• 제목/요약/키워드: $Cd_{1-x}Zn_{x}Te$

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CdZnS/CdTe 이종접합의 커패시턴스-전압 특성에 관한 연구 (A study on the capacitance-voltage characteristics of the CdZnS/CdTe heterojunction)

  • 이재형
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.1349-1354
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    • 2011
  • 본 연구에서는 CdZnS와 CdTe로 구성되는 이종접합 소자를 제작하고 커패시턴스-전압 특성을 조사하였다. CdS/CdTe 접합의 경우, 역방향 바이어스가 증가함에 따라 공핍층의 폭이 커져 커패시턴스 값이 약간 감소하였으나 CdZnS/CdTe 접합에서는 CdTe 박막 내에서의 공핍층 폭이 바이어스에 크게 영향을 받지 않아 커패시턴스 값이 역방향 바이어스에 따라 거의 변화가 없었다. 바이어스 전압을 인가하지 않은 상태에서의 공핍층 폭은 높은 CdZnS 박막의 비저항 및 낮은 캐리어 농도로 인해 CdS/CdTe 접합보다 CdZnS/CdTe 접합에서 보다 큰 값을 나타내었다. CdZnS/CdTe 태양전지의 개방전압은 Zn의 비율이 커짐에 따라 CdZnS 박막과 CdTe 박막의 전자 친화력 차이의 감소로 인하여 크게 증가하였으나, Zn 비율이 0.35 이상인 경우 오히려 감소함을 알 수 있었다. 또한 CdZnS 박막의 높은 비저항이 태양전지의 직렬저항을 상승시켜 전지의 변환 효율은 오히려 감소함을 알 수 있었다.

반도체 HgCdTe의 전자 밀도 분포와 결정 구조 (The electron density distribution and the structure of semiconductor HgCdTe)

  • Kook-Sang Park;Ky-Am Lee
    • 한국결정성장학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.388-394
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    • 1994
  • 단결정 Hg(1-x)Cd(x)Te (MCT,X=0,21)가 특수 제작된 고압로에서 Traveling Heater Method(THM)으로 성장되었다.X-선 회절 실험으로 MCT는 입방ZnS 구조임을 확인하였다. 측정된 격자상수는 $6.464 {\AA}$이엇으며, J.C.Wooley가 측정한 값과 비교하여 얻은 MCT의 성분비는 0.21이었다.MCT의 결정 구조를 분석하기 위하여 X-선 회절 강도로 부터 전자 밀도를 계산하였다.전자 분포 밀도도로 부터 MCT는 주로 공유 결합을 하고 있으며, 인접 원자들 상에는 사면체 구조를 이루고 있음을 알 수 있다. 격자 상수가 Vegard line으로 부터 편이 되는 원인은 성분비x가 증가될 때 원자간 거리 변화의 비선형적 증가로 판단되며, 이것은 결합 에너지와 관련될 것으로 추축된다.

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EBE로 증착된 반도체 CdZnTe 박막의 결정구조와 표면조성 (The structure and the surface composition of semiconductor CdZnTe films by EBE)

  • 박국상;김선옥;이기암
    • 한국결정성장학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.25-36
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    • 1995
  • 유리기판(Corning 7059) 위에 Electron Beam Evaporator(EBE)로 진공 중에서 증착된 $Cd_{1-y}Zn_{y}Te$(CZT) 박막의 표면 조성비와 결정구조를 조사하였다. 증착시 기판의 온도는 각각 실온과 $300^{\circ}C$였으며, 열처리는 압력 $1 {\times} 10^{-6}$ torr하에서 $300^{\circ}C$에서 1시간 동안 행하였다. 증착된 CZT 박막의 표면조성비는 Cd 원자가 상대적으로 약 4% 정도 부족하였고, Zn원자는 비교적 안정하였다. 박막의 구조는 거의 Cubic phase인 다결정(polycrystal)이었다. $400^{\circ}C$에서 측정된 X-선 분말 회절상으로부터 구한 격자상수 값으로부터 계산된 열팽창 계수는 $6.30 {\times} 10^{-6}/^{\circ}C$ 이었다. 박막은 열처리에 의하여 회절상의 peak가 증가하였으나 기판의 온도가 결정화에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

