• Title/Summary/Keyword: 성막

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DC/RF Magnetron Co-Sputter를 이용하여 성막한 유기 태양 전지용 Si-Doped $In_2O_3$ (ISO) 박막의 특성 연구

  • Lee, Hye-Min;Gang, Sin-Bi;Jeong, Gwon-Beom;Kim, Han-Gi
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.327-327
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    • 2013
  • 본 연구에서는 $SiO_2$ Target과 $In_2O_3$ Target으로 co-sputtering방법을 이용해 증착한 Si-doped $In_2O_3$ (ISO) 박막의 Si 도핑 농도에 따른 전기적, 광학적, 구조적 특성에 대해 연구하였고, 이를 유기태양 전지(OPVs) 에 적용함으로써 그 가능성을 타진하였다. $In_2O_3$ target의 DC power를 100 W로 고정시킨 채 $SiO_2$ target의 RF power 크기를 20~60 W 변화시키면서 상온에서 실험을 진행한 결과 최적 조건은 박막의 두께가 200 nm일 때 Working pressure는 3 mTorr이고, RF power는 50 W이었다. 이 조건으로 제작된 ISO 박막은 550 nm에서 81.51%의 광투과율과 51.91 Ohm/sq.의 비교적 낮은 면저항이 나타남을 Hall measurement 및 UV/Vis spectroscopy 분석을 통해 알 수 있었다. 또한 X-ray diffraction 분석법과 Transmission Electron Microscope 분석법을 통해 $SiO_2$ 도핑 power가 50 W 이상으로 증가할 경우 ISO 박막의 결정성이 감소하여 완벽한 비정질상의 ISO 투명박막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 비정질 특성을 갖는 ISO 투명 전극을 이용하여 유기 박막형 태양전지를 제작한 결과 Voc (0.576 V), Jsc (7.671 mA/$cm^2$), FF (62.96%), PCE (2.78%)의 특성을 나타냄으로서 co-sputtering 공정을 통해 최적화된 ISO 박막을 유기 박막형 태양전지에 적용함으로써 광전소자로의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

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선형증발원을 이용한 대면적 CIGS 광흡수층 증착 및 특성 연구

  • Seo, Je-Hyeong;Jeong, Seung-Uk;Lee, Won-Seon;Choe, Yun-Seong;Choe, Jin-Cheol;Choe, Myeong-Un
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.674-674
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    • 2013
  • $600{\times}1200$ mm 기판에 대면적 CIGS 광흡수층 증착을 위한 선형증발원 개발을 위해 다른 크기의 노즐(nozzle)과 일정한 노즐 간격을 가지는 선형증발원의 플럭스 밀도(flux density)를 전산 모사하여 플럭스 균일도 ${\pm}5%$의 조건을 구하였다. 이를 바탕으로 제작된 선형증발원을 이용하여 Cu, In의 단일막 두께균일도를 확인하였고, CIGS 광흡수층을 동시증발법으로 증착하여 박막의 두께 균일도 및 증착 조성의 균일도로 선형 증발원을 평가하였다. EDS 조성 분석을 통해 구한 조성불균일도는 600 mm 폭에서 Cu $${\leq_-}6%$$, In $${\leq_-}3%$$ Ga $${\leq_-}1%$$ Se $${\leq_-}2%$$으로 균일한 조성비로 성막된 것을 확인하였고 SEM 분석을 통해 표면 결정립의 형상을 확인하였다. 또한 XRD측정을 통해 선형증발원 방향의 대면적 CIGS 광흡수층이 칼코피라이트(Chalcopyrite) 구조임을 확인하였다. 이를 통해서 개발된 선형증발원이 CIGS 광흡수층 증착에 적합함을 확인하였다.

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The Study of opto-electrics characteristics of Inorganic EL(Electro luminescent) Device with combination of high dielectric constant layer (강유전체를 적용한 무기전계발광소자의 광전특성연구)

  • Lee, Gun-Sub;Lee, Seong-Eui
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.407-407
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    • 2008
  • 무기EL 디스플레이는 고체재료에 전계를 가했을 때 발광하는 현상을 이용한소자로서, 급속도로 발전을 거듭하고 있으나, 유전체층에 강한전계를 가하여 발광하여야 하므로 낮은 Breakdown voltage와 효율의 한계로 인하여 휘도가 낮고 풀 컬러화 디스플레이 등 의 응용에는 적용되고 있지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 강유전체 Perovskite 구조를 가지는 ABO3 물질 중 PMN(Lead Magnesium niobate) 과 PZT (Lead Zirconate titanate) 후막을 제조하여 Inorganic EL(Electro Luminance)에 적용하고 소자의 광전특성을 평가하였다. 소자에 사용된 기판은 고온소성에 알맞은 알루미나(Al2O3)기판을 채택 하였으며, 그 위 하부전극으로는 고온소성에 따른 화학적 안정성이 우수한 Au전극을 Screen Printing 하였다. 제조 되어진 PMN후막 페이스트는 PMN(Pb(Mg1/2 Nb2/3)O3) + Glass Frit(Pb-Zn-B) + BaTiO3(99.99%) 로 합성되었으며 하부전극위에 인쇄하였다. 그 다음 PZT sol-gel을 Spin coating으로 도포 하였다. 형광체로 ZnS:Cu.Cl 을 Screen Printing을로 형성하였으며, 평탄화를 위하여 유기물 충을 Screen Printing 공정으로 성막 하였다. 상부전극으로는 DC sputter로 ITO를 증착하여 EL소자 완성 후 Spectro - Chroma meter로 소자특성을 측정하였다. 평탄화를 통한 유기물층에 변화되는 Capacitance를 Oscilloscope로 전압 전류 pulse의 변화에 따른 opto-electronic 특성을 평가하였다.

