetron sputtering using a $Cu(In_{1-x}Ga_x)Se_2$ single quaternary target without post deposition selenization. This process has been examined by the effects of deposition parameters on the structural and compositional properties of the films. In addition, we will explore the influences of substrate temperature and additional annealing treatment after deposition on the characteristics of CIGS thin films. The thickness of CIGS films will be measured by Tencor-P1 profiler. The crystalline properties and surface morphology of the films will be analyzed using X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The optical properties of the films will be determined by UV-Visible spectroscopy. Electrical properties of the films will be measured using van der Pauw geometry and Hall effect measurement at room temperature using indium ohmic contacts.

• 한국재료학회지
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• 제15권8호
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• pp.491-495
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• 2005

(Zn,Mg)O (ZMO) thin films doped with Ga $(0\~0.03mol\%)$ in the target source were prepared by pulsed laser deposition on c-plane sapphire substrates at $500^{\circ}C$, and the effect of Ga contents on the properties of the electrical, optical and crystal properties of the deposited films was investigated. From X-ray diffraction patterns, ZMO film doped with $0.02 mol\%$ Ga showed crystal structure with c-axis preferred orientation, showing only the (0002) and (0004) diffraction peaks. In contrast, ZMO film doped with $Ga=0.03 mol\%$ showed a randomly oriented crystal structure. All the samples were highly transparent, showing the transmittance values of above $85\%$ in the visible region. For all the Ga doped ZMO films, the value of energy band gap was found to be about 3.5 eV, regardless of their Ga contents. From the Hall measurements, the resistivity and the carrier density for the ZMO film doped with $0.01 mol\%$ Ga were about $5\times10^{-4}\Omega-cm$ and $2\times10^{21}cm^{-3}$, respectively.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.34-39
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• 2008

저온에서 성장된 AlN (LT-AlN)층이 삽입된 $Al_xGa_{1-x}N/LT$-AlN/GaN 이종접합 구조를 금속유기 화학기상 증착법 (metal-organic chemical vapor deposition)을 사용하여 사파이어 기판 위에 제작하였다. Rutherford backscattering spectroscopy 실험을 통하여 $Al_xGa_{1-x}N$층의 Al의 조성비 x가 55% 임을 확인하였고, X-선 역격자 공간 mapping을 통하여 층간 변형력을 조사하였다. LT-AlN층의 삽입 여하에 따른 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층의 깨짐 현상을 광학현미경과 주사전자현미경을 통하여 조사하였는데, LT-AlN 층이 삽입된 시료의 경우에 깨짐 현상이 현저히 줄어든 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층을 얻을 수 있었다. 뿐만 아니라 LT-AlN 층이 삽입된 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$/LT-AlN/GaN 이종접합 구조에 대하여 이차원 전자가스 (two-dimensional electron gas, 2DEG) 관련된 photoluminescence (PL) 신호를 관찰하였다. 이 시료에 대하여 온도 변화에 따른 PL 실험을 수행하여 100 K 근방까지 2DEG 관련된 PL 신호를 관찰하였다. 여기광 세기에 따른 PL 실험을 통하여 ~3.411 eV에서 나타난 2DEG PL 신호와 함께 ${\sim}3.437eV$에서도 PL 신호가 관측되었는데, 이는 AlGaN/LT-AlN/GaN 계면에 형성된 2DEG 버금띠와 Fermi 에너지 준위에서의 재결합 특성으로 각각 해석되었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.294-300
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• 2006

금속유기화학증착기 (metal-organic chemical vapor deposition)를 이용하여 분포귀환형 (distributed feed back) InP/InGaAs/InP 회절격자 구조를 제작하고 원자력간현미경 (atomic force microscopy)과 주사전자현미경 (scanning electron microscopy) 실험을 통해 표면 및 단면을 분석하였다. 그 위에 분자선증착기(molecular beam epitaxy)법을 이용하여 자발형성 (self-assembled) InAs/InAlGaAs 양자점 (quantum dot)을 성장하고, 광학적 특성을 온도변화 광여기 발광 (photoluminescence)으로 회절격자 구조 없이 성장한 양자점 시료와 비교 분석하였다. 회절격자의 간격 대비 폭의 비가 약 30%인 InP/InGaAs/InP 회절격자가 제작되었으며, 그 위에 성장된 양자점의 경우 상온 파장이 1605 nm에서 PL이 관찰되었다. 이는 회절격자 없이 같은 조건에서 성장된 시료의 상온 파장인 1587 nm 보다 장파장에서 발광하였으며, 회절격자의 영향으로 양자점 크기가 변하였음을 조사하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제42권6호
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• pp.267-271
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• 2009

