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[국내논문] $O_2$ 플라즈마 전처리조건에 따른 폴리머 기판에 증착된 CdS 박막의 특성변화
Effect of $O_2$ Plasma Treatment on the Properties of CdS films Fabricated on the Polymer Substrate 원문보기

한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집 Vol.10, 2009 June 18, 2009년, pp.76 - 77  

김정호 (충주대학교 전자공학과) ,  박승범 (충주대학교 전자공학과) ,  정태환 (충주대학교 전자공학과) ,  김병국 (충주대학교 전자공학과) ,  송우창 (충주대학교 차세대 BINT 기술 연구소) ,  박재환 (충주대학교 전자공학과) ,  임동건 (충주대학교 전자공학과)

초록
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CdS 박막은 에너지 밴드갭이 상온에서 2.42 eV인 직접 천이헝 반도체로써 태양전지광전도 셀과 광센서 등에 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 유연성을 가지고 있는 PC, PET, PEN등 폴리머 기판을 $O_2$ 플라즈마를 사용하고 RF Power 100W, 공정시간 60~1200s의 조건에서 전처리하고, 이 기판을 CBD법을 이용하여 CdS 박막을 증착시켰다. 폴리머 기판의 결정립크기는 180s의 처리시간 부터 증가를 보였으며, 전기적 특성은 60s 와 180s에서 이동도와 비저항이 반비례하는 경향성을 나타내었고 광투과율은 처리시간에 따른 뚜렷한 변화를 보이지 않았다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • PC, PET, PEN 기판을 IPA, 메탄올, 초순수 순으로 각각 10분씩 초음파 세척 후 질소로 건조 시켜준 다음 Polymer 기판의 표면기질에 따른 변화를 주기 위하예CP (Inductively Coupled Plasma) 장비를 이용하여 O2 Plasma 식각 처리를 해주었다.。2 Plasma 공정조건은 O? 압력 20 mTorr, 가스량은 15 seem 로 하였으며 공정전력 100 w, 공정시간은 각각 60s, 180s, 600s, 1200s로 하였다.
  • 한편 CdS 박막 연구에 있어 대분분의 연구에 사용된 기판은 Glass에 증착시킨 것으로 유연성 및 충격에 취약한 단점을 가지고 있다. 때문에 Polymer 등 유연성이 있는 기판으로 성장 시킬 경우 유연성과 충격 뿐만 아니라 기판가격 등 경쟁성이 있는 것으로 확인되어 본 연구에서는 시간별로 02 Plasma 처리한 PC, PET, PEN을 CBD법을 이용하여 CdS박막을 증착시켜 기판의 특성변화 및 차이를 조사하였다.
  • 본 연구에서는 IJVI족 화합물 태양전지인 CdS/CdTe 태양전지 에서 상층으로 쓰이는 CdS박막을 유연성이 있는 Polymer 기판에 O혼 Plasma 로 시간별 표면 처리하여 증착시키고 그에 따른 퇙성 변화疊 조사하였다. 박막의 표면 이미지를 확인하기위해 SEM 이미지로 확인한 결과 180s 에서 모든 기판의 결정립의 그기가 커졌으며, 60s 와 180s 베서 25x1(/ Q-cm 의 비저항을 나타내었고 PC기판에서는 1200s 로 표면 처리 했읉 때, 78%의 如은 광 투과율 을 나타내었다.
  • 처리를 해주었다.。2 Plasma 공정조건은 O? 압력 20 mTorr, 가스량은 15 seem 로 하였으며 공정전력 100 w, 공정시간은 각각 60s, 180s, 600s, 1200s로 하였다.
  • 다음으로 Cadmium acetate, Ammonia, Ammonium acetate 순으로 용액을 넣어 주고반응용기의 온도가 75。로 올라갔을 때 ThioureaB 넣어 주어 50분간 반응시켰다. 증착된 박막들은 SEM(Scanning Electron Microscope), 과 UV-VIS Spectrophotometer 를 통하여 CdS 박막의 결정립 밀집도 와 구조 및 광학적 특성 분석을 실시 하였으며 Hall 측정장치 (HMS-3000) 를 통하여 박막의 전기적 특성을 분석하였다.

대상 데이터

  • Cadmium acetate ((CH3 COO)Z Cd-2H2 O), Thiourea((NH2 )2 CS) 를 Cd그 + 와 Sh 의 이온 공급원으로 사용하였으며 pH 조절제로써 Ammonia (NH3 ), 를 사용하였고 용맥내의 급격한 반응에 의하여 많은 침전물의 생성을 억제하기 위해 버퍼 층으로 Ammonium acetate (CH3 COONH4 )를 사용하였다. CdS의 고른 박막의 증착을 위해 반응조에 초순수를 눃어주고 Polymer 기판을 지지대에 고정시킨 후 온도를 조절하는 항몬 수조에 반응용기를 넣어준 다음 Impeller로 70 RPM 으로 교반하였다.

이론/모형

  • Polymer 기판 위에 Cds/CdTe 태양전지의 창층으로 사용될 CdS 박막을 CBD법 을 사용하여 증착시켰다. Cadmium acetate ((CH3 COO)Z Cd-2H2 O), Thiourea((NH2 )2 CS) 를 Cd그 + 와 Sh 의 이온 공급원으로 사용하였으며 pH 조절제로써 Ammonia (NH3 ), 를 사용하였고 용맥내의 급격한 반응에 의하여 많은 침전물의 생성을 억제하기 위해 버퍼 층으로 Ammonium acetate (CH3 COONH4 )를 사용하였다.
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