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A Study on pricess characteristics of $ZrO_2$ films prepared on poly-ethlene naphthalate by using Facing tagets sputtering system (대향타겟식 스퍼터링 방법에 의해 PEN 기판위에 성막된 $ZrO_2$ 박막의 공정 특성에 관한 연구)

  • Cho, Do-Hyun;Kwon, Oh-Jung;Wang, Tae-Hyun;Kim, Ji-Hwan;Park, Sung-Hwan;Hong, Woo-Pyo;Kim, Hwa-Min;Kim, Jong-Jae
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.423-424
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    • 2008
  • A facing target sputtering (FTS) equiment is fabricated and its process characteristics are investigated to search for the possibility of applications to film passivation system for organic light emitting diodes (OLEDs). We report that the FTS system can prepare a high quality $ZrO_2$ films with a dense micro structure and an excellent uniformity less than 5% and a high transmittance over an average 80% in the visible range. We suggest that the FTS is one of the suitable deposition techniques for the thin film passivation layer of OLEDs and the gas barrier layer of polymer substrate.

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Study on Aerosol Deposition Behavior of Cu Films According to Particle Size (입자 사이즈에 따른 Cu 필름의 에어로졸 성막 거동에 대한 연구)

  • Lee, Dong-Won;Oh, Jong-Min
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.30 no.4
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    • pp.235-240
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    • 2017
  • The effect of particle sizes on the aerosol deposition (AD) of Cu films is investigated in order to understand the deposition behaviors of metal powder during the AD process. The Cu coatings fabricated by using $2{\mu}m$ Cu powders had a dense microstructure, a high deposition rate ($1.6{\pm}0.2{\mu}m/min$), and low resistance ($9.42{\pm}0.4{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$) compared to that from using Cu powder with a particle size greater than $5{\mu}m$. Also, from estimating the internal micro-strain of Cu films, the Cu coatings fabricated by using $2{\mu}m$ Cu particles exhibited a high micro-strain value of $3.307{\times}10^{-3}$. On the other hand, the strain of Cu coatings fabricated with $5{\mu}m$ particles was decreased to $2.76{\times}10^{-3}$. These results seem to show that the impacted Cu particles are compressed and flattened by shock waves, and that their bonding is associated with the high internal micro-strain caused by plastic deformation.

Pulsed DC Bias Effects on Substrate in TiNx Thin Film Deposition by Reactive RF Magnetron Sputtering at Room Temperature (반응성 RF 마그네트론 스퍼터링에 의한 TiNx 상온 성막에 있어서 기판 상의 펄스상 직류 바이어스 인가 효과)

  • Kim, Seiki
    • Journal of the Korean institute of surface engineering
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    • v.52 no.6
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    • pp.342-349
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    • 2019
  • Titanium nitride(TiN) thin films have been deposited on PEN(Polyethylene naphthalate) substrate by reactive RF(13.56 MHz) magnetron sputtering in a 25% N2/Ar mixed gas atmosphere. The pulsed DC bias voltage of -50V on substrates was applied with a frequency of 350 kHz, and duty ratio of 40%(1.1 ㎲). The effects of pulsed DC substrate bias voltage on the crystallinity, color, electrical properties of TiNx films have been investigated using XRD, SEM, XPS and measurement of the electrical properties such as electrical conductivity, carrier concentration, mobility. The deposition rates of TiNx films was decreased with application of the pulsed DC substrate bias voltage. The TiNx films deposited without and with pulsed bias of -50V to substrate exhibits gray and gold colors, respectively. XPS depth profiling revealed that the introduction of the substrate bias voltage resulted in decreasing oxygen concentration in TiNx films, and increasing the electrical conductivities, carrier concentration, and mobility to about 10 times, 5 times, and 2 times degree, respectively.

