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급속열처리가 다결정 CaTe 박막의 물성에 미치는 효과에 관한 연구
조영아(Y. A. Cho),이용혁(Y. H. Lee),윤종구(J. K. Yoon),오경희(K. H. Oho),염근영(G. Y. Yeom),신성호(S. H. Shin),박광자(K. J. Park) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.4
CdS/ITO/glass 기판위에 다결정 CdTe 박막을 진공증착법으로 제조한 후 급속열처리하여 열처리 온도와 가스분위기가 CdTe의 박막의 물성과 전지특성에 미치는 효과를 연구하였다. 450℃에서 550℃까지 공기 중 급속열처리한 경우 박막은 EDX 조성분석결과 화학양론비를 유지하였고 표면성분비는 Cd-rich 상태였으나 전처리후 저저항 contact 제조에 유리한 Te-rich 상태로 변화되었다. TEM과 micro-EDX 결과 급속열처리 전후 모두 CdTe는 주상정구조가 관찰되었고 열처리동안 CdTe내로 확산된 S의 양이 로열처리와 비교하여 매우 적음을 알 수 있었다. 급속열처리 온도와 가스분위기 조건 중 공기 중에서 550℃ 열처리하였을 때 가장 우수한 태양전지효율을 나타내었다. Rapid thermal annealing (RTA) was applied to polycrystalline CdTe thin films evaporated on CdS/ITO/glass substrate and the effects of the annealing temperatures and the atmosphere on physical properties of polycrystalline CdTe thin films and CdTe/CdS solar cell characteristics were studied. Results obtained by EDX showed that the bulk composition of CdTe remained stoichiometric after annealing at 550℃ in the air but the surface composition became Cd-rich. Cross-sectional TEM and micro-EDX showed that columnar grains and micro-twins remained even after RTA, however, and the sulfur content in the annealed CdTe (added by sulfur diffusion from CdS during the annealing) was much smaller than that by furnace annealing. Among the investigated RTA temperatures and gas environments, the cell made with CdTe annealed at 550℃ in air showed the best solar energy conversion efficiency.
평판형 디스플레이 적용을 위한 내장형 Multiple U-Type 안테나를 이용한 유도결합형 플라즈마에 관한 연구
임종혁,김경남,염근영,Lim, J.H.,Kim, K.N.,Yeom, G.Y. 한국진공학회 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.3
본 연구에서는 대면적 플라즈마 공정에 적용 가능한 고밀도 플라즈마를 발생시키기 위하여 기존의 내장형 serpentine-type 안테나와 새롭게 고안된 내장형 유도결합형 multiple U-Type 안테나를 1020mm X 920mm(기판 880 X 660mm)의 챔버에서 연구하였다. 내장형 유도결합형 multiple U-type을 적용한 플라즈마는 serpentine-type과 비교하여 더 높은 플라즈마 밀도, 높은 radical 밀도, 좋은 균일도를 관찰할 수 있었다. 이는 serpentine-type의 경우와 비교하여 보다 적은 정상파 효과와 높은 유도결합에 기인한다. 내장형 유도결합형 multiple U-type 안테나의 적용으로 $2\times10^{11}/cm^3$의 높은 플라즈마 밀도를 얻을 수 있었고 5000W의 입력전압과 Ar 가스 15mTorr 공정압력조건에서 4%의 균일도를 관찰할 수 있었다. In this study, the characteristics of large area internal linear ICP sources of 1020mm X 920mm(substrate area is 880 X 660mm) were investigated using two different types of antenna, that is, a conventional serpentine-type antenna and a newly developed multiple U-type antenna. The multiple antenna showed a higher plasma density, a higher radical density, and more plasma stability compared to the serpentine-type antenna, and it appeared from the higher inductively coupling and less standing wave effect compared to the serpentine-type antenna. Using the multiple U-type antenna, the plasma density of $2\times10^{11}/cm^3$ with the plasma uniformity of 4% could be obtained using 15mTorr Ar and 5000W of RF power.