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Chemical Bath Depsoition법에 의한 $Cd_{1-x}$$Zn_x$/S 박막의 제조 및 특성에 관한 연구 (Growth and Properties of $Cd_{1-x}$$Zn_x$/S Films Prepared by Chemical Bath Deposition for Photovoltaic Devices)

  • 송우창;이재형;김정호;박용관;양계준;유영식
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.104-110
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    • 2001
  • Structural, optical and electrical properties of Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$S films deposited by chemical bath deposition(CBD), which is a very attractive method for low-cost and large-area solar cells, are presented. Especially, in order to control more effectively the zinc component of the films, zinc acetate, which was used as the zinc source, was added in the reaction solution after preheating the reaction solution and the pH of the reaction solution decreased with increasing the concentration of zinc acetate. The films prepared after preheating and pH control had larger zinc component and higher optical band gap. The crystal structures of Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$S films was a wurtzite type with a preferential orientation of the (002) plane and the lattice constants of the films changed from the value for CdS to those for ZnS with increasing the mole ratio of the zinc acetate. The minimum lattice mismatch between Cd$_{1-x}$ Zn$_{x}$S and CdTe were 2.7% at the mole ratio of (ZnAc$_2$)/(CdAc$_2$+ZnAc$_2$)=0.4. As the more zinc substituted for Cd in the films, the optical transmittance improved, while the absorption edge shifted toward a shorterwavelength. the photoconductivity of the films was higher than the dark conductivity, while the ratio of those increased with increasing the mole ratio of zinc acetate. acetate.

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$CdZnS_{1-y}Te_{y}$ 소결막의 전기 및 광학적 성질 (Electrical and Optical Properties of Sintered $CdZnS_{1-y}Te_{y}$ films)

  • 최용우;임호빈
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1991년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.17-19
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    • 1991
  • Pastes consisting of $CdZnS_{1-y}Te_{y}$ powder, 20wt/o of $CdCl_2$as a sintering aid and appropriate amount of Propylene Glycol(P.G) have been coated on glass substrates and were sintered at the temperature of $625^{\circ}C$ to find energy band gap, transmittance and electrical properties of the sintered films. The resistivity of sintered film increases with increasing Te content. X-ray diffraction patterns show that $CdZnS_{0.9}Te_{0.1}$ sintered film is in the single film in the two phase region. The transmittance of the sintered film decreases with increasing the Te content.

Growth of High Quality $Cd_{0.96} Zn_{0.04} Te$ Epilayers Used for an Far-infrared Sensor and Radiation Detector

  • Kim, B. J.
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.111-117
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    • 2002
  • The high quality and a nearly stoichometric growth of $Cd_{1-y} Zn_y$/Te(y=0.04) epilayers have been successfully grown on GaAs substrate by hot wall epitaxy (HWE) by optimizing the growth condition including the preheating treatment and Cd reservoir temperature. The relationship between quality and thickness was examined and best value of FWHM from X-ray rocking curve of 121 arcsec are obtained. Also, emission peaks related to the recombination of free excitons such as the ground state and the first excited state were observed in the PL spectrum at 4.2K. The ($A^0$, X) emission related to Cd vacancy and deep level emission was not measured. These results indicated that the grown CZT/GaAs epilayer was high qualify and purity.

Cu 도핑과 열처리가 ZnTe 박막의 물성에 미치는 영향 (Influence of Cu Doping and Heat Treatments on the Physical Properties of ZnTe Films)

