• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.365-365
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• 2010

In this paper, silicon nitride thin films with different silane and ammonia gas ratios were deposited and characterized for the antireflection and passivation layer of high efficiency single crystalline silicon solar cells. As the flow rate of the ammonia gas increased, the refractive index decreased and the band gap increased. Consequently, the transmittance increased due to the higher band gap and the decrease of the defect states which existed for the 1.68 and 1.80 eV in the SiNx films. The reduction in the carrier lifetime of the SiNx films deposited by using a higher $NH_3/SiH_4$ flow ratio was caused by the increase of the interface traps and the defect states in/on the interface between the SiNx and the silicon wafer. The silicon and nitrogen rich films are not suitable for generating both higher carrier lifetimes and transmittance. These results indicate that the band gap and the defect states of the SiNx films should be carefully controlled in order to obtain the maximum efficiency for c-Si solar cells.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권6호
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• pp.304-310
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• 2002

실리콘 기판 위의 초기 산화막을 NO 열처리 및 재산화 공정방법으로 성장한 재산화된 질화산화막을 게이트 유전막으로 사용한 새로운 전하트랠형 기억소자로의 응용가능성과 계면트랩특성을 조사하였다. 0.35$\mu$m CMOS 공정기술을 사용하여 게이트 유전막은 초기산화막을 $800^{\circ}C$에서 습식 산화하였다 전하트랩영역인 질화막 층을 형성하기 위해 $800^{\circ}C$에서 30분간 NO 열처리를 한 후 터널 산화막을 만들기 위해 $850^{\circ}C$에서 습식 산화방법으로 재산화하였다. 프로그램은 11 V, 500$\mu$s으로 소거는 -l3 V, 1 ms의 조건에서 프로그래밍이 가능하였으며, 최대 기억창은 2.28 V이었다. 또한 11 V, 1 ms와 -l3 V, 1 ms로 프로그램과 소거시 각각 20년 이상과 28시간의 기억유지특성을 보였으며 $3 \times 10^3$회 정도의 전기적 내구성을 나타내었다. 단일접합 전하펌핑 방법으로 소자의 계면트랩 밀도와 기억트랩 밀도의 공간적 분포를 구하였다. 초기상태에서 채널 중심 부근의 계면트랩 및 기억트랩 밀도는 각각 $4.5 \times 10^{10}/{cm}^2$ 와 $3.7\times 10^{1R}/{cm}^3$ 이었다. $1 \times 10^3$프로그램/소거 반복 후, 계면트랩은 $2.3\times 10^{12}/{cm}^2$으로 증가하였으며, 기억트랩에 기억된 전하량은 감소하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.283-288
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• 2004

We have fabricated MIM capacitors for MMIC applications, with capacitances as high as 600pF/$\textrm{mm}^2$ and excellent electrical properties of the insulator layer. Silicon nitride thin film is the desirable material for MMIC capacitor fabrication. Standard MIM capacitance in MMIC is 300pF/$\textrm{mm}^2$ with an insulator layer thickness of more than 2000$\AA$. However, capacitors with thin insulator layers have breakdown voltages as low as 20V. We have deposited insulator layers by PECVD in our MIM structure with an air bridge between the top metal and the contact pad. The PECVD process was optimized for fabricating the desired capacitors to be used in MMIC. Silicon nitride(Si$_{x}$N$_{y}$) thin films of about 1000$\AA$ thick show capacitances of about 600pF/$\textrm{mm}^2$, and breakdown voltages above 70V at 100nA.A.A.

