• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.176-179
• /
• 2009

ZnO:Al 투명전도막을 유리기판위에 in-line RF-magnetron sputtering법으로 증착온도 및 증착압력에 따라 제조하고, 습식식각에 따른 박막의 표면형상 및 광학적 특성변화를 조사하였다. 초기박막은 육방정계(Hexanonal wurtzite)의 결정 구조와 (002)면의 c-축 우선배향성을 갖으며 가시광 영역에서 높은 광 투과도(T $\geq$ 80%)와 낮은 비저항($\rho\;=\;5.2{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$)의 특성을 나타내었다. 습식 식각 후 박막의 표면형상은 식각 전 박막의 결정성에 큰 의존성을 보이며 본 연구에서는 1 mTorr의 낮은 증착압력과 $350^{\circ}C$의 높은 증착온도에서 증착된 결정성이 우수한 막에서 높고 균일한 형태의 crater를 갖는 표면형상을 얻을 수 있었다. 균일한 crater를 형성하는 ZnO:Al 박막은 hill 형태의 표면형상을 갖는 상용 Asahi-U glass에 비하여 높은 Haze ($T_{diffused}/T_{total}$)값과 넓은 산란각을 나타내어 향상된 광 산란특성을 갖으며 이는 실리콘 박막 태양전지내로 입사된 광의 산란경로를 증가시켜 태양전지 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제13권11호
• /
• pp.2385-2390
• /
• 2009

본 연구에서는 C-축 우선 배향 특성을 가지는 N-doped ZnO 박막을 증착하고 그 미세구조의 특성을 분석 비교하였다. ZnO박막은 $N_2O$ 가스 분위기에서 RF reactive magnetron sputtering 시스템을 사용하여 p-Si(100) 웨이퍼 위에 증착되었다. $N_2O$ 가스는 N doping source로 사용되었으며, 전체 가스 유량에 대한 $N_2O$ 가스의 비율 $N_2O/(N_2O+Ar)$과 증착 전력을 증착의 주요 공정 변수로 선택하여 다양한 가스 비율과 증착 전력에 대한 박막의 미세 구조 특성을 비교 분석하였다. 특히, Auger electron spectroscopy (AES)를 이용하여 ZnO 박막 내에 들어가 존재하는 불순물 N의 수직분포를 분석하였고, 여러 가지 증착 조건에서 제작된 ZnO 박막의 표면형상 및 미세구조 특성을 Scanning Electron Microscope (SEM)를 이용하여 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.29.2-29.2
• /
• 2010

최근 박막형 LED 및 박막형 태양전지등의 기존 마이크로 소자들의 효율향상을 위한 개선으로 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 관심을 받고 있다. 이는 가능성으로만 여겨져왔던 나노기술이 기존 박막형 소자에서 포화된 효율상향 접근방식의 한계에 따른 것으로 생각되며, 나아가 나노기술로 제작된 나노소자가 우리 생활을 채우게 될 날이 얼마남지 않은 것을 의미한다. 특히, 디스플레이 소자에서의 나노기술은 더욱 더 중요시 되고 있다. 그로 인해 투명성과 우수한 광전기적 특성을 지닌 산화물 반도체와 그 나노구조 대한 관심이 날로 높아지고 있으며, 그 가운데 산화아연계(ZnO, MgZnO등) 나노구조를 이용한 나노소자 제작이 많이 연구되고 있다. 산화아연은 c축으로 우선 배향성을 가지는 우르짜이트 구조로써, 나노선 성장이 다른 산화물에 비해 용이하고 그 물리적, 화학적 특성이 안정 우수하다. 이러한 산화아연 나노선 제작법 가운데, 유기금속화학기상증착법은 다른 성장법에 비해 결정학적 광학적 특성이 우수하고 성장속도가 빨라 고품질 나노선 성장에 용이한 장비로 각광받고 있다. 하지만 bottom-up 공정을 기반으로 한 나노소자제작에서 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 1) 수직형 대면적 성장, 2) 나노선 밀도 조절의 어려움, 3) 기판과의 계면층에 자발적으로 생성되는 계면층의 제거, 4) 고온성장시 precursor의 증발 문제 등이 그것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 산화아연 나노구조 성장 시, 마그네슘(Mg)을 도입하여, 각 원소의 조성 차이에 따라 기판 표면에 30nm 두께 미만의 상분리층(단결정+비정질층)을 자발적으로 형성시켰다. 성장이 진행됨에 따라, 아연이 rich한 단결정 층에서는 나노선이 선택적으로 성장하게 하였고, 마그네슘이 rich한 비정질 층에서는 성장이 이루어지지 않게 하였다. 따라서 산화아연이 증발되는 온도영역에서 10nm 이하 직경을 가지는 나노선을 자발적으로 계면층 없이 수직 성장하였다. 또한, 표면의 단결정, 비정질의 사이즈를 Mg 유량으로 적절히 조절한 결과, 산화아연계 나노월 구조성장이 가능하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제17권10호
• /
• pp.1023-1028
• /
• 2004