  • 최동일;윤세왕;김동환
    • 한국재료학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.173-180
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    • 1999
  • Thermally evaporated ZnTe films were investigated as a back contact material for CdS/CdTe solar cells. Two deposition methods, coevaporation and double-layer methods, were used for Cu doping in ZnTe films. ZnTe layers (0.2$\mu\textrm{m}$ thick) were deposited either on glass or on CdS/CdTe substrates without intentional heating of the substrates. Post-deposition annealing was performed at 200,300 and $400^{\circ}C$ for 3,6 and 9 minutes, respectively. Band gap of 2.2eV was measured for both undoped and doped films and a slight change in the shape of absorption spectra was observed in Cu-doped samples after annealing at $400^{\circ}C$. The resistivity of as-deposited ZnTe decreased from 10\ulcorner~10\ulcornerΩcm down to 10\ulcornerΩcm as Cu concentration increased from 0 to 14 at.%. There was not a noticeable change in less of annealing temperature up to $300^{\circ}C$ whereas films annealed at $400^{\circ}C$ revealed hexagonal (101) orientations as well. Some of Cu-doped ZnTe revealed x-ray diffraction (XRD) peaks related with Cu\ulcornerTe(x=1.75~2). Grain growth was observed from about 20nm in as-deposited films to 50nm after annealing at $400^{\circ}C$ by scanning electron microscopy (SEM). Cu distribution in ZnTe films was not uniform according to Auger electron spectroscopy (AES) measurements.

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Ordering of manganese spins in photoconducting $Zn_{1-x}Mn_xTe$

  • Kajitani, T.;Kamiya, T.;Sato, K.;Shamoto, S.;Ono, Y.;Sato, T.;Oka, Y.
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 14TH KACG TECHNICAL MEETING AND THE 5TH KOREA-JAPAN EMGS (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM)
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    • pp.39-43
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    • 1998
  • Single crystals of{{{{ { Zn}_{ 1-x} {Mn }_{x }{Te} }}}} with x=0.3-0.6 were prepared by the standard Bridgeman method. Diffuse neutron diffraction intensities due to the short range magnetic ordering is found in the vicinities of 1 1/2 0 reciprocal point and its equivalent point, indicating that the magnetic correlation of the clusters is the type III antiferromangetic one do the F-type Bravais class crystals, being identical with that of {{{{{ Cd}_{ 1-x} {Mn }_{x }Te }}}}. Neutron inelastic scattering measure-ment has been performed for {{{{{ Zn}_{ 0.6} { Mn}_{ 0.4}Te }}}} sample using the cold neutron spectrometer. AGNES. High resolution measurement with the energy resolution of {{{{ TRIANGLE E= +- .01meV}}}} was carried out in the temperature range from 10K to the ambient. Critical scattering, closely related with the spin glass transition, has been observed for the first time in this semimagnetic semi-conductor. The critical scattering is observed at temperatures in the vicinity of the spin glass transition temperature, 17K. The scattering is observed as a kind of quasielastic scattering in the reciprocal range where the elastic magnetic diffuse scattering has been observed, e.g., 11/20 reciprocal point, indicating the spin fluctuation has dynamic components in this material. Photoconductivity has been discovered below 150K in {{{{{ Zn}_{ 0.4} {Mn }_{0.6 } Te}}}}. The electric AC conductivity has been increased dramatically under the laser light with the wave lengths of {{{{ lambda =6328,5145 and4880 }}}}$\AA$ ,respectively. After the light was darkened, the conductivity was reduced to the original level after about 2000 seconds at 50K, being above the spin glass transition temperature. This phenomenon is the typical persistent photoconductivity; PPC which was similarly found in {{{{ { Zn}_{ 1-x} { Mn}_{x} Te}}}}.

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$Hg_{1-x}Cd_{x}$Te photovoltaic 대형 적외선 감지 소자의 제작 (Fabrication of a Large-Area $Hg_{1-x}Cd_{x}$Te Photovoltaic Infrared Detector)

