• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.471-475
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• 2006

$VO_x$ 박막이 상온에서 $Pt/Ti/SiO_{2}/Si$ 기판위에 반응성 radio frequency (rf) 마그네트론 스퍼터링 방법에 의하여 450 nm 두께로 증착되었다. 증착 공정에서 산소의 농도와 타겟에 인가되는 rf power를 변수로 설정하여 증착 속도를 조사하였다. $VO_x$ 박막의 증착속도는 산소 농도가 증가함에 따라서 감소하고, rf power가 증가할수록 증가하는 것이 관찰되었다. 증착된 $VO_x$ 박막은 $O_{2}$와 $N_{2}$ 가스 분위기에서 $450^{\circ}C$의 온도로 2, 4, 그리고 6 h 동안 각각 열처리 되었고, 열처리 과정을 진행한 후 x-ray diffraction (XRD) 분석을 이용하여 열처리 전과 후의 결정성 변화를 관찰하였다. 그리고 열처리 전과 후의 $VO_x$ 박막의 표면과 단면을 field emission scanning electron microscopy (FESEM)를 이용하여 관찰하였으며 전류-전압 측정을 이용하여, 증착된 $VO_x$ 박막의 metal-insulator transition (MIT) 특성을 관찰하였다. $N_{2}$ 분위기에서 열처리된 $VO_x$ 박막보다 $O_{2}$ 분위기에서 열처리된 $VO_x$ 박막에서 더 우수한 MIT 특성을 관찰 할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.78.2-78.2
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• 2010

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)박막태양전지는 간단한구조와 가격경쟁력 및 고효율화 가능성에 대한 기대감에 의해 많은 연구가 수행되어오고 있다. 특히 높은 흡수계수와 적절한 밴드갭, 큰 결정크기와 같은 물질의 특성들이 장점으로 작용하고 있기 때문이다. 또한 CIGS박막태양전지는 다른 태양전지에 비해 광열화가 적다는 장점도 가지고 있다. CIGS 박막은 CuInSe2내의 In 사이트에 Ga을 도핑함으로서 형성이 되는데 그때의 밴드갭은 약 1.4eV이며 이를 형성하기 위해 많은 방법들이 제안되고 있는데, CIGS박막 형성 시 가장 중요시 여겨야 될 인자는 구성원소로부터 최적화된 조성비를 찾는 것이다. 이러한 관점에서 볼때 evaporation법이나 sputtering법같은 진공방식의 공정법이 비진공방식에 비해 최적의 조성비를 찾는 것이 수월할 것으로 생각된다. selenization을 하기전에, 동시증착이나 다층박막형성을 통해 Cu-In-Se의 조합이 일반적으로 이루어진다. 어떤방법이든 Se의 부가적인 공급이 이루어지는데 시작 전구체의 조합에서 그 해법을 제시하는 것에 대한 논의가 많이 부족한 현실로서, CuInSe2의 단일전구체에 의한 박막형성과 특성평가에 대해 구체적인 논의가 필요하다. 본 실험에서는 Cu-In-Se 전구체를 CuInSe2 단일 타겟에서부터 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 박막증착을 하여 Se의 Rapid Thermal Process(RTA)법을 통해 Se이 순차적으로 공급되었다. 이때 형성되는 박막의 태양전지 흡수층 적용을 위한 광학적, 전기적 및 구조적에 대한 논의된다. Soda lime glass(SLG)와 Corning 1737 유리를 기판으로 하여 아세톤-에탄올을 이용, 초음파세척을 실시하였다. 스퍼터 공정을 하기전에 흡착된 물분자를 제거하기 위하여 약 30분간 $120^{\circ}C$로 열을 가해주었으며, 공정을 위한 총 아르곤 가스의 양은 약 50sccm이며 이때의 공정압력은 20mtorr로 고정하였다. 우선 RF power와 기판온도에 따른 단일전구체 형성을 관찰하기 위하여 각각 30~80W, RT~$400^{\circ}C$로 변화를 주어 박막을 형성한 후 모든 sample에 대하여 $500^{\circ}C$분위기에 effusion cell을 이용하여 Se 분위기에서 결정화를 실시하였다. 샘플의 두께는 Surface profiler로 측정하였고 단면은 전자주사현미경으로 관찰되었다. 동시에 SEM이미지를 통하여 morphology와 grain size 및 EDX를 통하여 조성분석을 하였다. 밴드갭, 투과율 및 흡수계수는 UV-VIS-NIR분광분석법을 통하여 수행되었으며, 전기적 특성분석을 위해 4-point-probe와 Hall effect측정을 수행하였다. 공정변수에 따른 단일타겟으로 얻어 결정화된 CuInSe2박막의 자세한 결과와 논의에 대하여 발표한다.

