• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.103.1-103.1
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• 2011

실리콘 이종접합 태양전지에서 계면 결함 밀도는 효율을 결정하는데 가장 중요한 요인으로 작용한다. 계면 결함은 캐리어의 재결합 위치로 작용하여, 계면 결함 밀도가 증가하면 재결합 속도가 증가하게 된다. 흡수층으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 (결정질 실리콘)를 가능한 깨끗하게 세정함으로써, 또한 emitter로 쓰이는 비정질 실리콘을 낮은 데미지로 증착하여 계면 결함 밀도를 감소 시킬 수 있다. 이러한 계면 결함 밀도의 감소가 어떠한 변화로 인해 태양전지 특성에 영향을 주는지 시물레이션을 통해 알아보았다. n-type 웨이퍼에 p-type 비정질 실리콘을 emitter로 하여 TCO/p/i/n-type wafer/i/n/TCO/metal의 구조를 적용했고, wafer 전면과 i로 쓰인 무첨가된 비정질 실리콘 간의 계면 결함 밀도를 변수로 적용했다. 그 결과, 계면 결함 밀도가 감소함에 따라 재결합이 감소하여 태양전지 특성이 증가하는 측면도 있지만, 흡수층의 장벽 (barrier height)이 높아져 재결합을 더욱 감소시킴으로 인해 태양전지 특성이 증가함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1997년도 제12회 학술발표회 논문개요집
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• pp.68-68
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• 1997

pp-typpe Si(100) Metal-Oxide-Semiconductor(MOS) 구조에서 산화막과 실리콘 사이의 계면상태 및 결함상태를 Isothermal Cappacitance Transient Sppectroscoppy (ICTS)방법을 이용하여 조사하였다. 특히 pplasma를 이용한 수소화이후 이 구조의 계면상태와 결함상태의 변화를 연구하였다. 상온에서 수소화한 MOS 구조의 경우 결함 상태의 농도가 급속히 감소함을 알 수 있었다. 이 구조에서 나타나는 모든 결함상태의 농도가 급격하게 감소하는 반면에, 수소화에 의한 새로운 깊은준이 결함상태도 관측되었다. 이 깊은 준위 결함 상태는 가전자대 위로부터 0.38eV 위치에 존재하였으며, 열적으로 안정된 결함상태로서, 해리에너지가 2.15$\pm$0.05 eV 이었다. 수소화이후 나타난 이 결함상태는 수소 플라즈마에 의해 구속된 Si원자가 수소원자와 결합하여 outdiffusion함으로 나타난 결함상태로 생각된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권6호
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• pp.558-562
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• 1999

승화 성장법을 적용하여 성장된 6H-SiC 결정에 대하여, KSV 이론과 성장 계면에서의 미사면(vicinal plane)상의 step 성장 양상을 근거로 하여, 성장 계면에서의 물질 흡착의 거동과 결함의 생성간의 상호 관계를 고찰하고, micropipes와 내부 결함의 생성 원인을 논하였다. micropipe와 면결함등의 결함들은 ledge 혹은 kink에 침입된 불순물에 의하여 step 성장의 진행이 방해받는 부분에 형성되었다. 따라서, SiC 결정에서 이들 결함의 생성은 SiC 결정 성장 계면에 형성되는 결정학적 step 성장면과 분자 또는 원자들의 격자 이동에 관련이 있음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.299-299
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• 2016

SiC는 넓은 에너지갭 (Eg=~3.4 eV)을 갖는 반도체로써, 고전압, 고온에서 동작이 가능하여 기존의 Si기반의 파워디바이스를 대체하기 위한 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 파워 디바이스의 성능 향상을 위해서는 기판과 절연체 사이의 계면에 생성되는 계면 결함을 감소시켜야 한다. 따라서 본 연구에서는 SiC 기판에 high-k 물질인 HfO2를 증착하여 HfO2/SiC 계면에 유도된 결함을 분석하고 이를 감소시킬 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다. HfO2 박막은 atomic-layer-deposition (ALD) 방법을 이용하여 SiC 기판 위에 $200^{\circ}C$에서 증착하였다. HfO2 박막 증착 후 NH3 분위기에서 rapid thermal annealing 방법을 이용하여 $600^{\circ}C$에서 1분 동안 열처리 진행하였다. Current-voltage (I-V) 측정을 통해 열처리 전 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 약 8.3 V 임을 확인하였다. NH3 열처리 후 HfO2/SiC의 절연파괴 전압이 10 V로 증가하였으며 누설 전류가 크게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 capacitance-voltage (C-V) 측정을 통해 열처리 후 flat band voltage가 negative 방향에서 positive 방향으로 이동함을 확인하였고, 이를 통해 NH3 열처리 방법이 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 전자 구조상의 conduction band edge에 존재하는 결함 준위를 분석하기 위해 x-ray absorption spectroscopy (XAS) 분석을 실시하였고, 열처리 전 HfO2/SiC 계면에 많은 결함 준위가 존재함을 확인하였으며, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 통해 이 결함 준위가 oxygen deficiency state과 관련됨을 알 수 있었다. NH3 열처리 후 결과와 비교해보면, oxygen deficiency state가 감소함을 확인하였으며 이로 인해 conduction band edge에 존재하는 결함 준위가 감소함을 알 수 있었다. 따라서, NH3 열처리 방법을 이용하여 HfO2/SiC 계면에 존재하는 결함을 감소시킬 수 있으며, HfO2/SiC의 물리적, 전기적 특성을 향상시킬 수 있다는 결과를 도출하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권4호
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• pp.56-61
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• 2015

