• 제목/요약/키워드: e-beam 증착

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전자빔 후 처리를 이용한 유연성 태양전지용 AZO 박막의 특성 향상에 관한 연구

  • 이학민;황진예;남상훈;김혁;김용환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.191.1-191.1
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    • 2013
  • 현재 산업계 전반적으로 사용되고 있는 박막형 태양전지 투명 전도막의 재료로는 ITO 와 Al, In, Ga, B, Si, F 등으로 도핑된 ZnO 박막이 사용되고 있으며, 그 중에서도 Al 이 도핑된 ZnO 박막은 넓은 밴드갭을 가진 n-type 반도체로서, 적외선 및 가시광 영역에서의 높은 투과성과 우수한 전도성을 가지며, 고온에서 안정된 전기적 특성, 낮은 원가 등의 장점을 지녀 그 응용 연구가 활발히 이루어지고 있다 [1]. 본 연구에서는 RF magnetron Sputter 법을 이용하여 Flexible 기판 위에 AZO 박막을 증착하였다. 실험변수로는 RF power, Pressure등을 이용하였고, 최적조건에서의 박막의 투과도는 90%이상, 면저항은 30 ${\Omega}/{\square}$ 이하를 나타내었다. 그리고 (주)인포비온에서 원천기술을 갖고있는 EBA technology를 이용하여 후처리 하여 전기적, 광학적, 구조적인 특성의 변화를 관찰하였다. AZO 박막의 두께를 측정하기 위해 ${\alpha}-step$과 SEM을 이용하였고, 투과도는 UV-Vis spectrometer를 사용하여 박막의 투과도 변화를 관찰 하였다. 전기적인 특성은 4-Point probe를 이용하여 측정하였다. 또한, 박막의 결정성과 거칠기의 변화는 XRD(X-ray Diffraction)와 원자간력현미경(Atomic Force Microscope; AFM) 을 이용하여 측정하였으며, 전기 광학적 특성 변화는 Figure Of Merit(FOM) 수치로 분석하였다. 본 연구에서 AZO 박막의 특성은 EBA 조사 후 특성의 향상이 이루어지는 것을 관찰할 수 있었다.

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진공 인라인 실장에 의해 제작된 플라즈마 디스플레이 패널의 전기적.광학적 특성 (Electrical and Optical Characteristics of Plasma Display Panel Fabricated by Vacuum In-line Sealing)

  • 박성현;이능헌;김지훈;이상훈;전석환;추순남
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.594-597
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    • 2004
  • 본 연구에서는 진공 인라인 실장 기술을 이용하여 제작한 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 전기적 광학적 특성을 측정하여, 일반적인 실장 방법을 이용한 PDP의 특성과 비교 분석하였다. 본 실험에 사용된 패널은 Screen Printer를 이용한 상 하부전극과 하판 유전체, 상판 투명유전체, 격벽 및 E-Beam Evaporation 방법을 이용하여 증착한 MgO 보호막으로 이루어져 있으며, 분위기 온도 $430^{\circ}C$, Ne-Xe(4%) 400[torr]압력 하에서 실장하였다. 높은 분위기 온도로 인하여 MgO에 Crack이 발생하였으나 지속적인 연구를 진행하여 최적의 실장 조건을 확립할 수 있었다. 이러한 진공 인라인 실장 기술은 추가적인 Annealing 공정이 필요하지 않아 공정의 단축을 모색할 수 있으며, MgO의 수화를 제거함으로써 일반적인 실장 방법을 이용한 패널보다 더 우수한 전기적 광학적 특성을 얻을 수 있었다.

