초록 ▼

최근 반도체 소자가 고속화, 고밀도화 및 미세화 되어가는 경향에서 고성능 소자가 작은 chip으로 집약되고 있는데 이러한 고성능 반도체 소자의 구동전원으로서 초소형 박막 고체전지를 개발한다면 임의의 회로기판 상에 일정한 면적을 갖는 고체전지를 형성시켜 타기능 소자와 복합되어 효율적으로 사용 가능하게 된다. 본 연구에서는 박막전극용 TiS? 전극을 개발하고 고성능 박막 고체전해질을 개발하는데 그 목적이 있다. TiS? 박막을 제조하기 위하여 TiCl?와 H?S를 기상반응 시켜 Ar 캐리어 가스로 glass 기판위에 석출시킨다.

최근 반도체 소자가 고속화, 고밀도화 및 미세화 되어가는 경향에서 고성능 소자가 작은 chip으로 집약되고 있는데 이러한 고성능 반도체 소자의 구동전원으로서 초소형 박막 고체전지를 개발한다면 임의의 회로기판 상에 일정한 면적을 갖는 고체전지를 형성시켜 타기능 소자와 복합되어 효율적으로 사용 가능하게 된다. 본 연구에서는 박막전극용 TiS? 전극을 개발하고 고성능 박막 고체전해질을 개발하는데 그 목적이 있다. TiS? 박막을 제조하기 위하여 TiCl?와 H?S를 기상반응 시켜 Ar 캐리어 가스로 glass 기판위에 석출시킨다. 리튬산화물 고체전해질은 rf-스퍼터링법으로 Li?O-B?O?-SiO?께의 고체 전해질을 타겟으로 사용하여 리튬 고체 전해질 박막을 제조하였고, 이를 바탕으로 Li/Li?O-B?O?-SiO?박막/TiS? 형태의 고체 박막 전지 prototype을 제조하였다. TiCl?와 H?S 가스로부터 CVD 방법에 의해 제조되는 TiS? 박막 결정들은 비교적 잘 발달된 주상정조직, 즉 C축이 기판에 수직으로 발달된 것을 잘 나타내었으며 낮은 반응로내의 압력에서 비교적 평탄한 표면을 얻을 수 있었다. R.f.magnetron sputtering장치를 이용하여 상온에서 Li?O-B?O?-SiO? 비정질 고체 전해질을 중착한 결과 25℃에서 이온 전도도는 3×10??Ω??㎝??이었으며 전자 전도도는 10???Ω??㎝?정도였다. 고체전해질의 분해전압은 약 2.5V로 나타났다. 리튬 박막 전지 cell을 구성하여 분석한 결과 Open circuit voltage를 측정한 결과 2.32V로 나타났다. 방전 용량을 측정한 결과 10㎂/㎠ 의 전류밀도로 cell을 OCV에서 1V까지 방전시켰을때 20㎂h/㎠로 나타났다.

Abstract ▼

This research is aimed at developing(110) preferred TiS? cathode films and glass typed solid electrolytes which have high ionic migrations and low electron conductivities for thin secondary solid batteries. To forming preferred orientated TiS? thin films on substrates by CVD method using TiCl?/H?S

This research is aimed at developing(110) preferred TiS? cathode films and glass typed solid electrolytes which have high ionic migrations and low electron conductivities for thin secondary solid batteries. To forming preferred orientated TiS? thin films on substrates by CVD method using TiCl?/H?S gas mole fraction were examined systematically. To obtain solid films of Li?O-B?O?-SiO? electrolytes by r.f. sputtering for thin solid batteries of Li/Li?O- B?O?-SiO?/TiS?. sputtering conditions were examined with Li?O- B?O?-SiO? powder sintered target. Preferred orientation of TiS? cathode films were well developed that columnar structure, namely caxis orientated parallely, were showed distinctly. At low pressure of reaction chamber and low heating temperature surfaces of smooth TiS? films could be obtained. Ion conductivity of Li?O-B?O?-SiO? films manufactured by RF magnetron sputtering were 3×10??Ω??㎝?? and electron conductivities were 10???Ω??㎝??. Decomposition voltages of solid electrolyte were about 2.5V value. Open cell voltage of thin lithium batteries were 2.32V value. When discharging cell from OCV to 1V, discharge capacity was 20㎂/㎠ current density.

목차 Contents

• 제 1 세 부 목 차...28
• 제 1 장 서 론...32
• 제 1 절 리륨 박막 고체전지...32
• 제 2 절 박막고체전극...36
• 제 3 절 고체전극제조...37
• 제 2 장 연구방법...41
• 제 1 절 TiS2 고체전극 제작 및 우선방위 측정...41
• 제 2 절 $TiS_2$ 고체전극의 제작과 기전력 측정...42
• 제 3 장 결과 및 고찰...44
• 제 1 절 BRIDGE FORMED RATE 측정...44
• 재 2 절 온도 및 H2S/TiCl4 몰비의 영향...45
• 제 3 절 결정의 우선방위 형성...46
• 제 4 절 결정의 성장속도...49
• 제 5 절 표면 및 단면관찰...49
• 제 6 절 $TiS_2$ 고체전극의 박막고체 전지의 특성...52
• 제 4 장 결 론...54
• 제 1 절 BRIDGE FORMED RATE 측정...54
• 제 2 절 온도 및 H2S/TiCl4 몰비의 영향...55
• 제 3 절 결정의 우선방위 형성...56
• 제 4 절 결정의 성장속도...57
• 제 5 절 표면 및 단면관찰...57
• 제 6 절 TiS2 고체전극의 박막고체 전지의 특성...58
• 제 5 장 참 고 문 헌...60