• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.23-23
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• 2010

화합물반도체 태양전지의 경우 선진국에서는 꾸준히 개발을 해온 반면 국내에서는 고가라는 이유로 그 동안 거의 연구가 지원되지도 연구가 진행되지도 않았다. 최근 2~3년 전부터 화합물 반도체 태양전지의 효율이 집광시 40%가 넘어가는 등 최고의 성능이 해외에서 꾸준히 발표되자 국내에서도 화합물반도체 연구자 중심으로 화합물반도체 태양전지의 관심과 초기 연구를 진행하게 되었고 이에 정부에서도 관심과 지원을 시작하는 단계에 이르렀다. 본 발표에서는 지금까지 개발되어 온 다중접합 화합물반도체 태양전지의 기술 현황, 산업화 동향, 나아가 보다 저가화를 위한 다양한 종류의 차세대 화합물반도체 태양전지 기술 등을 소개하고자 한다.

• 전기의세계
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• v.34 no.6
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• pp.360-365
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• 1985

실리콘 반도체 소자의 개발은 인류에게 큰 편리를 주며 현 과학문명을 급진적으로 발전시켰다. 실리콘 반도체 기술이 꽃을 피울 무렵 실리콘보다 우수한 성능을 요구하는 필요에 의해 새로운 물질이 연구되기 시작했다. "미래의 반도체"라 불리우는 화합물 반도체로 과학 문명은 새로운 국면을 맞이하게 된다. 그것은, 화합물 반도체의 발광효과를 이용한 광통신개발과 실리콘보다 빠른 전자속도를 이용한 초고속 소자의 개발이라 할 수 있다. 이글에서는 주로 현재 세계에서 널리 연구되고 있는 초고속소자의 기술개발에 대하여 이야기하고자 한다.이야기하고자 한다.

• The Optical Journal
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• s.121
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• pp.20-22
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• 2009

현재 미국, 유럽, 일본 등에서 III-V 화합물 반도체 태양전지 시스템에 대한 활발한 연구 및 상용화가 진행중이다. 국내에서는 그동안 III-V 화합물 반도체 분야의 투자가 매우 제한적으로만 있어 왔고 그 중에서도 특히 화합물 반도체 태양전지의 투자는 거의 없었다. 최근 들어 KIST, KANC, 아주대, 전북대, ETRI, KOPTI, KETI 등에서 III-V 화합물 반도체 태양전지 연구가 새로 시작되었다. KIST에서는 현재 월광모듈도 개발 중이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.330.2-330.2
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• 2014

III-V족 화합물반도체는 트랜지스터와 광다이오드, 레이저 등의 광전소자 제작물질로 오랫동안 사용 되어 왔다. III-V 화합물 반도체로 제작된 광전소자의 특성을 향상시키기 위해선 다양한 형태의 표면구조가 필요하며, distributed feedback 레이저나 distributed Bragg reflector 레이저의 경우 높은 aspect-ratio를 가지는 구조를 필요로 한다. 현재까지 높은 aspect-ratio를 가지는 III-V족 화합물반도체 구조제작을 위해 reactive ion etching (RIE) 방식을 사용 하였는데, 이 방법은 ion collision에 의한 표면손상과 더불어 에칭 잔여물이 남아 반도체 표면을 오염시키는 문제점을 가지고 있다. 이를 개선하기 위하여 MaCE (Metal-Assited chemical etching)법이 최근 제안되었는데, 본 연구에서는 MaCE 방법을 통하여 다양한 형태의 GaAs 표면구조를 제작하였다. 본 실험을 통하여 에칭용액 조건에 따라 GaAs의 구조적 특성과 morphology가 달라지는 것을 확인하였다.