  • 정한;김관;이희철;김재묵
    • 전자공학회논문지A
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    • 제31A권2호
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    • pp.88-93
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    • 1994
  • We fabricated a large-scale photovoltaic device for detecting-3-5$\mu$m IR, by forming of n$^{+}$-p junction in the $Hg_{1-x}Cd_{x}$Te (MCT) layer which was grown by LPE on CdTe substrate. The composition x of the MCT epitaxial layer was 0.295 and the hole concentration was 1.3${\times}10^{13}/cm^{4}$. The n$^{+}$-p junction was formed by B+ implantation at 100 keV with a does 3${\times}10^{11}/cm^{2}. The n$^{+}$ region has a circular shape with 2.68mm diameter. The vacuum-evaporated ZnS with resistivity of 2${\times}10^{4}{\Omega}$cm is used as an insulating layer over the epitaxial layer. ZnS plays the role of the anti-reflection coating transmitting more than 90% of 3~5$\mu$m IR. For ohmic contacts, gole was used for p-MCT and indium was used for n$^{+}$-MCT. The fabrication took 5 photolithographic masks and all the processing temperatures of the MCT wafer were below 90$^{\circ}C$. The R,A of the fabricated devices was 7500${\Omega}cm^{2}$. The carrier lifetime of the devices was estimated 2.5ns. The junction was linearly-graded and the concentration slope was measured to be 1.7${\times}10^{17}/{\mu}m$. the normalized detectivity in 3~5$\mu$m IR was 1${\times}10^{11}cmHz^{12}$/W, which is sufficient for real application.

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RF Magnetron Sputtering 및 Evaporation을 이용하여 증착한 CdTe 박막의 물성평가

  • 김민제;조상현;송풍근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.345-345
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    • 2012
  • 최근 의료산업에서는 고해상도 및 동영상 구현이 가능한 직접 방식의 X-선 검측센서에서 X-ray 흡수효율이 좋은 반도체 센서(CdTe, CdZnTe 등)와 성숙된 기술, 집적효율이 뛰어난 CMOS 공정을 이용한 제품을 출시하여 대면적화 및 고집적화가 가능하게 되어 응용분야가 점차 확대되고 있는 추세이다. 하지만 이 역시 고 성능의 X-선 동영상 구현을 위해서는 고 해상도 문제, 검출효율 문제, 대면적화의 어려움이 있다. 기존의 X-선 광 도전층의 증착은 증착 속도와 박막 품질에서 우수한 Evaporation 법이 사용되고 있다. 한편, 대면적에 균일한 박막형성이 가능하기 때문에 양산성에서 우월성을 가지는 sputtering법의 경우, 밀도가 높은 소결체 타겟의 제조가 힘들뿐만 아니라 증착 속도가 낮아 장시간 증착 시 낮은 소결밀도로 인한 타겟 Particle 영향으로 인해서 대 면적에 고품질의 박막을 형성하기가 어렵다. 하지만 최근 소결체 타겟 제조기술 발달과 함께, 대면적화와 장시간 증착에 대한 어려움이 해결되고 있어 sputtering 법을 이용한 고품질 박막 제조 기술의 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 $50{\times}50$ mm 크기의 non-alkali 유리기판(Corning E2000) 위에 Evaporation과 RF magnetron sputtering을 사용하여 다양한 기판온도 (RT, 100, 200, 300, $350^{\circ}C$)에서 $1{\mu}m$의 두께로 CdTe 박막을 증착하였다. RF magnetron sputtering의 경우 CdTe 단일 타겟(50:50 at%)을 사용하였으며 Base pressure는 약 $5{\times}10^{-6}$ Torr 이하까지 배기하였고, Working pressure는 약 $7.5{\times}10^{-3}$ Torr에서 증착하였다. 시편과 기판 사이의 거리는 70 mm이며 RF 파워는 150 W로 유지하였다. CdTe 박막의 미세구조는 X-ray diffraction (XRD, BRUKER GADDS) 및 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM, Hitachi)를 사용하여 측정하였다. 또한, 조건별 박막의 조성은 Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS, Horiba, 7395-H)을 사용하여 평가하였다. X-선 동영상 장치의 구현을 위해서는 CdTe 다결정 박막의 높은 흡수효율, 전하수집효율 및 SNR (Signal to Noise Ratio) 등의 물성이 요구된다. 이러한 물성을 나타내기 위해서는 CdTe 박막의 높은 결정성이 중요하다. Evaporation과 RF magnetron sputtering로 제작된 CdTe 박막은 공정 온도가 증가함에 따라 기판상에 도달하는 스퍼터 원자의 에너지 증가로 인해서 결정립이 성장한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 CdTe 박막이 직접변환방식 고감도 X-ray 검출기 광도 전층 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

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