• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.244-244
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• 2010

최근 활발히 연구되고 있는 AMOLED는 평판 디스플레이 분야를 이끌어 갈 차세대 선두 주자로 크게 주목 받고 있다. AMOLED는 전압 구동 방식인 AMLCD와 다르게 전류 구동 방식으로 a-Si TFT 보다 LTPS-TFT 사용이 요구되며, 대면적 기판으로 갈수록 결정립의 균일도가 매우 중요한 인자로 작용한다. 현재 양산이 가능한 AMOLED는 핸드폰이나 15인치 TV정도로 크기가 소형이며 대형 TV나 컴퓨터 모니터 등을 양산하기 위해 많은 방법이 시도되고 있다. 양산체제에서 사용되는 결정화 방법으로는 ELC가 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 그러나 레이저를 사용하는 ELC 방법은 대면적으로 갈수록 레이저 빔 자체의 불균일성, shot to shot 불균일성, 레이저빔 중첩의 부정확도 등으로 인한 균일도의 부정확성이 커짐으로 인한 mura 현상이 나타나고 레이저 장비의 사용에 대한 비용 부담을 피할 수 없다. 따라서 non-laser 방식에 결정화 방법이 요구되나 SPC 경우는 상대적으로 고온에서 장시간이 걸리고, MIC 뿐만 아니라 MIC 응용 방법들은 금속 오염에 대한 문제가 발생하고 있는 실정이다. 이러한 문제로 인하여 결정립 크기의 균일도가 우수한 다결정 실리콘 박막을 제조하는 신기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 박막 상부 혹은 하부에 도전층을 개재하고, 상기 도전층에 전계를 인가하여 그것의 주울 가열에 의해 발생한 고열로 비정질 실리콘 박막을 급속 고온 고상 결정화하는 방법에 관한 기술인 JIC (Joule-heating Induced Crystallization) 결정화 공정을 개발하였다. 본 공정은 상온에서 수 micro-second 내에 결정화를 수행하는 것이 가능하며 도전층과 실리콘 박막 사이에 barrier층 삽입를 통하여 금속 오염을 막을 수 있으며 공정적인 측면에서도 별도의 chamber가 필요하지 않는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 JIC 결정화 공정 조건에 따른 결정화 기구 및 JIC poly-Si의 미세구조 및 물리적 특성에 관한 논의가 이루어질 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1400-1402
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• 2002

금속유도 측면 결정화 (Metal Induced Lateral Crystallization; MILC)를 통하여 형성한 다결정 실리콘 박막에 엑시머 (excimer) 레이저를 조사하여 우수한 특성을 갖는 박막 트랜지스터를 제작하였다. MILC 공정 중에 형성되는 금속 유도 결정화 (Metal Induced Crystallization; MIC) 실리콘 박막은 다량의 Ni을 함유하고 있기 때문에, 이에 인접한 MILC 실리콘 박막 내에는 니켈 농도의 점진적인 차이가 발생한다. MILC 다결정 실리콘 박막 내의 Ni 농도 차이는 실리콘 박막의 용융점 차이를 유발하여 레이저 결정화 시에 매우 큰 실리콘 결정립의 성장을 유도한다. 새로운 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 기존의 레이저 결정화 방식으로 제작한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에 비하여 40% 향상된 전계효과 이동도를 나타내었다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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• pp.145-146
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• 1997

수소화된 비정질 규소(a-Si:H)는 전자소자에서 광범위하게 사용되고 있다. 하지만 a-Si:H는 반송자 이동도가 느리고 불안정하기 때문에 그 특성개선이 요구되어진다. 본 논문은 금속기판 Mo위에 a-Si:H를 성장하고 후속 결정화 연구를 수행하였다. a-Si:H 박막은 DC 글로우 방전으로 Mo 기판위에 증착되었다. 실험에 사용되어진 열처리로는 질소분위기, 진공상태, 급속가열 및 엑시머레이저 열처리를 행하였다. 열처리 온도는 10$0^{\circ}C$에서 120$0^{\circ}C$까지 행하였다. 엑시머레이저의 에너지는 단위 펄스당 90에서 340mJ이였다. 결정화에 영향을 주는 요소로는 불순물 주입, 온도, 박막의 두께 및 열처리 시간등을 조사하였다. 불순물이 주입된 비정질규소는 진성규소보다 더 좋은 결정화를 보였다. 불순물 주입은 낮은 온도에서의 결정화에 도움을 주었다. 열처리 시간은 결정화에 큰 영향을 미치지 못하였다. 반면에 열처리 온도는 결정화에 큰 영향을 주었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자 분야
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• pp.80-83
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• 2005