• The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.18 no.3
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• pp.3-10
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• 2004

에디슨의 탄소 필라멘트 백열전구가 발명 된지 1세기가 지난 지금, 반도체 기술의 획기적인 발전에 의해 에디슨 시대의 종말을 예상하고 있다. “반도체 필라멘트”이라 불리는 고출력 LED(lighting emitting diode)를 이용한 반도체 조명이 바로 그 주역이다. 메모리에 사용되는 실리콘 반도체와는 달리, 빛을 낼 수 있는 화합물 반도체는 1962년 Holonyak이 GaAsP 적색 LED를 처음으로 개발한 이후, 주로 단순 표시기로 사용되었던 저휘도 LED의 발광효율이 화합물 반도체 공정 기술의 눈부신 발달로 인해 [그림 1]과 같이 Hainz's law에 따르면 휘도가 매 10년마다 30배씩 증가되어서 고취도 LED, 나아가서는 고출력 LED의 출현이 가능하게 되었다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.213-213
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• 2013

화합물 반도체 양자점(Quantum dots; QDs)은 높은 효율의 광전자 소자에 적용할 수 있기 때문에 이분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 주로 III-V 족 화합물 반도체에 대한 연구가 주를 이룬 반면 II-VI 족 화합물 반도체에 대한 연구는 아직 미흡하다. 하지만 II-VI 족 화합물 반도체는 III-V 족 화합물 반도체와 비교했을 때 더 큰 엑시톤 결합에너지(exciton binding energy)를 가지는 우수한 특성을 보이고 있으며 이러한 성질을 가지는 II-VI 족 화합물 반도체 중에서도 넓은 에너지 갭을 가지는 $Cd_xZn_{1-x}Te$ 양자점은 녹색 영역대의 광전자 소자로서 활용되고 있다. 현재 대부분의 $Cd_xZn_{1-x}Te$ 양자점 구조는 기판과 완충층 (buffer layer) 사이의 작은 격자 부정합(lattice mismatch) 때문에 GaAs 기판을 이룬 반면 Si기판을 이용한 연구는 미흡하다. 하지만 Si 기판은 GaAs 기판에 비해 값이 싸고, 여러 분야에 응용이 가능하며 대량생산이 가능하다는 이점을 가지고 있어 초고속, 초고효율 반도체 광전소자의 제작을 가능케 할 것으로 기대된다. 또한 양자점의 고효율 광전소자에 응용을 위해서는 Si 기판 위에 양자점의 크기를 효율적으로 조절하는 연구 뿐 아니라 양자점의 크기에 따른 운반자 동역학에 대한 연구도 중요하다. 본 연구에선 분자선 에피 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE)을 이용하여 Si 기판위에 성장한 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기에 따른 광학적 특성을 연구하였다. 저온 광 루미네센스 (PhotoLuminescence; PL) 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 더 낮은 에너지영역으로 피크가 이동하는 것을 확인하였다. 그리고 시분해 광루미네센스 측정 결과 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기가 증가함에 따라 소멸 시간이 긴 값을 갖는 것을 관찰 하였는데, 이는 양자점의 크기가 증가함에 따라 엑시톤 진동 세기가 감소하였기 때문이다. 또한 온도 의존 광루미네센스 측정 결과 양자점의 크기가 증가함에 따라 열적 활성화 에너지가 증가하는 것을 관찰 하였는데, 이는 양자점의 운반자 구속효과가 증가하였기 때문이다. 이와 같은 결과 Si 기판 위에 성장한 $Cd_xZn_{1-x}Te/ZnTe$ 양자점의 크기에 따른 광학적 특성에 대해 이해 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.202-202
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• 2004

화합물 반도체는 초고속, 초고주파 디바이스에 적합한 재료인 갈큠비소(GaAs), 인듐-인산듐(InP) 등 2 개 이상의 원소로 구성되어 있고, 실리콘에 비해 결정내의 빠른 전자이동속도와 발광성, 고속동작, 고주파특성, 내열특성을 지니고 있어 발광 소자 (LED)와 이동통신(RE)소자의 개발 등에 다양하게 이용되고 있다. 이와 같이 화합물 반도체는 고부가가치의 첨단산업 부품들로 적용되는 만큼 생산제조 공정에 해당하는 연마, 본딩, 디본딩에 관한 방법과 기술에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.(중략)

• The Optical Journal
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• s.145
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• pp.36-40
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• 2013

