• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.244-245
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• 2010

최근 광전자 분야에서는 미래 에너지 자원에 대한 관심과 함께 GaN 기반 발광다이오드 및 태양전지 연구가 활발히 진행되고 있다. GaN는 높은 전자 이동도와 높은 포화 속도 등의 광전자 소자에 유리한 특성을 가지고 있으나, 고 인듐 함유량과 막질의 우수한 특성을 동시에 구현하는 것은 매우 어렵다. 이를 극복하기 위한 방법으로써 선택 영역 박막 성장법(Selective Area Growth)은 마스크 패터닝을 통해 제한된 영역에서만 박막을 성장하는 방법으로써 GaN의 막질을 향상 시킬 수 있는 방법으로 주목받고 있다. 본 논문에서는 대면적 기판에서 GaN의 막질 향상뿐만 아니라 고인듐 InGaN 박막 성장을 위하여 서브마이크로미터 주기와 크기를 갖는 홀 패턴을 포토리소그라피 공정 최적화를 통해 구현할 수 있는 방법에 대해 논의한다. 그림. 1은 사파이어 기판 위에 선택 영역 박막 성장법을 이용하여 성장한 n-GaN/활성층/p-GaN의 구조를 나타낸 그림이다. 이를 통하여 서브마이크로미터 스케일의 반극성 InGaN면 위에 높은 인듐 함유량을 가지면서도 우수한 특성을 갖는 박막을 얻을 수 있다. 본 실험을 위하여 사파이어 기판 위에 SiO2를 증착한 후 포토레지스트(AZ5206)을 도포하고 포토리소그라피 공정을 진행하여 2um 크기 및 간격을 갖는 패턴을 형성했다. 그림. 2는 AZ5206에 UV를 조사(5초)하고 현상(23초)한 패턴을 윗면(그림. 2(a))과 $45^{\circ}$ 기울인 면(그림. 2(b)) 에서 본 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다. 이를 통해 약 2.2um의 홀 패턴이 선명하게 형성 됨을 볼 수 있다. 그 후 수백나노 직경의 홀을 만들기 위해서 리플로우 공정을 수행한다. 그림. 3은 리플로우 온도에 따른 패턴의 홀 모양을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 측정한 표면의 사진이다. 이를 통해 2차원 평면에서 리플로우 온도 및 시간에 따른 변화를 볼 수 있다. 그림.3의 (a)는 리플로우 공정을 진행하기 전 패턴이고, (b)는 $150^{\circ}C$에서 2분, (c)는 $160^{\circ}C$에서 2분 (d)는 $170^{\circ}C$에서 2분 동안 리플로우 공정을 진행한 패턴이다. $150^{\circ}C$와 $160^{\circ}C$에서는 직경에 큰 변화가 없었고, $160^{\circ}C$에서는 시료별 현상 시간 오차에 따라 홀의 크기가 커지는 경향이 나타났다. 그러나 $170^{\circ}C$에서 2분간 리플로우 한 시료 (그림. 3(d))의 경우는 홀의 직경이 ~970nm 정도로 줄어든 것을 볼 수 있다. 홀의 크기를 보다 명확히 표현하기 위해 그림.3에 대응시켜 단면을 스캔한 그래프가 그림.4에 나타나 있다. 그림.4의 (a) 및 (b)의 경우 포토레지스트의 높이 및 간격이 일정하므로, 리플로우에 의한 영향은 거의 없었다. 그림. 4(c)의 경우 포토레지스트의 높이가 그림.4(a)에 비해 ~25nm 정도 낮은 것으로 볼 때, 과도 현상 및 약간의 리플로우가 나타났을 가능성이 크다. 그림. 4(d)에서는 ~970nm의 홀 크기가 나타나서 본 연구에서 목표로 하는 나노 홀 크기에 가장 가까워짐을 확인할 수 있었다. 따라서, $170^{\circ}C$ 이상의 온도와 2분 이상의 리플로우 시간 조건에서 선택 영역 성장을 위한 나노 홀 마스크의 크기를 제어할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.2
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• pp.128-133
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• 2010