$Nd:YVO_4$ 연속발진 레이저 (CW laser)를 이용하여 다결정실리콘 (CLC poly-Si)을 제작하였다. CLC 다결정 실리콘의 결정화 영역은 결정립 크기에 따라 SLC(Sequential Lateral Crystallization) 영역, SLG(Super Lateral Grain) 영역 및 Small Grain 영역으로 구분된다. 레이저를 중첩스캔 하여 제작한 CLC 다결정실리콘의 경우, 레이저 스캔 경계에서 단결정립이 형성됨을 SEM으로 확인하고, CLC 다결정실리콘의 결정성을 XRD와 라만 스펙트럼(Raman spectrum)을 이용하여 조사하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1559-1561
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• 2002

적외선 확산반사형 결정화유리를 응용한 레이저 여기용 공진기를 제작하여 미세구조 분석 및 레이저 여기 효율특성을 조사하였다. 출발물질로는 Cordierite를 주결정상으로 하는 MAS(MgO, $Al_2O_3$, $SiO_2$) 3성분계 조성에 결정화 유도용 조핵제로 $TiO_2$를 첨가하였으며, 형성된 유리 용융물을 흑연제 몰드에 부어 공진기를 제조하였다. 용융물 중 일부를 2단계 열처리를 행하여 상분석을 실시한 결과 Cordierite($2MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}5SiO_2$)와 Rutile($TiO_2$)이 주결정상으로 관찰되었으며, 열처리 온도를 변화시켜 생성된 입자의 크기에 따른 확산반사율간의 관계를 조사한 결과, $1100{\sim}1200nm$에서 열처리된 시편의 경우 $500{\sim}2200nm$의 영역에서 95% 이상의 확산반사율을 나타내었다. 대표적인 고체레이저인 Nd:YAG의 경우, $700{\sim}900nm$ 파장이 주흡수대이며, 이를 결정화유리로 제조된 공진기의 레이저 효율특성실험에 이용하였다. 수냉 및 단일 펄스의 조건에서 $1.7{\sim}1.9%$의 효율을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.109-109
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• 2011

1T-1C로 구성되는 기존의 DRAM(Dynamic Random Access Memory)은 데이터를 저장하기 위한 적절한 capacitance를 확보해야 한다. 따라서 캐패시터 면적으로 인한 집적도에 한계에 직면해있다. 따라서 이를 대체하기 위한 새로운 DRAM인 1T (Transistor) DRAM이 각광받고 있다. 기존의 DRAM과 달리 SOI (Silicon On Insulator)기술을 이용한 1T-DRAM은 데이터 저장을 위한 캐패시터가 필요없다. Impact Ionization 또는 GIDL을 이용해 발생한 정공을 채널영역에 가둠으로 서 발생하는 포텐셜 변화를 이용한다. 이로서 드레인 전류가 변화하며, 이를 이용해 '0'과 '1'을 구분한다. 기존의 1T-DRAM은 단결정 실리콘을 이용하여 개발되었으나 좀더 광범위한 디바이스로의 적용을 위해서는 다결정 실리콘 박막의 형태로 제작이 필수적이다. 단결정 실리콘을 이용할 경우 3차원 집적이나 기판재료선택에 제한적이지만 다결정 실리콘을 이용할 경우, 기판결정이 자유로우며 실리콘 박막이나 매몰 산화층의 형성 및 두께 조절이 용이하다. 때문에 3차원 적층에 유리하여 다결정 실리콘 박막 형태의 1T-DRAM 제작이 요구되고 있다. 따라서 이번연구에서는 엑시머 레이저 어닐링 및 고상결정화 방법을 이용하여 결정화 시킨 다결정 실리콘을 이용하여 1T-DRAM을 제작하였으며 메모리 특성을 확인하였다. 기판은 상부실리콘 100 nm, buried oxide 200 nm로 구성된 SOI구조의 기판을 사용하였다. 엑시머 레이저 어닐링의 경우 400 mJ/cm2의 에너지를 가지는 KrF 248 nm 엑시머 레이저 이용하여 결정화시켰으며, 고상결정화 방법은 $400^{\circ}C$ 질소 분위기에서 24시간 열처리하여 결정화 시켰다. 두가지 결정화 방법을 사용하여 제작되어진 박막트랜지스터 1T-DRAM 모두 kink 현상을 확인할 수 있었으며 메모리 특성 역시 확인할 수 있었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
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• pp.177-179
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• 2002

