• 제목/요약/키워드: four-point probe

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화학적 식각조건에 따른 ZnO:Al 투명전도막 특성분석 및 실리콘 박막 태양전지 효율변화 연구 (Effect of chemical etchant on the material properties of ZnO:Al front electrodes and the cell performance of silicon thin film solar cells)

  • 김정진;조준식;이지은;장지훈;조용수;박주형;송진수;이정철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.130.2-130.2
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    • 2011
  • 본 연구에서는 RF magnetron sputtering을 이용하여 실리콘 박막 태양전지용 ZnO:Al 전면전극을 제작하고 다양한 식각조건에 따른 ZnO:Al 박막의 표면형상 변화와 함께 전기적 및 광학적 특성 변화를 조사하였다. pin 구조를 갖는 실리콘 박막 태양전지의 효율 향상을 위해서는 입사광의 산란효과에 따른 광포획 증가가 필수적이며 이를 위하여 ZnO:Al 전면전극의 표면텍스처링 형성이 필요하다. 식각용액으로는 HCl과 HF 등을 사용하였으며 식각용액 농도 및 식각시간을 변화시켰다. 식각 후의 ZnO:Al 박막의 표면형상은 SEM(Scanning Electron Microscope)과 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 분석을 하였고, UV-visible-nIR spectrometer를 이용하여 총 투과도 및 산란 투과도를 측정하였다. 이 외에도 four-point probe 및 Hall measurement를 이용하여 전기적 특성 변화를 조사하였다. 다양한 식각조건에 따라 제조된 ZnO:Al 박막 위에 실리콘 박막 태양전지를 제작하여 전면전극의 표면형상에 따른 태양전지 성능변화를 비교 분석하였다.

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Graphene Flakes를 이용한 전극 제작

  • 김성희;오종식;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.201-201
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    • 2013
  • ITO는 투명하면서도 전도성이 매우 높은 물질로 디스플레이 분야에서 전극으로 많이 사용된다. 하지만 ITO는 세라믹 물질이기 때문에 공정 단가가 높고, 유연성이 낮아 구부릴 경우 전도성이 파괴되며 충격에도 약하여 flexible한 소자에 적용할 수 없다. 또한 metal diffusion이 잘 일어나는 물질이기 때문에 OLED 소자의 특성을 저해한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 ITO를 대체하여 graphene을 이용한 투명전극 연구개발이 활발히 진행되고 있다. Graphene은 높은 mobility와 전도도를 가지고 있으며, 높은 열전도성, Young's modulus, 그리고 mechanical flexibility를 가진 물질이다. 최근에 이러한 장점들로 인해 ITO를 대체하는 물질로서 각광을 받고 있지만 graphene은 Cu, Ni과 같은 금속표면에 한정되어 성장하는 문제점을 가지고 있다. 이 graphene 합성방법은 전사과정을 필요로 하며, 이로 인해 낮은 생산성과 낮은 수율을 야기한다. 최근 높은 생산성을 가지는 graphene 전극을 만들기 위해 Reduced Graphene Oxide (rGO) 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 rGO는 산화환원 과정에서 전기전도도와 electron mobility가 완벽히 회복되지 못한다는 문제점을 가지고 있다. 그리하여 본 연구에서는 높은 투과도와 높은 전도도를 갖는 graphene 전극을 얻기 위해서 powdered graphene flake를 사용하였다. Graphene flake를 IPA solvent에 분산시키기 위해 sonicator과 homogenizer를 이용하여 Graphene flake solution을 제작하였다. 그리고 uniform한 전극을 만들기 위해 Spray Coating 방법을 이용하여 PET 기판 위에 graphene flake를 증착시켰다. graphene flake를 이용하여 높은 투과도와 낮은 면저항을 갖는 투명전극을 제작하고, 그 특성을 UV-visible spectrophotometer과 four point probe를 이용하여 확인하였다.

