| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 | 19권 2호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 | Sputtering Deposition방식과 Thermal evaporate Deposition방식을 통한 poly crystalline CdTe기반 엑스선 검출기의 특성비교 |
| 초록 | 기존의 Amorphous Selenium(a-Se)기반 직접방식 엑스선 검출기의 대체물질로 전기이동도와 흡수효율이 뛰어나고, 비교적 밴드갭이 낮아 태양전지분야 뿐만 아니라 최근 엑스선 검출물질로 각광받고 있는 Cadmium Telluride(CdTe)를 다결정형태로 thermal evaporate증착방식과 sputtering증착방식을 이용하여 검출기 샘플을 제작 후, 특성을 비교 평가하였다. 실험에서 하부전극을 공통으로 Au를 사용하였으며 다결정 CdTe의 thermal evaporate증착 시, 5×10-6torr의 진공도와 400℃의 substrate온도로 약 60분 동안 증착을 진행하였고 보트의 온도는 300℃였다. sputtering증착 시, 5×10-6torr의 진공도와 400℃의 substrate온도 그리고 Ar gas 50sccm에서 RF power 100W로 30분간 동안 증착하였다. 각각의 증착방법으로 제작된 시편에 상단에 공통으로 ITO를 증착하여 상부전극을 형성 실험 샘플을 제작을 완료하였다. 제작된 시편의 전기적 특성을 알기위해 민감도를 측정 하였으며, SEM(Scanning electron microscope)을 통해 CdTe의 결정구조를 분석하였다. 실험 결과, 1V/㎛기준에서 sputtering증착의 CdTe검출기 샘플은 4.17nC/mR-cm2으로 측정 된 것에 반해, thermal evaporate증착의 CdTe검출기 샘플은 36.11nC/mR-cm2으로 우수한 sensitivity를 나타내었다. SEM촬영을 통해 thermal evaporate증착의 CdTe검출기 샘플의 grain size는 약 80에서 100nm의 크기로 나온 반면, sputtering증착의 CdTe검출기 샘플의 grain size는 10nm이하로 비정질에 가까운 표면특성을 나타내었다. 이는 CdTe증착 시 기화되는 thermal evaporate증착 원리와 이온의 충돌로 target에서 떨어져 증착되는 sputtering증착 원리의 차이로 grain size가 달라짐을 의미한다. grain size의 증가는 grain boundary의 감소를 의미하는데, grain boundary는 electron-hole pair(EHP) 생성 후, 이동하는 전자를 trapping 및 recombination을 유도하여 전하수집효율을 떨어뜨리며 이는 전기적 특성을 감소시킨다. 따라서 grain size가 증가할수록 결정질은 단결정 특성에 가까워져 CdTe의 변환효율을 증가시킴을 알 수 있다. 본 연구를 통해 다결정 CdTe의 엑스선 검출기의 활용 시, grain size의 증가로 thermal evaporate증착이 적합한 공정임을 검증 할 수 있었다. |
| 저자 | 김대국1, 노성진1, 김민재2, 강진호1, 명주연1, 조규석1, 허승욱1, 남상희1 |
| 소속 | 1인제대, 2부산대 |
| 키워드 | CdTe; Sputtering Deposition; Thermal evaporate Deposition |
