Due to its favorable optical properties, Cu2SnS3 (CTS) is a promising material for thin film solar cells. Doping, which modifies the absorber properties, is one way to improve the conversion efficiency of CTS solar cells. In this work, CTS solar cells with selenium doping were fabricated on a flexible substrate using sputtering method and the effect of doping on the properties of CTS solar cells was investigated. In XRD analysis, a shift in the CTS peaks can be observed due to the doped selenium. XRF analysis confirmed the different ratios of Cu/Sn and (S+Se)/(Cu+Sn) depending on the amount of selenium doping. Selenium doping can help to lower the chemical potential of sulfur. This effectively reduces the point defects of CTS thin films. Overall improved electrical properties were observed in the CTS solar cell with a small amount of selenium doping, and a notable conversion efficiency of 1.02 % was achieved in the CTS solar cell doped with 1 at% of selenium.

Magnetostrictive thin films can be applied in transmission system for the enhancement of energy efficiency. In this study, four kinds of substrates (Si, glass, Fe, polyimide) with the magnetostrictive thin film layers are prepared and investigated to characterize the magnetic and mechanical behaviors due to the substrates effects. The fabricated substrates have thicknesses of 50, 150 and 500um with cantilever shape. TbDyFe films are deposited by DC magnetron sputtering with 1～10m thick. The deposited film thicknesses are verified using X-ray diffraction. The magnetization of each sample is examined using VSM(Vibrating Sample Magnetometer) and magnetostriction is also measured using capacitance method to characterize magneto-mechanical behaviors. The magnetostriction results as deflections are compared and the results are discussed for micro actuator applications.

For fabricating silicon solar cells with high conversion efficiency, texturing is one of the most effective techniques to increase short circuit current by enhancing light trapping. In this study, four different types of textures, large V-groove, large U-groove, small V-groove, and small U-groove, were prepared by a wet etching process. Silicon substrates with V-grooves were fabricated by an anisotropic etching process using a KOH solution mixed with isopropyl alcohol (IPA), and the size of the V-grooves was controlled by varying the concentration of IPA. The isotropic etching process following anisotropic etching resulted in U-grooves and the isotropic etching time was determined to obtain U-grooves with an opening angle of approximately 60˚. The results indicated that U-grooves had a larger diffuse reflectance than V-grooves and the reflectances of small grooves was slightly higher than those of large grooves depending on the size of the grooves. Then amorphous Si:H thin film solar cells were fabricated on textured substrates to investigate the light trapping effect of textures with different shapes and sizes. Among the textures fabricated in this work, the solar cells on the substrate with small U-grooves had the largest short circuit current, 19.20 mA/cm2. External quantum efficiency data also demonstrated that the small, U-shape textures are more effective for light trapping than large, V-shape textures.

유기 박막 트랜지스터 (organic thin-film transistors; OTFTs)는 유기 반도체 그리고 디스플레이와 같은 분야에 그들의 잠재적인 응용 가능성 때문에 많은 주목을 받고 있다. 하지만 급격한 산화 혹은 낮은 전기 이동도와 같은 단점으로 인하여 n-형 물질은 p-형 물질에 비해서 상대적으로 많은 연구가 진행되지 못한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 n-형 반도체 물질인 [6,6]-phenyl-C61-butyricacidmethylester (PCBM)과 Poly(4-vinylphenol) (PVP)을 유기 절연막으로 이용하여 o-dichlorobenzene, toluene and chloroform과 같은 다양한 유기 용매를 사용한 플라스틱 기판에 유기트랜지스터를 제작하였고 유기 용매가 ODCB 경우 전계 효과 이동도는 약 0.034 cm2/Vs 그리고 점멸비(on/off ratio)는 ~1.3×105 으로 향상 되었다. 다양한 유기 용매의 휘발성에 따라서 PCBM TFT의 전기적 특성에 미치는 영향을 규명하였다.