LED(light emitting diode)는 반도체의 P-N 접합 다이오드의 일종으로, 순방향으로 전압이 걸릴 때 단파장 광이 방출 되는 현상인 전기발광 효과를 이용한 화합물 반도체 소자의 일종으로 발광 다이오드라고도 한다. LED는 화합물 반도체의 화합물의 종류 및 조성비를 조절하여 적외선, 자외선과 빨강에서 보라에 이르는 모든 가시광선이 구현 가능하고, 소비전력이 기존의 광원에 비해 우수한 특성을 가지고 있어, 일반 조명, 산업용 조명, 전광판, TV의 BLU 등 여러 분야에 걸쳐 다양하게 이용되고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.323-323
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• 2014

기존의 태양전지 기술은 기술 장벽이 매우 낮고 대량 생산을 통한 단가 절감하는 구조를 가지고 있어 대규모 자본을 가진 후발 기업에게 잠식되기 쉽다. 그러나, III-V족 화합물 반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지는 기술 장벽이 매우 높은 기술 집약 산업이므로 독자적인 기술을 확보하게 되면 독점적인 시장을 확보 할 수 있어 미래 고부가 가치 산업으로 적합하다. 특히 III-V족 화합물 반도체 태양전지는 III족 원소(In, Ga, Al)와 V족 원소(As, P)의 조합으로 0.3 eV~2.5 eV까지 밴드갭을 가지는 다양한 박막 제조가 가능하여 다양한 흡수 대역을 가지는 태양전지 제조가 가능하기 때문에 다중 접합 태양전지 제작이 가능하다. 또한 III-V 화합물 반도체는 고온 특성이 우수하여 온도 안정성 및 신뢰성이 우수하고, 또한 집광 시 효율이 상승하는 특성이 있어 고배율 집광형 태양광 발전 시스템에 가장 적합하다. Si 태양전지의 경우 100배 이하의 집광에서 사용하나, III-V 화합물 반도체 태양전지의 경우 500~1000배 정도의 고집광이 가능하다. 이러한 특성으로 III-V 화합물 반도체 태양전지 모듈 가격을 낮출 수 있고, 따라서 Si 태양전지 시스템과 비교하여 발전 단가 면에서 경쟁력을 확보할 수 있다. III-V 화합물 반도체는 다양한 밴드갭 에너지를 가지는 박막 제조가 용이하고, 직접천이(direct bandgap) 구조를 가지고 있어 실리콘에 비해 광 흡수율이 높다. 또한 터널정션(tunnel junction)을 이용하면 광학적 손실과 전기적 소실을 최소화 하면서 다양한 밴드갭을 가지는 태양전지를 직렬 연결이 가능하여 한 번의 박막 증착 공정으로 넓은 흡수대역을 가지며 효율이 높은 다중접합 태양전지 제작이 가능하다. 이에 걸맞게 본연구에서는 화학기상증착장치(MOCVD)를 이용하여 InAsP 나노선을 코어 쉘 구조로 성장하여 태양전지를 제작하였다. P-type Dopant로는 Disilane (Si2H6)을 전구체로 사용하였다. 또한 Benzocyclobutene (BCB) 폴리머를 이용하여 Dielectric을 형성하였고 Sputtering 방법으로 증착한 ZnO을 투명 전극으로 사용하여 나노선 끝부분과 실리콘 기판에 메탈 전극을 형성하였다. 이를 통해 제작한 태양전지는 솔라시뮬레이터로 측정했을때 최고 7%에 달하는 변환효율을 나타내었다.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.45 no.3
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• pp.1-4
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• 2008

We investigate magnetic semiconductor thin films for application towards spintronics, which can overcome current limitations in semiconductor devices. GaMnAs magnetic semiconducting films studied are easily integrated into conventional semiconductor processes and also offer a wide range of application, therefore it shows much promise as a future material. However the Curie temperature at which magnetic properties exist for GnMnAs is very low, also depending on deposition conditions the properties of the film can vary widely. In order to study these issues we investigate the best possible deposition conditions for magnetic properties.