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Plasma CVD에 의해 제조된 Iron Silicide 박막의 광학적 특성 (Optical Characteristics of Iron Silicide Films Prepared by Plasma CVD)

  • 김경수;윤용수;정일현
    • 공업화학
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    • 제10권3호
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    • pp.343-348
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    • 1999
  • 저온 공정이 가능한 rf-plasma를 이용한 화학증착법으로 기판의 온도, 출력, $SiH_4$와 천음 함유한 유기화합불 진구체의 희석비 등을 변수로 각 실험 조건에 따라 iron silicide를 제조하였다. 일반적으로 iron silicide 막은 다단계 공정의 Ion Beam Synthesis (IBS)법으로 성장시키고 있으나, 플라즈마를 사용함으로써 단일공정에 의해 $Fe_aSi_bC_cH_d$로 결합된 iron silicide 및 ${\beta}$-상이 형성될 수 있음을 확인하였다. 철 전구체와 실란 (silane)의 희석비에 따라 막 내에 존재하는 탄소와 수소양의 차이로 인해 서로 다른 막의 특성을 나타내었다. 기관의 온도에 따른 광학에너지갭 ($E_b^{opt}$)은 박 표면에 존재하는 수소가 탈착되면서 제공할 수 있는 활성점이 한정되어 있기 때문에 큰 변화가 없었다. 240 watt 이하의 출력에서는 광학에너지갭이 감소하였고, 240 watt 이상의 높은 출력에서는 식각에 의해 미결합수가 증가하여 광학에너지갭은 높게 나타났다.

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II-VI족 화합물 반도체의 결정성장 및 센서 개발에 관한 연구 (Crystal Growth Sensor Development of II-VI Compound Semiconductor : CdS)

  • D.I. Yang;Y.J. Shin;S.Y. Lim;Y.D. Choi
    • 한국진공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.126-133
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    • 1992
  • E-Beam 기법을 이용하여 증착시킨 Ag doped CdS 박막은 육방정계이고 공기, Ar 분위기에서 $^550{\circ}C$로 열처리한 결과 grain size가 1$mu extrm{m}$ 정도로 성장되었고, Van Der Pauw 방법으로 구한 Hall data로부터 CdS crystal은 n형 반도체이고 상온에서의 carrier 농 도는 2.7 $\times$ 1011cm-3이고 Hall mobility는 5.8 $\times$ 102cm2V-1sec-1정도임을 알 수 있었다. CdS : Ag 박막의 PL spectra는 Gaussian curve를 보여주었고, spectra peak는 파장이 520nm 근처에 위치하고 있으며, CdS : Ag 박막에서의 광전류(pc)와 암전류(dc)의 ratio(pc/dc)는 공기 중에서 열처리한 시료의 값이 크다는 것을 알 수 있었다.

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CuInGaSe(CIGS)혼합 소스의 제작과 특성 (Characterizations of CuInGaSe(CIGS) mixed-source and the thin film)

  • 이아름;전헌수;이강석;옥진은;조동완;김경화;양민;이삼녕;안형수;조채용;손상호;하홍주
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.1-6
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    • 2010
  • 혼합소스 hydride vapor phase epitaxy(HVPE) 방법으로 CuInGaSe(CIGS) 혼합 소스를 형성하였다. 각 금속들은 일정 비율로 혼합하였고, $1090^{\circ}C$에서 1시간 30분간 soaking 하였다. 혼합된 소스를 분말형태로 만든 후, 직경 10 mm 크기의 pellet을 만들었다. 시료는 혼합소스 HVPE 에서 소성 한 후 e-beam 으로 Mo이 증착된 기판 위에 증착하였다. Scanning electron microscope(SEM), Energy dispersive X-ray spectrum(EDS) 그리고 X-ray diffraction(XRD) 측정을 통하여 그 특성을 분석하였으며 박막의 특성은 (112), (204)/(220), (116)/(312)그리고 (400) 방향 등의 다결정 특성을 나타내었다.

초고속 대면적 표면 처리 장치가 부착된 300 mm 폭 연성 동박적층 필림 제작용 진공 웹 코터 (Vacuum Web-coater with High Speed Surface Modification Equipment for fabrication of 300 mm wide Flexible Copper Clad Laminate (FCCL))