• 한국재료학회지
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• 제23권3호
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• pp.155-160
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• 2013

ZnO thin films co-doped with Mg and Ga (MxGyZzO, x + y + z = 1, x = 0.05, y = 0.02 and z = 0.93) were prepared on glass substrates by RF magnetron sputtering with different sputtering powers ranging from 100W to 200W at a substrate temperature of $350^{\circ}C$. The effects of the sputtering power on the structural, morphological, electrical, and optical properties of MGZO thin films were investigated. The X-ray diffraction patterns showed that all the MGZO thin films were grown as a hexagonal wurtzite phase with the preferred orientation on the c-axis without secondary phases such as MgO, $Ga_2O_3$, or $ZnGa_2O_4$. The intensity of the diffraction peak from the (0002) plane of the MGZO thin films was enhanced as the sputtering power increased. The (0002) peak positions of the MGZO thin films was shifted toward, a high diffraction angle as the sputtering power increased. Cross-sectional field emission scanning electron microscopy images of the MGZO thin films showed that all of these films had a columnar structure and their thickness increased with an increase in the sputtering power. MGZO thin film deposited at the sputtering power of 200W showed the best electrical characteristics in terms of the carrier concentration ($4.71{\times}10^{20}cm^{-3}$), charge carrier mobility ($10.2cm^2V^{-1}s^{-1}$) and a minimum resistivity ($1.3{\times}10^{-3}{\Omega}cm$). A UV-visible spectroscopy assessment showed that the MGZO thin films had high transmittance of more than 80 % in the visible region and that the absorption edges of MGZO thin films were very sharp and shifted toward the higher wavelength side, from 270 nm to 340 nm, with an increase in the sputtering power. The band-gap energy of MGZO thin films was widened from 3.74 eV to 3.92 eV with the change in the sputtering power.

• 한국진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.141-146
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• 2009

rf magnetron sputtering 법을 이용하여 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 buffer layer인 $TiO_2$ 층을 증착한 후 PLZT 강유전체 박막을 증착하였다. PLZT 박막 증착 시 가스 분압비가 박막의 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 Ar/$O_2$ 분압비를 각각 27/1.5 sccm, 23/5.5 sccm, 21/7.5 sccm, 19/9.5 sccm로 변화시키면서 박막을 증착하였다. 이들 박막의 구조적인 특성을 분석하기 위해 X-선 회절법을 사용하였으며 FE-SEM을 이용하여 입자상을 관찰하였다. 또한 박막의 유전특성을 분석하기 위해 Precision LC를 이용하여 이력곡선, 잔류분극, 누설전류를 측정하였다. 산소 분압이 높아질수록 박막의 결정성 및 치밀성이 저하되었으며, (110) 방향에서 (111) 방향으로 우선배향성이 변화하는 것을 확인하였다. 산소 분압비의 변화는 박막 표면 및 강유전 특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.73-79
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• 2008