고주파에서 이상적인 커패시턴스-전압 곡선과 결함이 존재하여 늘어진 커패시턴스-전압 곡선을 SiGe p-FinFET 시뮬레이션을 이용하여 보였다. 두 곡선이 게이트 전압 축으로 늘어진 전압 차이를 이용하여 평균적인 계면 결함 밀도를 구할 수 있었다. 또한 같은 특성을 이용하는 Terman의 방법으로 에너지에 따른 계면 결함 밀도를 추출하고, 동일한 에너지 구간에서 평균값을 구하였다. 전압 차이로 구한 평균 계면 결함 밀도를 Terman의 방법으로 구한 평균값과 비교하여, 두 방법의 결과가 거의 비슷한 평균 계면 결함 밀도를 나타낸다는 것을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.260-260
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• 2010

OTFT소자는 각 박막계면간의 접촉성에 따라 그 성능이 좌우 된다는 것은 널리 알려진 사실이다. 즉 박막계면간의 접촉성 저하는 계면간의 결함을 형성하여 OTFT소자 성능을 저하시킨다. 이러한 결함을 고품질의 자기조립단분자막을 제작함으로써 박막계면간 결함을 최소화 할 수 있다. 이러한 고품질의 자기조립단분자막 형성은 박막계면간의 결함을 최소화 하기때문에 고성능OTFT소자 제작시 박막계면간 접촉성 향상에 효율적으로 적용할 수 있을것이다. 이 논문에서는 계면간의 접촉성 향상을 위해 실리콘 웨이퍼 위에 3-Aminoproplytriethoxtsilane과 용매인 무수톨루엔을 이용하여 고품질의 자기조립단분자막을 제작 하였으며 고품질을 자기조립단분자막 성장 조건을 찾기 위해 엄격한 수분조절 및 APS농도, 담근시간, 온도를 조절하여 각기 다른 조건의 샘플을 제작하였다. 또한 APS성장 분포를 알기위하여 접촉각 측정기를 이용하여 접촉각을 측정 하였고 AFM 이용하여 실리콘 웨이퍼에 생성된 박막의 균질도를 측정하였다. 그 결과 APS농도(33%) 24시간 $25^{\circ}C$, APS농도(33%) 24시간 $70^{\circ}C$, APS농도(33%) 72시간 $25^{\circ}C$, APS농도 (33%) 72시간 $70^{\circ}C$ 샘플이 기존에 알려진 APS 접촉각인 $19^{\circ}C{\sim}21^{\circ}C$ 접촉각이 나왔으며 AFM 이미지 또한 높은 균질도를 보였다. 이 결과 고품질의 APS단분자막은 농도와 시간 그리고 온도에 영향은 받으며 이렇게 완성된 단분자막은 높은 균질도를 가지게 된다. 현재 실험을 통해 얻어진 고품질의 자기조립단분자막 성장 조건을 이용하여 OTFT소자 제작하고 있으며 고품질의 자기조립단분자막 형성에 의해 결함을 최소화 하므로써 박막계면간 옴성결합을 형성하여 OTFT소자의 성능 향상이 기대되어 진다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.11-16
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• 2006

본 연구는 이종 접착 재질의 접착계면에서 미접착 결함을 검출하기 위한 새로운 시험 기법을 개발하기 위함이다. 접착계면과 미접착계면에서의 초음파 전달 현상을 이론적으로 해석하여 초음파 신호를 모델링하였고, 이론적 분석에 기초하여 미접착계면에서의 위상 반전 현상을 애용한 검사 방법을 FRP/고무 시편에 적용하였다. 정량적으로 결함의 최소 검출 능력을 평가하기 위하여 알루미늄/고무 시편에 평저공을 가공하여 제작하였고 일반적으로 사용하고 있는 펄스에코반사법과 새로운 시험 기법인 위상반전법을 상호 비교하였으며 이론적으로 예측한 초음파 신호와 실험에서 얻은 초음파 신호를 근거로 위상반전법으로 미접착 결함을 검출할 수 있다고 판단하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.9-16
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• 2009

