RTP법으로 후속 열처리한 Cu(In,Ga)Se2 박막의 구조적 및 전기적 특성 분석 = Structural and Electrical Characterization of Cu(In,Ga)Se2 Thin Films Post-annealed with a RTP System

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A CuIn1−xGaxSe2 light absorber layer that had been deposited on a soda-lime glass substrate by using the co-evaporation method was post-annealed at various temperatures by using a rapid thermal process method. The structural and the electrical properties of the deposited layer, which was annealed at temperatures in the range of 200 ~ 500 ℃ were investigated. The lattice constant and the grain size were calculated to investigate the structural properties, and charge carrier concentration, resistivity, and mobility were measured to investigate the electrical properties. The deposited film had a chalcopyrite structure, and the lattice constant and the grain size increased from 5.683 °A to 5.729 °A and up to 652.6 nm, respectively, with increasing post-annealing temperature.
Moreover, the charge carrier concentration increased from 4.24 × 1019 cm−3 to 1.72 × 1021 cm−3, while the mobility decreased from 5.68 × 102 cm2/V·s to 4.43 cm2/V·s. The resistivities were 2.41 × 10−2, 2.39 × 10−2, 1.28 × 10−2, 2.68 × 10−2, and 5.07 × 10−2 Ω·cm, at post-annealing temperatures of RT, 200 ℃, 300 ℃, 400 ℃, and 500 ℃, respectively.

국문 초록 (Abstract)

동시 증발법으로 소다석회유리 기판 위에 CuIn1-xGaxSe2(CIGS) 광 흡수층을 증착시킨 후 급속 열공정법으로 열처리 온도를 변화시키며 단시간 내에 후속 열처리를 하였다. 이때 온도 변화 범위는 200 ~ 500 ℃ 이었으며, 열처리 온도 변화에 따른 구조적 및 전기적 특성을 조사하였다. 구조적 특성을 조사하기 위해 CIGS 박막층의 격자상수와 결정 입자의 크기를 계산하였으며, 전기적 특성을 조사하기 위해 전하운반자 농도, 비저항, 이동도를 측정하였다. 모든 박막에서 chalcopyrite 구조임을 확인하였으며, 후속 열처리 온도 증가에 따라 격자상수가 5.683 Å 에서 5.729 Å 으로 증가하는 것을 확인하였고, 결정 입자의 크기는 최대 652.6 nm까지 증가하였다. 전하운반자 농도는 실온에서 500 ℃까지 4.24 × 1019 cm-3로부터 1.72 × 1021 cm-3으로 증가한 반면에, 이동도는 5.68 × 102 cm2/V·s로부터 4.43 cm2/V·s으로 감소하였다. 비저항 값은 열처리 온도 조건에 따라 2.41 × 10-2, 2.39 × 10-2, 1.28 × 10-2, 2.68 × 10-2, 그리고 5.07 × 10-2 Ω·cm이었다.

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