Multicomponent transparent conducting oxide films were deposited on glass substrates at 150 by dual magnetron sputtering of AZO and ITO targets. In the case of mixing a limited amount of ITO (10W), resistivity of TCO films was significantly increased compared to the AZO film; from $3.5{\times}10^{-3}$ to $9.7{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$. Deterioration of the electrical conductivity is attributed to the decreases in carrier concentration and Hall mobility. Improvement of the conductivity could be obtained for the films prepared with ITO powers larger than 40 W. The lowest resistivity ($\rho$) of $7.3{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ was achieved when ITO power was 100 W. Effects of $H_2$ incorporation on the electrical and optical properties of AZO-ITO films were investigated in this work. Addition of small amount of hydrogen resulted in the increase of carrier concentration and the improvement of electrical conductivity. It is apparent that the roughness of AZO-ITO films decreases dramatically after the transition of microstructure from polycrystalline to amorphous phase, which gives practical advantages such as an excellent uniformity of surface and a high etching rate. AZO-ITO films grown at sputtering ambient with hydrogen gas are expected to be applicable to optoelectronic devices such as organic light emitting diodes and flexible displays due to their sufficient electrical and structural properties.

• 한국재료학회지
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• 제12권6호
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• pp.452-457
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• 2002

Titanium oxide films were prepared by RF reactive magnetron sputtering. The effect of sputtering conditions on structural and optical properties was investigated systemically as a function of sputtering pressure(5~20 mTorr) and $O_2/Ar$ flow ratio(0.08~0.4). The results of the X-ray diffraction showed that all films had only the anatase $TiO_2$ phase. At low sputtering pressure and $O_2/Ar$ flow ratio, the films had preferred orientations along [101] and [200] directions. As the sputtering pressure and $O_2/Ar$ flow ratio increased, the intensity of the 101 and 200 diffraction peaks decreased gradually. The microstructure of the sputtered films showed the fine grain size (20nm~50nm) and columnar microcrystals perpendicular to the substrate. With increasing the sputtering pressure and decreasing $O_2/Ar$ flow ratio, the sputtered films showed the more porous columnar structure. XPS analysis showed that stoichiometric $TiO_2$ films were deposited at 7 mTorr sputtering pressure and 0.2 $O_2/Ar$ flow ratio. The results of the X-ray diffraction showed that all films had only the anatase $TiO_2$ phase. Ellipsometeric analysis showed that the refractive index increased from 2.32 to 2.46 as the sputtering pressure decreased. The packing density calculated using the refractive index varied from 0.923 to 0.976, indicating that $TiO_2$films became denser as the sputtering pressure decreased.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.1013-1016
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• 2005

대기 중에서 Si 기판 상에 촉매를 사용하지 않고 Zn powder만을 사용하여 ZnO 나노 구조를 성장시켰다. 450$^{\circ}$C ${\sim}$ 600$^{\circ}C$의 성장 온도에서 형성된 ZnO 나노 구조는 다양한 측정 방법을 이용해 구조적, 광학적인 특성을 분석하였다. Scanning Electron Microscopy (SEM)로 관찰한 결과, 모든 성장 온도에서 tetrapod 형 나노 구조와 구형의 cluster가 관찰되었다. Tetrapod 형 나노 구조는 성장 온도에 의한 크기나 밀도에 큰 영향이 없었지만, 구형의 cluster의 경우 성장 온도에 따른 밀도와 크기의 변화가 관찰되었다. Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX)로 각각의 구조의 원소 조성비를 분석한 결과, tetrapod는 Zn:O가 1:1인 화학양론적인 조성을 보였으나, cluster는 산소 결핍형의 조성비를 가지고 있었다. 성장된 모든 샘플은 실온에서 매우 강한 발광을 보였으며, 380nm 중심의 UV 발광 피크와 500nm 중심의 green 발광 피크 (G-밴드)가 관찰되었고, UV 발광의 강도에 대한 G-밴드의 강도는 성장 온도가 높아질수록 증가하였다. 이러한 두 가지 발광 피크의 기원을 조사하기 위해 Cathodoluminescence(CL) 측정이 이루어졌고, UV 발광은 주로 tetrapod 구조에서, G-밴드 발광은 주로 cluster 구조에서 기인한다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.281-286
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• 2010