We fabricated AIN thin film by using RF magnetron sputtering and studied the structural characteristic of AIN thin film with the change of the deposition conditions such as Ar/$N_2$ flow ratio, working pressure, and the distance between substrate and target. The orientation and surface roughness of AIN thin film were studied by using XRD and AFM. We can not identify the orientation of the thin film deposited in Ar, while we obtained the (l00) orientation of the thin film with the addition of $N_2$. Especially, the thin film deposited at 18/2 (seem) of Ar/$N_2$ flow ratio exhibited to be the most (100) oriented. The (100) orientation of thin film becomes weaker as the working pressure becomes higher. The further distance between substrate and target is stronger the (100) orientation of the thin film, but the (100) orientation becomes weaker and (002) orientation started to appear as the distance is shorter. The surface roughness of the thin film deposited at 50$0^{\circ}C$ in Ar only is 1.1 nm, while very smooth thin film of 0.4～0.6 nm is obtained with the addition of $N_2$.

• 한국진공학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.267-272
• /
• 2007

라디오파 마그네트론 스퍼터링 방법으로 유리 기판 위에 Al 도핑된 ZnO (AZO) 박막을 성장시켰다. 증착시 스퍼터링 가스로 사용하는 산소 유량비의 변화에 따른 AZO 박막의 특성을 X-선 회절법, 원자 주사 현미경, 홀 효과 측정법으로 조사하였다. 증착 온도 $400^{\circ}C$에서 산소 유량비 0%로 증착된 AZO 박막은 가장 큰 c-축 우선 배향성과 최저의 비저항값 $6.9{\times}10^{-4}{\Omega}cm$을 나타내었다. 산소 유량비가 증가함에 따라 ZnO (002)면의 회절 피크의 세기는 실질적으로 감소하는 경향을 보였다. 또한, 산소 유량비가 감소함에 따라 전하 운반자의 농도와 홀 이동도는 증가하였으나, 전기 비저항은 감소하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.33-39
• /
• 1997

ECR PECVD법에 의해 $Pt/Ti/SiO_{2}/Si$ 다층 기판 위에 $480^{\circ}C$에서 순수한 페로브스카이트상의 PLT박막을 증착하였다. PLT 박막 증착전 ECR산소 플라즈마내에서의 $Pb(DPM)_{2}$ pre-flowing처리는 $Pb(DPM)_{2}$의 공급을 안정화시켜주며 박막증착초기에 Pb성분이 풍부한 분위기를 조성해 줌으로써 페로브스카이트 핵생성을 용이하게 하여 PLT박막 특성을 향상시켰다. Ti-source 유입량을 변화시킬 때 PLT박막의 증착특성, 조성, 결정상 그리고 전기적 특성을 관찰하였다. PLT박막은(100)으로 우선 배향되었으며 화학양론비가 잘 맞는 경우 높은 페로브스카이트 X-선 회절강도와 높은 유전율을 나타내었다.

• 전기화학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.208-211
• /
• 2003

본 연구에서는 CoP나노선재의 미세구조 및 크기에 따른 자기적 성질의 변화를 고찰하였다. 우선 나노선재를 제조하기 위하여 기공의 직경이 각각 20nm, 200nm인 알루미나 형틀을 제조하였고, 이 형틀을 이용하여 전기도금 방법으로 CoP나노선재를 제조하였다. 직경이 20nm인 나노선재의 경우 나노선재의 길이방향으로의 각형성 및 보자력이 각각 0.8, 2600 Oe으로서 지금까지 보고된 나노선재들에 비해 우수한 자기적 성질을 나타내었고 전기도금 시 전류밀도의 영향이 거의 없었다. 그러나 직경이 200nm인 나노선재는 나노선재의 길이방향으로 각형성 및 보자력이 각각 0.15, 1200 Oe으로 20nm나노선재보다 현격하게 감소하였으며 나노선재의 자기적 성질이 전류밀도에 따라 많은 영향을 받고 있음을 확인하였다 즉, 상대적으로 낮은 전류밀도에서 제조된 나노선재일 수록 나노선재와 평행한 방향으로 자화용이축이 배향되어 길이방향으로 각형성 및 보자력이 증가하였다.

