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열전 박막의 표면형상 개선을 위한 Sapphire기판의 표면처리 원문보기

한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집, 2009 Apr. 03, 2009년, pp.9 - 11  

권성도 (한국과학기술연구원 박막재료연구센터) ,  김광천 (한국과학기술연구원 박막재료연구센터) ,  최지환 (한국과학기술연구원 박막재료연구센터) ,  김진상 (한국과학기술연구원 박막재료연구센터)

초록
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열전박막은 유비쿼터스 센서 네트워크에서 사용될 초소형 자가발전 장치로 각광받고 있다. 본 실험에서 는 상온에서 주로 사용되는 $BiSbTe_3$ 열전물질을 유기 금속화학 증착법(MOCVD)을 이용하여 (0001) Sapphire기판 위에 성장하였다. 일반적으로 사용되는 기판의 세척 및 에칭과정을 거쳐 성장된 $BiSbTe_3$ 박막의 표면형상은 부분적으로 성장되지 않으며 불규칙한 결정립을 포함하는 박막의 형상을 나타내었으나 성장 전 기판의 표면처리 통하여 성장된 박막의 표면 형상을 크게 개선시킬 수 있었다. 이는 표면처리를 통하여 기판표면에 미세 결함을 형성 시켜 초기 박막성장 시 핵생성이 용이하도록 하였기 때문으로 해석되었다. 이러한 표면 처리기법은 성장된 박막의 열전 특성에 크게 영향을 끼치지 않았다. 따라서 다양하고 저가의 박막형 열전소자의 제작에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

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문제 정의

  • 따라서 실제 소자에의 응용을 위해서는 표면형 상의개선이 반드시 필요하게 된다. 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 BiSbTe3 박막 성장 시 표면형상 개선을 위한 연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서는 표면처리 된 사파이어 기판에 성장된표면형상 개선 메카니즘을 규명 하였다. 표면처리가 표면 형상 개선에 영향를 주는 것은 칼륨이온 자체가 아니라 사파이어 기판 표면에 형성되는 물리적인 결함에 의한 것으로 판단되었다.
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