YSZ (yttria - stabilized zirconia) 박막을 이용한 센서 셀의 산소 감응
박준용(J. Y. Park),배정운(J. W. Bae),황순원(S. W. Hwang),김기동(K. D. Kim),조영아(Y. A. Cho),전진석(J. S. Jeon),최동수(D. Choi),염근영(G. Y. Yeom) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(2)
본 실험에서는 산소 이온 전도체로서 Smol%-YSZ 고체전해질을 RF-magnetron bias sputtering 법을 이용하여 증착하였으며 YSZ 박막을 이용한 산소감응 센서 셀 구조는 SiO₂기판상/Ni-NiO/Pt/YSZ/Pt 다층 박막 구조로 제조하였다. 센서 셀의 정상상태에서의 기전력(electromotive force; EMF)은 산소분압(Po₂ : 1.013×10³ Pa ~ 1.013×10^5 Pa)과 측정온도(300~700℃)를 변화시켜가며 측정하였다. 제작된 셀의 산소 감응 실험결과 500℃에서 가장 우수한 감응특성을 나타내었으나 300℃ 이하에서는 산소 이온 이동의 어려움으로, 700℃ 이상에서는 박막중간의 상호 확산으로 감응특성이 저조하였다. 특히 본 실험에서 제조된 YSZ 산소센서는 500℃ 및 산소분압 1.565×10⁴ Pa 이상의 비교적 높은 산소 분압에서 Nemst equation에 근접한 산소 감응 특성을 나타내었다. 8 mol%-yttria-stabilized zirconia (YSZ) thin films as oxygen ion conductor were deposited by rf-magnetron sputtering, and the oxygen gas sensors with the structure of SiO₂ substrate/Ni-NiO mixed reference layer/Pt/YSZ/Pt were fabricated and their oxygen sensing properties were investigated. The steady-state electromotive force (EMF) values were measured as a function of oxygen partial pressure (PO₂; from 1.013×10³ Pa to 1.013×10^5 Pa) and operating temperature (300℃ to 700℃). The fabricated YSZ oxygen sensor showed the best oxygen sensing properties at 500℃. However, oxygen sensing properties were very low at the temperature lower than 300℃ due to the lack of oxygen ion mobility and at the temperature higher than 700℃ due to intermixing of materials between the layers. Especially, the YSZ sensor operating at 500℃ and oxygen partial pressure above 1.565×10⁴ Pa showed the oxygen sensing properties close to the values predicted by ideal Nemst equation.
자장강화된 유도결합형 플라즈마를 이용한 산화막 식각에 대한 연구
안경준(K. J. An),김현수(H. S. Kim),우형철(R. Woo),유지범(J. B. Yoo),염근영(G. Y. Yeom) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4
본 연구에서는 자장강화된 유도결합형 플라즈마를 사용하여 이 플라즈마의 특성을 조사하고 또한 산화막 식각에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 자장 강화를 위해 4쌍의 영구자석이 사용되었고, 산화막 식각을 위해 C₂F_6, CHF₃, C₄F_8 가스 및 이들 혼합가스가 사용되었으며 첨가가스로 H₂를 사용하였다. 자장강화된 유도결합형 플라즈마 특성 분석을 위해 Langmuir probe 와 optical emission spectrometer를 이용하였으며 산화막 식각 속도 및 photoresist에 대한 식각 선택비를 stylus profilometer를 이용하여 측정하였다. 이온 밀도에 있어서 자장 유무에 따른 큰 변화는 관찰되지 않았으나 이온전류밀도의 균일도는 자장을 가한 경우 웨이퍼가 놓이는 기판 부분에서 상당히 증가된 것을 알 수 있었다. 또한 자장이 가해진 경우, 자장을 가하지 않은 경우에 비해 플라즈마 전위가 감소된 반면 전자온도 및 라디칼 밀도는 크게 증가되는 것을 알 수 있었으며 산화막 식각시에도 높은 식각 속도와 식각 균일도를 보였다. 산화막 식각을 위해 수소가스를 사용한 가스조합중에서 C₄F_8/H₂가스조합이 가장 우수한 식각 속도및 photoresist에 대한 식각 선택비를 나타내었으며 공정변수를 최적화 함으로써 순수 C₄F_8에서 4이상의 선택비와 함께 8000 Å/min의 가장 높은 식각속도를 얻을 수 있었으며, 50%C₄F_8/50%H₂에서 4000 Å/min의 산화막 식각 속도와 함께 15이상의 식각 선택비를 얻을 수 있었다. In this study, the effects of multi-dipole type of magnets on the characteristics of the inductively coupled plasmas and SiO₂ etch properties were investigated. As the magnets, 4 pairs of permanent magnets were used and, to etch SiO₂, C₂F_6, CHF₃, C₄F_8, H₂, and their combinations were used. The characteristics of the magnetized inductively coupled plasmas were investigated using a Langmuir probe and an optical emission spectrometer, and SiO₂ etch rates and the etch selectivity over photoresist were measured using a stylus profilometer. The use of multi-dipole magnets increased the uniformity of the ion density over the substrate location even though no significant increase of ion density was observed with the magnets. The use of the magnets also increased the electron temperature and radical densities while reducing the plasma potential. When SiO₂ was etched using the fluorocarbon gases, the significant increase of SiO₂ etch rates and also the increase of etch uniformity over the substrate were obtained using the magnets. In case of gas combinations with hydrogen, C₄F_8/H₂showed the highest etch rates and etch selectivities over photoresist among the gas combinations with hydrogen used in the experiment. By optimizing process parameters at 1000 Watts of inductive power with the magnets, the highest SiO₂ etch rate of 8000 Å/min with the etch selectivity of 4 could be obtained for 100% C₄F_8 and the highest etch selectivity of over 15 with the SiO₂ etch rate of 4000 Å/min could be obtained for 50% C₄F_8/50% H₂.