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롤투롤 스퍼터를 이용하여 성장시킨 정전용량 방식의 터치 패널용 ITO 투명 전극 특성 연구

  • 김동주;김봉석;김한기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.306-306
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    • 2013
  • 본 연구에서는 저가격, 대면적화를 위한 롤투롤 스퍼터를 이용하여, Index matching (히가시 야마 $125{\mu}m$)의 PET 기판 위에 ITO 박막을 성막 시킨 정전용량 방식의 터치 패널용 투명 전극에 대하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면적 특성을 분석하였다. ITO 타겟은 미쓰이사(일본의) 주석 함량 5 wt%을 사용하였으며, 롤투롤 스퍼터는 degassing챔버와 스퍼터 챔버가 한 시스템에 구성되었고, Degassing 챔버는 좌우측의 Rewinder/Unwinder 롤러에 의해 감고 풀어지는 PET 기판의 수분 및 가스를 중앙부에 위치한 히터를 통해 제거하며, 수분 제거 후 스퍼터 챔버로 옮겨진 1,250 mm폭의 PET기판을 Unwinder/Rewinder 롤러에 장착하며, Unwinder 롤러로부터 풀려진 PET 기판은 guide 롤러를 거쳐 cooling drum과의 물리적 접촉에 의해 PET 기판의 냉각이 일어나게 된다. ITO 캐소드 전에 장착된 할로겐 히터 상부로 기판이 지나가면서 열처리가 진행되고 열처리 후 두 개의 ITO 캐소드 상부를 지나면서 연속적으로 ITO 박막이 PET 기판에 성막 되게 된다. ITO 박막의 주요 성막 변수인 DC Power, Ar/$O_2$ 가스 유량비, 기판의 속도는 최적으로 고정하고, 성막된 ITO박막의 필름을 각각 고온 챔버에서 $150^{\circ}C$도에서 10 min에서 60 min 동안 각각 열처리를 통한 내열성 테스트를 진행하여 ITO 필름의 특성 향상을 비교 분석하였다. 분석을 위해 전기적 특성은 four-point probe로 측정했고, 투과도는 Nippon Denshoku사(社)의 COH-300A를 이용해 가시광(550 nm)에서 분석했고, FE-SEM으로 ITO박막의 표면 상태를 분석하였다. 또한 Rolling Tester (Z-300)를 이용하여 기계적 안정성을 분석하였다.

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RF magnetron 스파터링법으로 제작한 TiNx 박막의 면저항분석 (Sheet Reisistance Analysis of TiNx Thin Film by RF Magnetron Sputtering)

  • 박문찬;오정홍;김남영;황보창권
    • 한국안광학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.21-25
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    • 1999
  • RF(radio-frequency) magnetron 스퍼터링 장치에 질소가스와 아르곤가스를 동시에 주입하면서 Ti 타켓을 스퍼터링하여 TiN, 박막을 유리기판위에 제작하였다. 박막제작시 RF power supply 출력은 240W로, 증착기 내부의 온도는 $200^{\circ}C$를 유지하였다. TiN, 박막은 알곤 가스를 20sccm으로 고정시킨 상태에서 질소를 3sccm부터 9secm까지 변화시켜가며 증착시켰다. 이때 박막의 면저항과 화학적 조성과의 관계를 분석하기 위하여 XPS depth profiling과 4점 탐침법을 사용하였다.

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Ti-capping층이 NiSi의 열적안정성에 미치는 영향 (Effects of Ti-capping Layers on the Thermal Stability of NiSi)

  • 박수진;이근우;김주연;전형탁;배규식
    • 한국재료학회지
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    • 제13권7호
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    • pp.460-464
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    • 2003
  • Ni and Ti films were deposited by the thermal evaporator, and then annealed in the N$_2$ ambient at 300-80$0^{\circ}C$ in a RTA(rapid thermal annealing) system. Four point probe, AEM, FESEM, AES, and XPS were used to study the effects of Ti-capping layers on the thermal stability of NiSi thin films. The Ti-capped NiSi was stable up to $700^{\circ}C$ for 100 sec. RTA, while the uncapped NiSi layers showed high sheet resistance after $600^{\circ}C$. These results were due to that the Ni in-diffusion and Si out-diffusion were retarded by the capping layer, resulting in the suppression of the formation of NiSi$_2$and Si grains at the surface.