투명 전도성 산화물 전극(transparent conductive oxide electrodes)에 적용하기 위하여 RF 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 유리 기판 위에 산화아연 박막을 증착하였다. 투명 전극으로써 응용되기 위한 최적의 조건으로 기판온도를 상온으로 유지하고 RF power 200 W, 타겟과 기판사이의 거리(Dts)가 30 mm일 때 증착된 산화아연 박막으로부터 가장 낮은 비 저항값($7.4{\times}10^{-3}{\Omega}cm$)을 얻어 낼 수 있었으며, 85% 이상의 높은 투과율을 만족하는 박막을 얻을 수 있었다. 실질적인 소자로써의 응용을 위해 photo lithography를 통한 pattern을 형성, 습식 식각을 통하여 그 특성을 알아보고자 하였다. 습식 식각에서 사용된 식각용액(etchant)으로는 다양한 산 용액(황산, 옥살산, 인산)을 사용하였으며, 산의 농도 변화에 따른 식각특성과 식각시간 및 식각 이미지(표면형상)의 변화를 알아보았다. 결과적으로 산화아연의 습식식각은 산의 종류와 무관하게 산 용액의 농도(즉, pH)에 크게 의존하며, pH가 증가함에 따라 식각율이 지수함수적으로 감소하고 아울러 다양한 식각 이미지가 나타남을 최초로 고찰할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.178-184
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• 2001

rf-마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 높은 광투과성을 지니며 c-축 배향된 KLN 박막을 제작하였다. 하소 및 소결 과정을 거쳐서 균일하고 안정한 상태의 KLN 타겟을 제조하였다. KLN 타겟은 화학량론적인 조성 및 K가 30%, 60%, 그리고 Li가 각각 15%, 30% 과량된 조성을 사용하였으며 K와 Li의 휘발을 방지하기 위하여 낮은 온도에서 소결시켰다. 제조된 타겟을 사용하여 rf-magnetron sputtering 방법으로 박막을 제조하였으며, 이때 K가 60% Li가 30% 과량된 타겟으로 제조할 때 단일상의 KLN 박막을 얻을 수 있었다. KLN 박막은 코닝 1737 기판 위에서 우수한 결정성과 높은 c-축 배향성을 나타내었으며, 이때 박막의 성장조건은 고주파 전력 100 W, 공정 압력 150 mTorr, 기판 온도 58$0^{\circ}C$였다. 가시광 영역에서 박막의 투과율은 약 90% 이고, 흡수는 333 nm에서 발생하였으며 632.8 nm에서 박막의 굴절율은 1.93이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.339-339
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• 2012

지난 몇 년 동안, 투명 비정질 산화물 반도체는 유기 발광 다이오드, 플렉서블 전자 소자, 솔라 셀, 바이오 센서 등 많은 응용분야에 연구되고 있다. 투명 비정질 산화물 반도체 그룹들 중, 특히 비정질 IGZO 박막 트랜지스터는 비정질 상태임에도 불구하고 높은 이동도와 낮은 동작 전압으로 훌륭한 소자 특성을 보인다. 이러한 고성능의 IGZO 박막 트랜지스터는 RF 마그네트론 스퍼터링이나 pulsed laser deposition과 같은 고진공 장비를 이용하여 이미 여러 그룹에서 제작되고 발표되었다. 하지만 진공 증착 시스템은 제조 비용의 절감이나 디스플레이 패널의 대면적화에 큰 걸림돌이 되고 있고, 이러한 문제점을 극복하기 위해서 용액 공정은 하나의 해결책이 될 수 있다. 용액 공정의 가장 큰 장점으로는 저온 공정이 가능하기 때문에 글라스나 플라스틱 기판에서 대면적으로 제작할 수 있고 진공 장비가 필요없기 때문에 제조 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있다. 본 연구에서는 high-k 게이트 절연막과 IGZO 채널 층을 용액 공정을 이용하여 박막 트랜지스터를 제작하고 그에 따른 전기적 특성을 분석하였다. IGZO의 몰 비율은 In, Ga, Zn 순으로 각각 0.2 mol, 0.1 mol, 0.1 mol로 제작하였고, high-k 게이트 절연막으로는 Al2O3, HfO2, ZrO2을 제작하였다. 또한, 용액 공정 IGZO TFT를 제작하기 전, 용액 공정 high-k 게이트 절연막 캐패시터를 제작하여 그 특성을 분석하였다. 다양한 용액 공정 high-k 게이트 절연막 중, 용액공정 HfO2를 이용한 IGZO TFT는 228.3 [mV/dec]의 subthreshold swing, 18.5 [$cm^2/V{\cdot}s$]의 유효 전계 이동도, $4.73{\times}106$의 온/오프 비율을 보여 매우 뛰어난 전기적 특성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.1393-1398
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• 2015