사파이어 (0001) 기판의 활성화 이온빔 (RIB) 처리 후 MOCVD에서 성장한 GaN박막의 열처리를 통한 구조 변화를 살펴보고, 전기적 성질의 변화를 관찰하기 위하여 전기로를 이용하여 열처리를 하였다. 시편의 분석을 위하여 DCXRD, Hall, TEM을 사용하였다. 1000˚C에서 시간을 변화시키면서 열처리한 시편에서 DCXRD의 FWHM는 약 50 arc-sec 정도 감소하였고, Hall 이동도는 약 80cm2/V.sec 정도 향상되었다. 가장 좋은 Hall 이동도를 보인 처리된 시편과 처리 전 시편의 TEM 비교 관찰에서 전위 밀도는 56~69% 정도 감소하였고 격자의 변형도 줄어들었다. 이것은 결정의 질과 전기적 성질 사이의 상관관계를 암시하며, 기판의 RIB 처리와 성장 후 적절한 열처리의 조합이 MOCVD로 성장시킨 GaN 박막의 특성을 개선시키는 것을 명확하게 보여준다.

(hfac) Cu(1,5-COD)(1,1,1,5,5,5-hexafluro-2,4-pentadionato Cu(I) 1,5-cyclooctadine) 증착원을 이용하여 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)로 Cu 박막을 형성시키고, MOCVD에 의한 TiN 기판 변화가 Cu 증착에 미치는 영향을 조사하였다. 공기 중에 노출시킨 기판은 MOCVD 에 의한 Cu 핵생성 및 초기성장에 영향을 미쳐 입자크기가 작고, 입자간의 연결성이 떨어졌으며, in-situ MOCVD Cu의 경우는 입자크기가 크고, 입자간의 연결성이 우수하여 1900Å 이상의 두께에서는 2.0μΩ-cm 정도의 낮은 비저항을 유지하였다. 또한 접착력에서는 in-situ MOCVD TiN 의 경우가 보다 우수하였다. 이와 같은 결과를 토대로 MOCVD Cu 성장단계를 제시하였다.

차세대 반도체 배선분야에서, Cu박막은 현재의 AI을 대체할 물질로서 대두되고 있으며 CVD에 의한 선택적 증착은 Cu의 patterning과 관련하여 상당한 관심을 일으키고 있다. 본 연구에서는 (hfac)Cu(VTMS)의 유기원료를 사용하여, CVD공정변수, 운반기체, 표면 처리 공정에 따른 SiO2, TiN, AI기판에 대한 선택성을조사하였다. 선택성은 저온(150˚C), 저합(0.3Torr)에서 향상될 수 있었으며, 특히, HMDS in-situ-predosing공정에 의해 더욱 향상될 수 있었다. 모든 경우에 대해, H2운반기체가 Ar 보다 짧은 incubation time과 높은 증착 속도가 얻어졌으며, Cu입자들의 크기가 작고 연결상태가 보다 양호하였다. 이는 H2경우에 기판표면에 원료가 흡착되어 핵을 형성시키는 위치 (-OH)가 보다 많이 제공되기 때문으로 여겨진다. 이러한 미세구조의 차이는 H2경우에 보다 낮은 비저항을 얻게 했다. HMDS in-situ predosing공정에 의한 Cu박막내 불순물 차이는 없었으며 뚜렷한 비저항의 차이도 나타나지 않았다.