Ag Grid를 이용한 플렉시블 투명 전극의 투명 안테나 특성 연구

  • 조충기;김한기
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.27.2-27.2
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    • 2011
  • 본 연구에서는 저저항/고투과 플렉시블 투명 전극 개발을 위해 금속 그리드가 적용된 투명 전극을 개발하였다. Lift off 공정을 도입하여 플렉시블 PET 기판 위에 Ag grid를 성막하고 이후 연속 공정이 가능한 Roll-to-Roll sputtering system을 이용하여 최적화된 ITO(40nm)/Ag(12nm)/ITO(40nm) 다층 투명 전극을 성막하였다. 제작된 플렉시블 투명 전극의 전기적, 광학적, 구조적 특성 및 기계적/전기적 안정성 평가를 위해 four-point probe measurement, Hall effect measurement, UV/Vis spectrometer, scanning electron microscopy 및 bending tester를 이용하여 각각의 특성을 분석하였다. Ag grid가 적용된 ITO/Ag/ITO 투명 전극에서 Ag의 배선 간격이 0.75 mm일 때 0.18 ohm/sq. 의 낮은 면 저항과 가시광선 영역에서 80% 이상의 높은 투과율을 나타내었으며, 이러한 저저항 및 고투과율 특성으로 인해 최적화된 배선 간격 0.75 mm에서 $538.11{\times}10^{-3}\;ohm^{-1}$의 매우 높은 figure of merit ($T^{10}/R_{sh}$) 값을 확보할 수 있었다. 기계적 응력에 따른 전기적 안정성 특성 분석 결과 5,000회 이상의 bending cycle 에서도 초기 저항 값과 유사한 전기적 특성을 나타냄으로써 Ag grid가 적용된 ITO/Ag/ITO 플렉시블 투명 전극의 기계적 응력에 따른 전기적 안정성을 확인할 수 있었다. Ag grid가 적용된 ITO/Ag/ITO 투명 전극의 투명 안테나 적용 가능성을 타진하기 위해 low band 및 high band 영역에서의 안테나 효율을 측정하였으며, 모든 영역에서 상용화된 copper 안테나와 유사한 효율을 나타내었다. Ag grid를 이용한 플렉시블 투명 전극의 저저항/고투과율 특성은 플렉시블 광전소자의 투명 안테나로의 적용 가능성을 나타낸다.

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Cu Seed Layer의 열처리에 따른 전해동도금 전착속도 개선 (Improvement of Electrodeposition Rate of Cu Layer by Heat Treatment of Electroless Cu Seed Layer)

  • 권병국;신동명;김형국;황윤회
    • 한국재료학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.186-193
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    • 2014
  • A thin Cu seed layer for electroplating has been employed for decades in the miniaturization and integration of printed circuit board (PCB), however many problems are still caused by the thin Cu seed layer, e.g., open circuit faults in PCB, dimple defects, low conductivity, and etc. Here, we studied the effect of heat treatment of the thin Cu seed layer on the deposition rate of electroplated Cu. We investigated the heat-treatment effect on the crystallite size, morphology, electrical properties, and electrodeposition thickness by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscope (AFM), four point probe (FPP), and scanning electron microscope (SEM) measurements, respectively. The results showed that post heat treatment of the thin Cu seed layer could improve surface roughness as well as electrical conductivity. Moreover, the deposition rate of electroplated Cu was improved about 148% by heat treatment of the Cu seed layer, indicating that the enhanced electrical conductivity and surface roughness accelerated the formation of Cu nuclei during electroplating. We also confirmed that the electrodeposition rate in the via filling process was also accelerated by heat-treating the Cu seed layer.