ZnO:Al films were deposited by DC-pulsed magnetron sputtering using a two-step process involving the control of the oxygen pressure. The seed layers were prepared with various Ar to oxygen flow ratios and the bulk layers were deposited under pure Ar. As the oxygen pressure during the deposition of the seed layer increased, the crystallinity and degree of (002) texturing increased. The resistivity gradually decreased with increasing crystallinity from $4.7\times10^4\Omega{\cdot}cm$ (no seed) to $3.7\times10^4\Omega{\cdot}cm$ (Ar/$O_2$ = 9/1). The etched surface showed a crater-like structure and an abrupt morphology change appeared as the crystallinity was increased. The sample deposited at an Ar/$O_2$ flow ratio of 9/1 showed a very high haze value of 88% at 500 nm, which was explained by the large feature size of the craters, as shown in the AFM image.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.7
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• pp.258-264
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• 2018

This paper presents application of a differential search (DS) meta-heuristic optimization algorithm for optimal operation of a micro grid system. The DS algorithm simulates the Brownian-like random-walk movement used by an organism to migrate. The micro grid system consists of a wind turbine, a diesel generator, a fuel cell, and a photovoltaic system. The wind turbine generator is modeled by considering the characteristics of variable output. Optimization is aimed at minimizing the cost function of the system, including fuel costs and maximizing fuel efficiency to generate electric power. The simulation was applied to a micro grid system only. This study applies the DS algorithm with excellence and efficiency in terms of coding simplicity, fast convergence speed, and accuracy in the optimal operation of micro grids based on renewable energy resources, and we compared its optimum value to other algorithms to prove its superiority.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.24 no.4
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• pp.79-84
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• 2017

The solar cells should be protected from the moisture and oxygen in order to sustain the properties and reliability of the devices. In this research, we prepared the protection films on the flexible plastic substrates by spray coating method using organic-inorganic hybrid solutions. The protection characteristics were studied depending on the various process conditions (nozzle distance, thicknesses of the coatings, film structures). The organic-inorganic solutions for the protection film layer were synthesized by addition of $Al_2O_3$ ($P.S+Al_2O_3$) and $SiO_2$ ($P.S+SiO_2$) nano-powders into PVA (polyvinyl alcohol) and SA (sodium alginate) (P.S) organic solution. The optical transmittances of the protection film with the thicknesses of $5{\mu}m$ showed 91%. The optical transmittance decreased from 81.6% to 73.6% with the film thickness increased from $78{\mu}m$ to $178{\mu}m$. In addition, the protective films were prepared on the PEN (polyethylene naphthalate), PC (polycarbonate) single plastic substrates as well as the Acrylate film coated on PC substrate (Acrylate film/PC double layer), and $Al_2O_3$ film coated on PEN substrate ($Al_2O_3$ film/PEN double layer) using the $P.S+Al_2O_3$ organic-inorganic hybrid solutions. The optimum protection film structure was studied by means of the measurements of water vapor transmittance rate (WVTR) and surface morphology. The protective film on PEN/$Al_2O_3$ double layer substrate showed the best water protective property, indicating the WVTR value of $0.004gm/m^2-day$.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.29 no.8
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• pp.461-465
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• 2016

n-type silicon shows the better tolerance towards metal impurities with a higher minority carrier lifetime compared to p-type silicon substrate. Due to better lifetime stability as compared to p-type during illumination made the photovoltaic community to switch toward n-type wafers for high efficiency silicon solar cells. We fabricated the front electrode of the n-type solar cell with AgAl paste. The electrodes characteristics of the AgAl paste depend on the contact junction depth that is closely related to the firing temperature. Metal contact depth with p+ emitter, with optimized depth is important as it influence the resistance. In this study, we optimize the firing condition for the effective formation of the metal depth by varying the firing condition. The firing was carried out at temperatures below $670^{\circ}C$ with low contact depth and high contact resistance. It was noted that the contact resistance was reduced with the increase of firing temperature. The contact resistance of $5.99m{\Omega}cm^2$ was shown for the optimum firing temperature of $865^{\circ}C$. Over $900^{\circ}C$, contact junction is bonded to the Si through the emitter, resulting the contact resistance to shunt. we obtained photovoltaic parameter such as fill factor of 76.68%, short-circuit current of $40.2mA/cm^2$, open-circuit voltage of 620 mV and convert efficiency of 19.11%.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.177-177
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• 2007