  • 최형욱;박동희;김지환;최원국;손영진;송범식;조정;김영섭
    • 한국진공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.79-90
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    • 2007
  • 저에너지 초고속 표면 처기 이온원, 4개의 마그네트론 스퍼터 캐소드가 부착된 300 mm 폭 다목적 연성 기판 제작을 위한 부피 800 L 용량의 진공 웹코터 원형 (prototype) 장비를 설계 제작하였고, 무접착제 2층 연성 동박 적층 필림을 제작하여 성능을 평가하였다. 2 개의 터보 펌프 및 폴리콜드를 장착한 비코팅 부분인 상실부와 각각 1개씩의 터보 펌프를 사용한 표면 처리 및 코팅 부분인 하실부의 진공 배기 특성을 측정하였다. 패러데이 컵을 사용하여 대면적 이온원의 이온 전류 밀도 및 균일도를 측정하고, 스퍼터 캐소드의 자기장 분포 및 타겟 사용 효율을 조사하였다. 진공 웹코터의 성능 및 각 구성 요소의 특성 조사를 위하여 연성 기판으로는 폴리이미드 (Kapton-E) $38{\mu}m$을 사용하여 여러 가지 가스 이온에 대한표면 처리 조건에 따른 증류수의 접촉각 변화와 화학 성분의 변화를 x-선 분광학을 사용하여 조사하였다. 고밀도 2층 연성 동박 적층 필림 기판을 스퍼터-전기 도금법으로 제작하기 위하여 스퍼터 타겟으로는 Ni-Cr 및 Cu 금속을 사용하여, 각각의 증착율을 직류 전력의 변화 및 롤의 속도에 따라 조사하였고, 전기 도금으로 $9{mu}m$ 까지 동박 적층 필림을 제작한 후 접착력 및 내열성, 내화학성을 측정하여 소형 진공 웹 코터의 특성을 조사하였다.

이온 조사된 Cu/Ni/Cu(001)/Si 자성박막에 있어서 X-ray reflectivity를 이용한 계면 연구 (Interface study of ion irradiated Cu/Ni/Cu(001)/Si thin film by X-ray reflectivity)

  • 김태곤;송종한;이택휘;채근화;황현미;전기영;이재용;정광호;황정남;이준식;이기봉
    • 한국자기학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.184-188
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    • 2002
  • 수직자기이방성을 가지는 Cu/Ni/Cu(002)/Si(100) 자성박막을 전자빔 증발법을 이용하여 초고진공에서 증착 하였다. 증착 시 RHEED로 측정 한 결과 실리콘 기판 위에 자성박막이 적층성장되었음을 확인하였다. 이러한 Cu/Ni/Cu(001)/Si(100) 자성박막에 1 MeV C 이온을 이온선량 2$\times$$10^{16}$ ions/$\textrm{cm}^2$로 조사한 후 MOKE로 자기이력곡선을 측정한 결과 이온 조사에 의해 자화용이축이 수직에서 수평방향으로 변화되었음을 확인하였다 포항 방사광가속기를 이용하여 X-선 반사도와 Grazing Incident X-ray diffraction(GE) 분석을 수행한 결과 첫 번째 Cu층과 Ni층 사이의 계면은 이온 조사 후 거칠기는 증가하였으나, Cu와 Ni의 전자밀도의 대비는 더욱 명확해졌다. 그리고, 증착 후 Cu와 Ni원자의 격자 상수 차이에 의해 Ni층이 가지고 있었던 strain은 이온 조사 후 완화되었음을 알 수 있었다. 끝으로, 이온조사 시 자성특성 변화와 직접적인 관계가 있는 strain 완화, 계면 혼합층(혹은 새로운 상)등이 생성되는 기구를 탄성충돌 및 비탄성충돌에 의한 열화학적 구동력으로 규명하였다.

Metal 증착한 Si 기판 상의 ZnO 나노 구조 특성 (Properties of ZnO nanostructures by metal deposited on Si substrates)

  • 장현경;정미나;박승환;신대현;양민;;장지호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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    • pp.1034-1037
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    • 2005
  • Si (111) 기판 상에 전자빔 증착법으로 Ni, Cr 금속 패턴을 형성시킨 후, 그 금속 패턴 위에 대기 중에서 열 증착법으로 Zn powder를 사용하여 ZnO 나노 구조를 형성시켰다. 형성 시 기판의 온도는 500 ${\sim}$ 700 $^{\circ}$C의 범위에서 설정하였다. 금속 촉매 상에 형성된 ZnO 나노 구조와, Si 기판 상에 형성된 ZnO 나노 구조에서 각각의 형성된 나노 구조의 형상과 이에 따른 나노 구조의 특성 변화를 관찰하였다. 형성된 시료의 발광 특성은 실온에서 He-Cd laser (325 nm)를 이용하여 조사하였고, 금속 패턴 상에 형성된 나노 구조와 Si 기판 상에 형성된 나노 구조의 형상 차이를 광학 현미경과 Scanning Electron Microscope (SEM)을 이용하여 관찰하였다. 그 결과 기판의 온도가 비교적 저온일 때에는 촉매에 의한 영향을 관찰할 수 없었으나 성장 온도가 700 $^{\circ}$ 이상의 고온에서는 금속 촉매가 발광 특성 및 나노 구조의 형상에 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