본 연구는 이종 접착 재질의 접착 계면에서 미접착 결함을 검출하기 위한 새로운 시험 기법을 개발하기 위함이다. 접착 계면과 미접착 계면에서의 초음파 전달 현상을 이론적으로 해석하여 초음파 신호를 모델링하였고, 이론적 분석에 기초하여 미접착 계면에서의 위상 반전 현상을 이용한 검사 방법을 FRP/고무 시편에 적용하였다. 정량적으로 결함의 최소 검출 능력을 평가하기 위하여 알루미늄/고무시편에 평저공을 가공하여 제작하였고 일반적으로 사용하고 있는 펄스에코반사법과 새로운 시험 기법인 위상반전법을 상호 비교하였으며 이론적으로 예측한 초음파 신호와 실험에서 얻은 초음파 신호를 근거로 위상반전법으로 미접착 결함을 검출할 수 있다고 판단하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2011

이종접합 태양전지 제작을 위해 기판의 buffer layer로 사용되는 기존의 a-Si 박막을 SiON 박막으로 대체하려는 연구가 진행 중이다. 기존의 a-Si 박막은 대면적에서 균일도를 담보하기 어렵고, 열적 안정성에 취약한 문제점이 있다. 이에 반해 SiON 박막은 일종의 화학 반응인 oxidation 방법으로 형성이 되기 때문에 막의 균일도를 담보 할 수 있고, $400^{\circ}C$이상의 온도에서 형성되기 때문에 열적 안정성이 우수한 장점이 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기판위에 직접 형성이 되기 때문에 기판과 SiON 계면 사이의 pssivation이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 이종접합 태양전지에 적용키 위한 SiON 박막을 형성하고, 기판과 SiON 계면에서의 passivation 향상을 위한 계면 결함 감소에 대한 연구를 진행하였다. 실험을 위한 SiON 박막은 공정온도 $450^{\circ}C$, 공정압력 100 mTorr, 증착파워 120 mW/cm2에서 5분간 증착하였으며, 이때 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 증착된 박막은 2~4 nm의 두께로 증착이 되었으며, 1.46의 광학적 굴절률을 가지는 것으로 분석되었다. 계면의 결함을 줄이기 위해 PECVD를 이용한 NH3 plasma treatment를 실시하였다. 공정온도 $400^{\circ}C$, 공정압력 150mTorr~450 mTorr, 플라즈마 파워 60mW/cm2에서 30분간 진행하였으며, 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 계면의 결함이 줄었는지 확인하기 위해 C-V 측정을 위한 시료를 제작하여 분석을 하였다. 실험 결과 VFB가 NH3 plasma treatment 이후 positive 방향으로 shift 됨을 알 수 있었다. Dit 분석을 통해 공정 압력 450 mTorr에서 $4.66{\times}108$[cm2/eV]로 가장 낮은 계면 결함 밀도를 확인 할 수 있었다. 결과적으로 NH3 plasma 처리를 통해 positive charge를 갖는 N-content가 형성되었음을 예측해 볼 수 있으며, N-content가 증가하면, 조밀한 Si-N 결합을 형성하면서, boron 및 phosphorus diffusion을 막는데 효과적이다. 또한, plasma treatment 과정에서 H-content에 의한 passivation 효과를 기대할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.111-111
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• 2011

유기박막트랜지스터는 각 박막계면의 접촉성에 따라 그 성능이 좌우 된다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이 때문에 계면간의 접촉성 및 결함을 최소화 하고 효율적인 패턴 형성을 위해 자기조립단분자막의 이용이 최근에 많이 시도되고 있다. 고품질 자기조립단분자막의 제작을 위해 RCA 세척을 통해 웨이퍼 표면에 OH기를 도입 보다 완벽한 단분자막의 형성을 촉진 하였으며 패턴제작은수분이엄격이조절된환경에서 alkyilsilane과 aminosilane 자기조립단분자막을 각각 ${\mu}CP$과 용액공정을 통해 시도되었다. 이 과정에서 물리적 흡착이나 OH기 부족으로 생성된 결함을 보안하기 위하여 SC1용액을 사용 단순 물리흡착된 자기조립단분자 물질의 제거와 다시 OH기 도입 용액공정을 통해 자기조립단분자막 형성을 반복적으로 실시하였다. 그 결과 자기조립단분자막의 결함이 최소화 되었고 자기조립단분자막의 질에 따라 유기전극재료 증착 시 선택적인 성장 과 형성된 유기전극재료 층의 형상이 다르게 관찰 되었다. 이런 반복적인 용액공정을 통해 결함이 최소화된 고품질 자기조립단분자막은 박막계면 간 옴성접촉을 형성하여 유기박막트랜지스터 제작 시 성능 향상이 기대되어진다.