• 전기화학회지
• /
• 제2권4호
• /
• pp.237-241
• /
• 1999

펄스전착법에 의한 구리박막의 특성과 via hole 충진 특성을 연구하였다. 특히 구리박막의 특성에 미치는 첨가제의 영향을 중점적으로 다루었다. 펄스 전류와 첨가제를 사용하여 전착한 구리박막은 83.4 MPa이하의 낮은 인장응력을 가졌으며 높은 Cu (111) 우선 배향성을 나타냈다. Superfilling에 의해 최고 $0.25{\mu}m, 6: 1$ 정도의 고 종횡비를 가지는 via hole에 결함 없이 성공적으로 충진할 수 있었으며 미세 구조를 관찰한 결과 쌍정에 의한 변형이 일어났음을 알 수 있었다. $500^{\circ}C$에서 1시간 동안 진공열처리를 했을 경우 두께의 $1\~2$배에 달하는 결정립을 가지는 bamboo구조를 나타냈으며 이때 전기비저항은 $1.8\~2.0{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$을 나타냈다.

• 한국진공학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.201-206
• /
• 2005

본 연구에서는 HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법으로 Si 위에 GaN/AIN/Al/Si 구조를 제작하고, AlN 버퍼층의 두께에 따른 광학적 특성을 조사함으로써 효과적인 eaN 성장을 위한HVPE에서의 공정 방법을 개선하고자 하였다. 이를 위해 Al을 증착한 Si 기판과 그렇지 않은 경우를 PL측정을 통해 그 효과를 관찰하였고, $5{\AA}$ 두께의 Al 대해 AlN 버퍼층의 두께를 변화시켜가면서 GaN를 성장시켜 그 특성을 조사하였다. Al을 증착한 경우가 증착하지 않은 경우에 비해 광학적 특성이 우수한 것으로 나타났으며, AlN의 두께 변화에 대해서는 양질의 GaN를 얻기 위한 최적의 두께는 약 $260{\AA}$ 인 것으로 나타났다. 이 경우 SEM을 이용한 표면사진에서 GaN의 초기성장이 hexagonal형태로 성장되고 있음을 관찰할 수 있었다. 또한 XRD의 회절 패턴은 GaN가 {0001} 방향으로 우선 배향성을 가지고 성장되고 있음을 보여주고 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.75-75
• /
• 2010

단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 뛰어난 물리적 성질과 화학적 안정성을 가지고 있어서 다양한 분야의 응용이 기대되어 폭넓은 연구가 진행 되고 있다. 특히 SWNT의 전기적 및 기계적 특성들은 SWNT의 직경 및 뒤틀림도(chirality)에 의해 크게 좌우되기 때문에, 합성하는 단계에서 직경 또는 chirality를 제어에 관한 많은 이론적 연구가 진행되어 왔으며, 최근에는 초기 SWNT의 핵생성 단계에서의 촉매의 거동 및 상호 연관성 등에 관한 실험적인 연구결과들이 속속 보고되고 있는 실정이다. 하지만, 아직도 이에 관한 더욱 다양하고 활발한 연구 접근 및 결과들이 필요한 시점이다. 상기 배경을 바탕으로 본 연구에서는 균일한 직경을 갖는 SWNT의 합성을 위한 기초연구로서 SWNT의 직경과 촉매나노입자의 크기의 상호 연관성에 대해 체계적으로 조사하였다. 우선 SWNT합성을 위한 촉매나노입자를 얻기 위해 페리틴(ferritin)용액의 농도 및 스핀코팅 조건을 변화시킴으로써 기판 위에 분산농도를 제어한 후, 대기 열처리를 통하여 촉매나노입자의 농도를 제어하였다. 나노입자의 평균직경은 4 nm 정도로 비교적 균일하였으며, 고농도의 촉매입자는 SWNT의 다발화(bundling)를 유발하였다. 따라서, SWNT와 나노입자 직경의 상호연관성을 조사하기 위해서는 단분산(monodispersed) 된 나노입자를 이용하였으며, 아르곤 분위기에서 추가적으로 고온($900^{\circ}C$) 열처리를 실시함으로써 나노입자의 크기감소를 도모하였다. 실험결과, 열처리 시간의 증가에 따라 입자크기가 감소함을 확인하였으며, 이는 나노입자의 증발에 의한 것으로 예상된다. 다음으로는 열처리를 통하여 직경이 제어된 나노입자를 이용하여 SWNT를 합성한 후 SWNT와 촉매크기 사이의 크기 관계를 조사하였다. SWNT의 합성은 메탄을 원료가스로 열화학증기증착법을 이용하였고, 합성기판으로는 산화실리콘웨이퍼와 퀄츠기판을 이용하였다. 성장한 SWNT의 직경은 AFM을 이용하여 측정하였으며, 퀄츠기판에 수평배향 성장시킨 SWNT를 3차원 구조의 기판으로 전사(transfer)하여, 라만분석이 용이하도록 하였다.