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γ-FIB 시스템을 이용한 산소 유량 변화에 따른 산화인듐주석 박막의 특성 연구 (Properties of Indium Tin Oxide Thin Films According to Oxygen Flow Rates by γ-FIB System)

  • 김동해;손찬희;윤명수;이경애;조태훈;서일원;엄환섭;김인태;최은하;조광섭;권기청
    • 한국진공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.333-341
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    • 2012
  • 본 연구는 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 산소유량 변화에 따라 증착된 ITO 박막 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 $1.0{\times}10^{-3}$ Torr의 공정 압력과 2 kW 및 13.56 MHz의 RF 전력, 1,000 sccm의 Ar 가스 조건하에 0~12 sccm의 $O_2$ 가스 유량을 변경하면서 증착하였다. 광투과율 측정은 적분구를 이용하였으며, 측정 파장 범위는 300~1,100 nm이다. 4-point probe를 이용하여 면저항을 측정하였으며, Hall Measurement System을 이용하여 비저항, 캐리어 농도 및 전자이동도를 측정하였다. Scanning electron microscope 장비를 이용하여 ITO 박막 표면을 분석하였고, 박막의 거칠기는 Atomic force microscope을 이용하여 측정하였다. ${\gamma}$-Focused ion beam system을 이용하여 ITO 박막의 이차전자방출계수를 측정하였으며, 이차전자방출계수 값으로 Auger neutralization mechanism 분석법을 이용해 ITO 박막의 일함수를 결정하였다. 3 sccm의 산소 유량에서 증착된 ITO 박막의 비저항은 약 $2.4{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 가장 좋았으며, 광학적 특성 또한 84.93% (Weighted average)로 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이 조건에서 이차전자방출 계수가 가장 높았고 일함수는 가장 낮은 경향의 일치함을 확인하였다.

전자빔 증착으로 제조한 $CuInS_2$ 박막의 구조적 및 광학적 특성 (Structural and optical properties of $CuInS_2$ thin films fabricated by electron-beam evaporation)

  • 박계춘;정운조
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.193-196
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    • 2001
  • Single phase $CuInS_2$ thin film with the highest diffraction peak (112) at diffraction angle $(2\theta)$ of $27.7^{\circ}$ and the second highest diffraction peak (220) at diffraction angle $(2\theta)$ of $46.25^{\circ}$ was well made with chalcopyrite structure at substrate temperature of $70^{\circ}C$, annealing temperature of $250^{\circ}C$, annealing time of 60 min. The $CuInS_2$ thin film had the greatest grain size of $1.2{\mu}m$ and Cu/In composition ratio of 1.03. Lattice constant of a and c of that $CuInS_2$ thin film was 5.60 A and 11.12 A respectively. Single phase $CuInS_2$ thin films were accepted from Cu/In composition ratio of 0.84 to 1.3. P-type $CuInS_2$ thin films were appeared at over Cu/In composition ratio of 0.99. Under Cu/In composition ratio of 0.96, conduction types of $CuInS_2$ thin films were n-type. Also, fundamental absorption wavelength, the absorption coefficient and optical energy band gap of p-type $CuInS_2$ thin film with Cu/In composition ratio of 1.3 was 837 nm, $3.0{\times}104cm^{-1}$ and 1.48 eV respectively. When Cu/In composition ratio was 0.84, fundamental absorption wavelength, the absorption coefficient and optical energy band gap of n-type $CuInS_2$ thin film was 821 nm, $6.0{\times}10^4cm^{-1}$ and 1.51 eV respectively.

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