본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 법으로 PES 기판 위에 공정압력을 5 에서 20 mTorr 로 변화시켜 가며 GZO (Ga-doped ZnO) 박막을 제작하여, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. XRD 측정을 통해 공정압력에 무관하게 모든 GZO 박막이 c 축으로 우선 성장함을 확인할 수 있었고, 5 mTorr 에서 제작한 GZO 박막이 반가폭 0.44° 로 가장우수한 결정성을 나타내었다. AFM 관찰 결과, 표면 거칠기 값은 공정압력 5 mTorr 제작한 박막에서 가장 낮은 값인 0.20 nm 를 나타내었다. 공정압력 5 mTorr 에서 증착한 GZO 박막의 재료평가지수는 6652 로 가장 우수한 값을 나타내었고 이때 비저항과 가시광 영역에서의 평균 투과도는 각각 6.93×10^-4Ω·cm 과 81.4 % 이었다. 공정압력이 증가함에 따라 캐리어 농도가 감소하고 이로 인해 에너지 밴드갭이 좁아지는 Burstein-Moss 효과도 관찰할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제3권1호
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• pp.23-28
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• 1993

복합타게트 방식의 고주파 2극 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 Fe-Hf-C계 극미세 결정 연자성 박막을 제조하여 박막조성, 열처리 조건 및 기판과 그 하지층이 자기적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Fe-Hf-C계 초미세 결정 연자성 박막은 Hf 8-10at.%, C 14-18at.%의 조성범위에 서 비정질과 결정질의 경계에 가까운 조성일수록 연자성이 향상되었으며 포화자속밀도 16 kG, 1 MHz 에서의 실효투자율 4000 이상의 연자성을 나타내고 $600^{\circ}C$ 까지도 투자율 3000정도의 열적안정 성을 나타내었다. 기판 및 하지층에 따른 연자성 특성은 미세구조의 변화 보다는 기판/자성막 및 하지층/자성막간의 상호확산에 의해 주로 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국자기학회지
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• 제11권2호
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• pp.45-49
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• 2001

RF 마그네트론 스퍼터링으로 제조한 Fe/CoNbZr 다층박막의 구조 및 열처리 조건에 따르는 고주파 연자기 특성을 연구하였다. Fe층의 두께가 5nm일 때 1.1Oe의 최소보자력을 얻었으며, Fe층의 두께가 15nm일 때 100Mz에서 2300의 최대 투자율을 얻었으며, 약 20 kG의 높은 포화자화를 얻었다. Fe층의 두께가 증가함에 따라 보자력이 증가하는 것은 결정립 크기에 의한 것이며, Fe층의 두께가 얇을 경우 계면에서의 CoFe과 같은 높은 자기변형의 혼합층 형성으로 인해 투자율이 감소한 것으로 판단된다. 300 $^{\circ}C$에서 40분간 일축자장 열처리를 행하여서 보자력 0.35 Oe, 투자율 2500을 얻었다. 또한 250및 30$0^{\circ}C$ 열처리에서만 연자기 특성이 향상되었다. 이는 최적의 Fe의 격자변형과 일측 이방성의 발달로 자기이방성에너지의 감소에 의한 것으로 판단된다.