본 연구는 Ag와 Ce이 함유된 유리를 용융법에 의해 제조하였으며, 355nm Nd:YAG 펄스 레이저를 조사하였을 때의 광학적 특성과 열처리과정에서 발생하는 결정화의 변화과정에 대해 평가하였다. Ce이 함유된 유리는 환원 분위기에서 제조되었으며, Optical Absorption을 통하여 Ce$^{3+}$ 이온이 존재하는 유리의 흡수대역을 관찰하고자 하였다. Photo Luminescence(PL) 측정을 통해 Ce$^{3+}$ 이 존재하고 있음을 확인하였으며, Ce$^{3+}$ 이온의 5d$\longrightarrow$4f 전이를 관찰하였다. 이와같이 Ce$^{3+}$ 가 함유된 유리는 레이저를 조사하였을 경우 PL의 강도가 저하됨을 확인하였다. 열처리과정에서 발생하는 결정화현상을 고찰하기 위해 열분석을 실시하였으며, 레이저조사된 유리에서 최대결정화온도가 감소함을 관찰하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.246-247
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• 2000

Yb$^{3+}$ 이온은 InGaAs LD 및 Ti:sapphire 레이저로 펌핑할 수 있는 940 nm에서의 흡수대를 가지고 있고, 1.03 $mu extrm{m}$의 형광방출 특성을 가지고 있으며, 지금까지 알려진 1 $\mu\textrm{m}$ 파장대의 레이저 활성이온 중에서 가장 적게 열을 발생하는 특성을 가지고 있음이 알려져 최근에는 Yb$^{3+}$ 이온을 첨가한 여러 가지 레이저 매질이 연구되고 있다.[1] 그 중에서도 Yb$^{3+}$ ion doped yttrium aluminum garnet (Yb:YAG) 단결정은 충분하게 넓은 흡수선폭, 좋은 열광학적 특성, 고출력 작동을 하게 하는 stokes shift, 그리고 LD에 의한 펌핑을 가능하게 하는 940 nm 영역에서의 흡수 및 긴 여기시간을 가진 이상적인 매질로 알려져 있다.[2] 이러한 특성으로 인해 Yb:YAG 단결정은 femtosecond 레이저 등 각종 레이저 시스템의 소형화[3]를 가져왔으며, 레이저 결정의 양산 가능성 및 레이저 기기의 소형화에 따르는 시스템의 가격 감소가 가능하므로 Yb:YAG microchip 레이저는 향후 고출력 레이저 기기 산업의 중추가 될 것으로 기대된다. (중략)

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.173-179
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• 1999

본 연구에서는 비정질 규소 박막의 결정화를 촉진시키기 위하여 표면 활성화 처리의 영향을 관찰하였다. 표면 활성화 방법으로는 습식 연마법(Wet Blasting)과 Nd:YAG 레이저의 빔을 사용하였고, 700~$800^{\circ}C$에서 관상로 열처리를 행하여 고살 결정화에 미치는 영향을 보았다. 결정화 정도의 기준으로는 XRD 분석을 통해 얻은 (111) 피크강도를 이용하였으며, 결정의 품질을 분석하기 위해 Raman 분석을 행하였다. 결정화의 표면 형상에 대한 관찰은 주사전자 현미경(SEM)을 사용하였다. 본 실험 결과 표면 활성화 처리는 비정질 규소박막의 결정화를 촉진하고, 결정의 품질을 향상시키는 것으로 확인되었다. 습식 연마법(Wet Blasting)의 경루 2 Kgf/$\textrm{cm}^2$의 압력이 가장 효과적이었고, 레이저의 에너지는 100~200mJ/$\textrm{cm}^2$가 효과적이었다. 이것은 표면활성화처리를 통하여 비정질 실리콘 박막의 표면에 strain energy가 형성되어 결정화에 필요한 엔탈피에 영향을 미친 효과 때문으로 예상된다.

• 전기의세계
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• 제45권5호
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• pp.17-22
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• 1996

PLD 장치는 진공 또는 반응가스가 채워진 챔버안에 다층 박막을 증착시킬 수 있는 여러개의 타겟홀더와 기판홀더가 존재하고 물질을 기화시켜 박막을 증착시키기 위해 외부 에너지원으로 고출력 레이저가 사용되며, 일련의 광학장치들은 타겟표면에 레이저 빔을 접속시키고 주사하기 위해 사용된다. 타겟표면에 접속된 레이저 빔은 타겟표면 물질을 플라즈마 (또는 플룸) 상태로 만들고 이 플룸이 결정화에 알맞는 온도로 가열된 기판위에서 결정구조를 가진 박막을 형성한다. 진공장치와 기화에너지원의 분리는 PLD 시스템을 유연하게 해서 내부적으로 기화에너지원의 사용에 의한 제한없이 다른 동작 모드에 쉽게 적용할 수 있다.