A Study on Nanocrystalline Silicon Thin Film Deposited by ICP-CVD (ICP-CVD로 증착된 미세결정 실리콘 박막의 특성에 관한 연구)

  • Kim, Sun-Jae;Park, Joong-Hyun;Han, Sang-Myeon;Park, Sang-Geun;Han, Min-Koo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.07c
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    • pp.1303-1304
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    • 2006
  • 본 연구에서는 ICP-CVD (inductively coupled plasma chemical vapor deposition)를 이용해 미세결정 실리콘 (nanocrystalline silicon thin film transistor, ns-Si TFT) 초기 성장 단계에 발생하는 비정질의 Incubation layer를 줄이기 위한 실험을 수행하였다. ICP-CVD를 사용하여 증착한 Si-rich $SiN_x$ Seed layer 상의 미세절정 실리콘의 성막조건을 알아보고 특성을 평가하였다. 미세결정 실리콘 박막은 Raman Spectroscopy를 이용해 분석하였다. 미세결정 실리콘의 초기 성장 단계에 발생하는 비정질 Incubation layer를 줄이기 위하여 Si-rich $SiN_x$를 Seed layer로 사용하는 것이 효과적임을 확인하였다. 또한 Si-rich $SiN_x$ 위에서의 미세결정 실리콘 표면 형태와 Seed 성장 기회의 관계를 알아보았다. 높은 전압의 수소 플라즈마 처리는 Seed 성장 기회를 늘이고, 박막의 결정화도를 높임을 확인하였다. 얇은 Incubation layer를 가지는 35nm 이하 두께의 미세결정 실리콘이 성공적으로 증착되었다. 본 연구 결과는 bottom 게이트 방식 박막 트랜지스터에 증착되는 미세결정 실리콘의 전기적 특성 향상에 유용할 것으로 판단된다.

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Mechanical Properties of High-Hardness TiNX Thin Films Deposited by Pure Nitrogen Plasma Using Magnetron Sputtering Deposition (마그네트론 스퍼터링 증착법을 사용하여 순수한 질소 플라즈마에 의해 성막된 고경도 TiNX 박막의 역학적 특성)

  • Lee, Chang-Hyun;Rhee, Byung-Roh;Bae, Kang;Park, Chang-Hwan;Kim, Hwa-Min
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.30 no.8
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    • pp.514-519
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    • 2017
  • TiN (titanium nitride) films were prepared using the RF magnetron sputtering technique. The films were deposited by pure $N_2$ plasma sputtering. Their mechanical properties, such as nano-indentation hardness, friction coefficient, and surface wettability, have been investigated. X-ray diffraction (XRD) studies revealed that the orientation of $TiN_X$ films changed towards the (111) orientation with decreasing working pressure due to a strong compressive stress during deposition. The strongest TiN (111) orientation was found when the film was deposited at a working pressure of 1 Pa. This film showed the largest hardness (16 GPa) and smallest friction coefficient (0.17) among the studied samples. Moreover, this film was found to be accompanied by a water-repellent surface with water contact angle more than $100^{\circ}$.

Characterization of Several Selectively Permeable Membrane Materials with Water Resistance and Protective Performance (수분저항성 및 방호성능을 가지는 선택투과막 재료의 특성평가)

  • Kang, Jae-Sung;Seo, Hyeon-Kwan;Kwon, Tae-Geun;Kim, Jin-Won;Park, Hyen-Bae;Lee, Hae-Wan
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.16 no.4
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    • pp.553-559
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    • 2013
  • We make several membranes with multilayer structure and characterize protective performance in various ways. Multilayer membrane is composed of shell fabric, support membrane, functional polymer membrane and liner fabric. In this research, we apply cellulose acetate derivatives as base polymer in functional polymer membrane and characterize water resistance, water vapor permeation, protective performance against DMMP and aerosol. Test results show that cellulose based polymer with polyethyleneimine possess performance with good water vapor permeation and excellent protective capability against DMMP equivalent to Saratoga type's protective suits. Also, these materials possess aerosol protective performance and water resistance.

Investigation of IZO/Al multilayer anode grown on PEN substrate by a twin target sputtering system for flexible top emitting organic light emitting diodes (TTS를 이용하여 PEN 기판 상에 성막한 플렉시블 전면 발광 OLED용 IZO/Al multilayer 애노드의 특성)

  • Oh, Jin-Young;Moon, Jong-Min;Jeong, Jin-A;Kim, Han-Ki
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.444-445
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    • 2007
  • IZO/Al multilayer anode films for flexible top emitting organic light emitting diodes (TOLEDs) were grown on PEN (polyethylen-enaphthelate) substrate using twin target sputter (TTS) system. To investigate electrical and optical properties of IZO/Al multilayer films, 4-point probe method and UV/Vis spectrometer were used, respectively. From a IZO/Al multilayer films with 100nm-thick Al, sheet resistance of $1.4{\Omega}/{\square}$ and reflectance of above 62% at a range of 500~550nm wavelength could be obtained, In addition, structural and surface properties of IZO/Al multilayer films were analyzed by XRD (X-ray diffraction) and FESEM (field emission scanning electron microscopy) and AES (auger electron spectroscope), respectively. Moreover, flexibility of IZO/Al multilayer anode films were examined by bending test method.

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