다이아몬드 박막을 이용한 반도체소자를 실현시키기 위해서는 다이아몬드가 아닌 다른 재료의 기판위에 대면적에 걸쳐 다이아몬드막을 에피텍셜 성장시키는 것이 필수적이다. 그러나 이 분야의 연구는 아직 초보상태로 그 목표가 실현되지 못하고 있다. 본 논문에서는 저압의 ECR 마이크로파 플라즈마 CVD에 의하여 대면적의 Si(100)기판상에 방향성을 갖는 다이아몬드막을 성공적으로 성장시킨 결과를 보고자한다. 지금까지 얻어진 최적 핵생성 공정조건은 다음과 같다 : 반응압력 10Pa, 기판온도 800˚C(마이크로파 전력이 3kW일 때), 원료가스 CH4/He 계로 농도비 3%/97%, 가스총유량 100sccm, 바이어스 전압 + 30V, 마이크로파 전력(microwave power)4kW, 바이어스 처리 시간 10분간이며, 성장단계에서의 증착공정 조건은 기판온도 800˚C, 원료가스 CH4/CO2/H2계로 농도비 5%/15%/85%, 가스 총유량 1000sccm, 바이어스 전압 +30V, 마이크로파 전력 5kW, 성막시간 2시간으로 일정하게 유지하였다. 이 조건하에서 기판 면적 3x4cm2의 대면적에 대해서 약 2x109cm-2의핵생성 밀도를 균일하게 재현성있게 얻었다. 원료가스로 CH4/H2를 사용한 경우보다 CH4/H2를 사용할 경우에 라디칼밀도의 증가에 의하여 더 높은 핵생성밀도를 얻을 수 있었다. 또한 저압의 ECR플라즈마 CVD의 경우에는 양의 바이어스전압이 막의 손상이 없어 다이아몬드 핵생성에 더 적합하였다.

연소화염법을 이용한 다이아몬드 박막합성은 기판의 표면상태에 크게 의존한다. 특히 탄소결합상이 기판에 조재하는 경우 다이아몬드 핵생성과 성장은 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 일정한 흡입가스비율(R=O2/C2H2)과 기판온도 조건의 연소화염법을 이용하여 몰리브덴 기판위에 다리아몬드박막을 합성하는 과정에서 박막의 핵생성에 미치는 기판 탄소화합물의 영향을 조사하였다. Mb 금속기판표면에 형성된 탄화물로는 Mo2C상과 soot를 택하여 박막합성 전에 Mo기판상에 형성시켰다. Mo 금속기판표면에 형성된 탄화물(Mo2C)상에는 다이아몬드 핵생성과 입자성장이 촉진되어 가장 조대한 양질의 다이아몬드 입자가 형성되었다. 이것은 탄화물상이 반응가스중의 탄소의 확산을 저지함과 동시에 핵생성의 필요한 잠복기간을 감소키켰기 때문이다. 그러나 soot를 구성하는 미세한 탄소결합상들이 다이아몬드 핵생성 장소로 작용하여 결과적으로 다이아몬드 수밀도가 가장 크게 관찰된 반면, 입자성장은 Mo2C기판에 비해 작았다.

TiN 기판상에 CVD와 무전해 도금을 이용하여 구리막을 성장시킬 때 여러 가지 전처리에 따른 증착 양상의 변화에 관하여 조사하였다. Cu(hfac)2를 선재(precursor)로 사용하여 CVD 증착을 실시할 때 각 전처리에 따른 TiN상의 구리막의 덮힘성(coverage)향상은 Pd-HF 활성화 처리>>HF dip> RF remote plasma의 순이었다. 특히 Pd-HF 활성화 처리를 해줄 경우 거의 완전한 연속막을 얻을수 있었으며 scotch tape peel test 결과 매우 양호한 부착특성을 보였으나, 이에 비해 전처리를 해주지 않은 경우에는 오랜 시간이 경과되어도 연속막으로 성장하지 못하고 섬모양의 큰 결정립을 이룰 뿐이었다. 이러한 차이는 Pd-HF 활성화 처리에 의해 표면에 미세하게 형성된 Pd층이 구리의 핵생성과 부착특성을 크게 향상시켰기 때문인 것으로 사료되며 이러한 효과는 무전해 도금의 경우에도 마찬가지였다. 그리고 기판과 증착온도에 따른 선택성을 보면 350˚C이하에서는 pd-HF 활성화 처리에 의해서 SiO2에 대하여 TiN으로의 선택성을 가지나 그 이상의 온도에서는 선택성이 상실되었다.