스핀코팅 방법으로 제작된 ZnO 박막의 두께에 따른 구조적 및 광학적 특성에 관한 연구를 수행하였다. ZnO 박막의 두께가 두꺼워짐에 따라 줄무늬 모양의 폭과 밀도가 증가하고, 두께가 450 nm 일 때 줄무늬 모양은 사라지며 표면이 매끄러워졌다. ZnO 박막의 표면이 매끄러워졌을 때 orientation factor ${\alpha}_{(002)}$가 급격히 증가하였고, (002) 회절 피크의 FWHM (full width at half maximum)는 감소하였다. ZnO 박막의 NBE (near-band edge emission) 피크의 위치는 두께와 표면 형태의 영향을 거의 받지 않았으나, 매끄러운 표면을 갖는 ZnO 박막의 DLE (deep level emission) 피크의 위치는 청색편이 하였다. ZnO 박막의 두께가 증가함에 따라 DLE 피크에 대한 NBE 피크의 발광세기 비율이 증가하는 경향을 보였고, NBE 피크의 FWHM은 감소하는 경향을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권6호
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• pp.252-255
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• 2014

ITO(indium tin oxide) 박막을 RF 마그네트론 스퍼터링법에 의해 산소 분압을 0에서 $6{\times}10^{-5}$ Pa로 변화시킨 조건 하에서 PET 기판 위에 증착하였고, 산소 분압에 따른 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성과 결정성의 변화를 조사하였다. 산소 분압이 $1{\times}10^{-5}$ Pa 이하에서는 증착된 ITO 박막은 비정질 구조를 가지는 반면에 $2{\times}10^{-5}$ Pa 이상에서는 결정질임을 확인하였다. 이러한 구조적 변화와 더불어 전하 캐리어 농도와 비저항이 증가하였다. 산소 분압이 $4{\times}10^{-5}$ Pa에서 최소 비저항($9.8{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$)을 얻을 수 있었다. ITO/PET 박막의 광투과율도 산소 분압이 증가함에 따라 증가하였으며 산소 분압 $4{\times}10^{-5}$ Pa에서 80 % 이상을 나타내었다. 본 연구를 통하여 최적의 산소 분압 선정이 ITO 박막의 결정성 향상, 캐리어 밀도 향상 그리고 전기전도도 향상 효과를 나타냄을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.497-504
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• 2019

본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 $HfO_2$ 박막을 제작하고, 질소 분위기에서 급속 열처리 온도에 따른 $HfO_2$ 박막의 구조적 및 광학적 특성을 조사하였다. XRD 측정을 통해 열처리 유무에 상관없이 $HfO_2$ 박막은 다결정 구조를 가짐을 확인할 수 있었고, 열처리 온도가 증가함에 따라 반가폭은 감소하는 추세를 나타내었다. 박막의 표면을 AFM 으로 조사한 결과, $600^{\circ}C$ 에서 열처리한 박막의 표면 거칠기가 3.454 nm 로 가장 작은 값을 나타내었다. 모든 $HfO_2$ 박막들은 가시광 영역에서 약 80% 정도의 투과도를 나타내었다. 또한 투과도와 반사도로부터 구한 굴절률과 셀마이어 분산 관계로부터, 파장에 따른 $HfO_2$ 의 굴절률을 예측할 수 있었다. $600^{\circ}C$ 에서 열처리 한 $HfO_2$ 박막이 2.0223 (${\lambda}=632nm$) 의 높은 굴절률과 0.963 의 높은 우수한 충진율을 나타내었다.