Ti-capped NiSi 형성 및 열적안정성에 관한 연구 (A Study on the Formation of Ti-capped NiSi and it′s Thermal Stability)

  • 박수진;이근우;김주연;배규식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.288-291
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    • 2002
  • Application of metal silicides such as TiSi$_2$ and CoSi$_2$ as contacts and gate electrodes are being studied. However, TiSi$_2$ due to the linewidth-dependance, and CoSi$_2$ due to the excessive Si consumption during silicidation cannot be applied to the deep-submicron MOSFET device. NiSi shows no such problems and can be formed at the low temperature. But, NiSi shows thermal instability. In this investigation, NiSi was formed with a Ti-capping layer to improve the thermal stability. Ni and Ti films were deposited by the thermal evaporator. The samples were then annealed in the N$_2$ ambient at 300-800$^{\circ}C$ in a RTA (rapid thermal annealing) system. Four point probe, FESEM, and AES were used to study the thermal properties of Ti-capped NiSi layers. The Ti-capped NiSi was stable up to 700$^{\circ}C$ for 100 sec. RTA, while the uncapped NiSi layers showed high sheet resistance after 600$^{\circ}C$. The AES results revealed that the Ni diffusion further into the Si substrate was retarded by the capping layer, resulting in the suppression of agglomeration of NiSi films.

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용액연소법에 의한 CMR용 ${La_{0.7}}{Ca_{0.3}}{MnO_3}$분말 제조 및 전기.자기적 특성 (Powder Preparation and Electrical and Magnetic Properties of ${La_{0.7}}{Ca_{0.3}}{MnO_3}$by Solution Combustion Method for CMR Applications)

  • 이강렬;민복기;박성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.551-557
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    • 2001
  • La$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_3$분말을 용액연소법으로 제조하였으며 분말 특성과 CMR에 응용하기 위해 박막의 전기적, 자기적 특성을 조사하였다. 조성과 구조 특성을 XRD와 SEM으로부터 조사하였으며 분말의 하소온도를 TG 분석으로부터 결정하였다. 또한 소결성은 dilatometer에 의해 조사되었으며 분말 특성은 BET에 의해 조사되었다. 소결성이 우수한 분말을 이용하여 스퍼터 타겟으로 제조하였으며 SiO$_2$/Si 기판 위에 스퍼터링한 후, 온도에 따른 four point probe 측정으로 막의 MR비를 측정하였다. VSM (Vibrating Sample Magnetometer)를 이용하여 증착된 막의 온도에 따른 자화율(Magnetization:M)을 측정하였다. 분말 특성으로는 평균입자 크기가 sub-micron 이하로 초미세하고 49.44$m^2$/g의 비표면적 값을 얻을 수 있었으며 고순도의 perovskite 구조를 갖는 La$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_3$분말을 쉽게 얻을 수 있었다. 온도에 따른 저항값의 변화로부터 96K에서 최고의 MR값을 얻을 수 있었으며, 240K에서 강자성체로 전이되었다.로 전이되었다.

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나노-펄스 노출에 따른 비정질(InTe)x(GeTe)y박막의 결정화 속도 평가 (An evaluation on crystallization of amorphous (InTe)x(GeTe)y thin films by nano-pulse illumination)

  • 송기호;서재희;이현용
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.419-420
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    • 2008
  • In this work, we report several experimental data capable of evaluating the phase transition characteristics of (InTe)x(GeTe)y (x = 0.1, 0.3, y =1) pseudo-binary thin films. (InTe)x(GeTe)y phase change thin films have been prepared by thermal evaporator. The crystallization characteristics of amorphous (InTe)x(GeTe)y thin films were investigated by using nano-pulse scanner with 658 nm laser diode (power : 1~17 mW, pulse duration : 10~460 ns) and XRD measurement. It was found that the crystalline speed of In-Ge-Te thin films are faster than $Ge_2Sb_2Te_5$[1] and also the crystalline temperature is higher. Changes in the optical transmittance of as-deposited and annealed films were measured using a UV-VIS-IR spectrophotometer and four-point probe was used to measure the sheeresistance of InGeTe films annealed at different temperature.

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