ZnO는 3.36eV의 넓은 밴드캡을 가지는 II-IV족 반도체로써 태양전지, LED와 같은 광학적 소자로 이용이 기대가 되는 물질이다. 더욱이, 상온에서의 60meV에 해당하는 큰 엑시톤 에너지와 밴드캡 에지니어링이 가능하다는 장점 때문에 광학적 소자로 널리 이용되고 있는 GaN을 대체할 수 있는 물질로 주목을 받고 있다. 하지만, p-type ZnO는 형성이 어렵고 낮은 이동도와 케리어 농도의 특성을 보이고, 대기 중에 장시간 노출할 경우 n-type ZnO의 특성으로 돌아가는 불안정성을 보이고 있다. 최근에 몇몇의 연구자들에 의해 V족의 원소인 P(phosphorous), N(nitrogen), As(arsenic))를 도핑하여 p-type ZnO의 형성에 대한 논문이 발표되고 있다. 또한, V족 원소 중에 P는 p-type ZnO 형성에 효과적인 도핑 물질로 보고되 고 있다. 본 연구는 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 다양한 온도에서 성장된 P도핑 ZnO 박막의 특성에 대해 연구하였다. P도핑된 ZnO 박막은 사파이어 기판에 buffer층을 사용한 Insulator 특성의 ZnO박막위에 400, 500, 600, $700^{\circ}C$에서 성장되 었다. 박막의 특성 분석에는 325nm의 파장을 가지는 He-Cd의 레이져 광원을 사용하여 10K의 저온 PL과 0.5T의 자기장을 사용한 van der Pauw configuration에 의한 Hall effect측정, 그리고 결정성 분석에는 XRD와 TEM을 이용하였다. 상온 Hall-effect 측정 결과, $400{\sim}600^{\circ}C$ 에서 성장된 박막은 n-type의 특성을 보였고, $700^{\circ}C$에서 성장된 Phosphorous 도핑 ZnO박막은 $1.19{\times}10^{17}$의 캐리어 농도를 가지는 p-type의 특성을 보였다. 그리고 XRD분석과 TEM분석을 통하여 박막의 성장온도가 증가 할수록 P도핑된 ZnO박막의 결정성이 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한 10K의 저온 PL분석을 통해 p도핑에 의한 액셉터에 관련된 피크들을 관찰할 수 있었다.

• Journal of Institute of Convergence Technology
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• v.8 no.1
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• pp.33-39
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• 2018

The screen printing method for forming the electrode by applying the existing pressure is difficult to apply to thin wafers, and since expensive Ag paste is used, it is difficult to solve the problem of cost reduction. This can solve both of the problems by forming the front electrode using a plating method applicable to a thin wafer. In this paper, the process conditions of electrode formation are optimized by using LIEP (Light-Induced Electrode Plating). Experiments were conducted by varying the Ni plating bath temperature $40{\sim}70^{\circ}C$, the applied current 5 ~ 15 mA, and the plating process time 5 ~ 20 min. As a result of the experiment, it was confirmed that the optimal condition of the structural characteristics was obtained at the plating bath temperature of $60^{\circ}C$, 15 mA, and the process time of 20 min. The Cu LIEP process conditions, experiments were conducted with Cu plating bath temperature $40{\sim}70^{\circ}C$, applied voltage 5 ~ 15 V, plating process time 2 ~ 15 min. As a result of the experiment, it was confirmed that the optimum conditions were obtained as a result of electrical and structural characteristics at the plating bath temperature of $60^{\circ}C$ and applied current of 15 V and process time of 15 min. In order to form Ni silicide, the firing process time was fixed to 2 min and the temperature was changed to $310^{\circ}C$, $330^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, and post contact annealing was performed. As a result, the lowest contact resistance value of $2.76{\Omega}$ was obtained at the firing temperature of $310^{\circ}C$. The contact resistivity of $1.07m{\Omega}cm^2$ can be calculated from the conditionally optimized sample. With the plating method using Ni / Cu, the efficiency of the solar cell can be expected to increase due to the increase of the electric conductivity and the decrease of the resistance component in the production of the solar cell, and the application to the thin wafer can be expected.