• 한국표면공학회지
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• 제25권6호
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• pp.287-292
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• 1992

Silicon nitride thin film (SiNx) was deposited onto the 3inch silicon wafer using an electron cyclotron resonance (ECR) plasma apparatus. The thin films which were deposited by changing the SiH4N2 gas flow rate ratio at 1.5mTorr without substrate heating were analyzed through the x-ray photo spectroscopy (XPS) and ellipsometer measurements, etc. Silicon nitride thin films prepared by the electron cyclotron resonance plasma chemical vapor deposition method at low substrate temperature (<10$0^{\circ}C$) exhibited excellent physical and electrical properties. The very uniform and good quality silicon nitride thin films were obtained. The characteristics of electron cyclotron resonance plasma were inferred from the analyzed results of the deposited films.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권10호
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• pp.35-41
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• 1992

Ultra-thin silicon nitride films were fabricated with ECR(Electron cyclotron Resonance) nitrogen plasma at room temperature. Film thickness was about 50$\AA$ after nitridation for 1min at microwave power of 1000W, RF power of 500W, and NS12T pressure of ${\times}10^{-3}$ torr. 50$\AA$ fo nitride film was grown within 1 min and no appreciable growth occured thereafter. Dielectric breakdown strength and leakage current density in Al/SiN/Si structure were measured to be about 7-11 MV/cm and ${\times}10^{-10}~5{\times}10^{-10}A/cm^{2}$, respectively. Observed linear relationship in 1n(J/E)-vs-E$^{1/2}$ and no polarity-dependence of the leakage current indicated that the Poole-Frenkel emission is mainly responsible for the conduction in this nitrided silicon films.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.220-223
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• 1996

Mechanical properties of Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposited (PECVD) silicon nitride thin film was studied to determine the feasibility of the film as a passivation layer over the aluminum bonding areas of integrated circuit chips. Ultimate strain of the films in thicknesses of about 5 k${\AA}$ was measured using four-point bending method. The ultimate strain of these films was constant at about 0.2% regardless of residual stress. Intrinsic and residual stresses of these films were measured and compared with thermal shock and cycling test results. Comparison of the results showed that more tensile films were more susceptible to crack- induced failure.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제1권1호
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• pp.78-85
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• 1988

본 논문에서는 SiH$_{4}$-N$^{2}$ 혼합가스에 의한 PECVD 방법으로 퇴적시킨 실리콘 질화막의 신뢰성을 평가하기 위해 절연파괴 분포와 TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)특성을 고찰하였다. MNS 캐패시터의 절연파괴 분포는 7-8NV/cm의 전계세기에서 그 파괴전계가 집중되었으며 전계와 온도 stress에 의해 파괴시간이 지수함수적으로 감소함을 알 수 있었다. 아울러 이러한 TDDB 특성과 계면준위 밀도 및 SiN 막내의 공간전하형성과의 관련성을 고찰하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권2호
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• pp.38-45
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• 1997

본 논문에서는 반도체 소자 제조 공정 중, 염산화 공정 시에 발생하는 스트레스에 따른 산화막의 3차원적 거동을 시뮬레이션하였다. 이를 위해, 이동하는 3차원 경계면에서의 노드 생성 및 제거 기능을 지는 3차원 적응 메쉬 생성기를 개발하였고, 지배 방정식을 유한요소법(finite element method)으로 이산화시켜 수치 해석적으로 해를 구하는, 스트레스 효과를 고려한 3차원 산화 시뮬레이터를 개발하였다. 본 연구에서는 열산화 공정에 의한 산화막의 3차원적 거동을 관찰하기 위하여, 섬구조(island) 및 공구조(hole structure)의 산화막 성장을 <100> 실리콘 기판에 대하여 $1000^{\circ}C$, 60분간 습식 산화 조건에서 시뮬레이션하였다. 초기 산화막의 두께는 $300\AA$, 질화막의 두께는 $2,000\AA$으로 가정하였다. 마스크의 형태에 따라 코너에서의 새부리(bird's beak)형태가 변하는데, 코너에서의 효과는 마스크 형태에 따라 산화제의 확산이 다른 영역에 비해 감소하거나 증가하는 영향이 주된 이유이지만, 스트레스에 의해 그 영향이 더 커짐을 확인하였다. 섬구조에서는 compressive 스트레스에 의해 코너 부근에서 산화가 감소하는 결과를 가져오고, 공구조에서는 tensile 스트레스로 인해 산화가 더 증가하는 결과를 보임을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제5권4호
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• pp.41-46
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• 1996

변압기 절연유중 용존수소를 감지하기 위해 Pd/Pt 게이트 MISFET 센서를 제조하고 그 특성을 조사하였다. 동일 칩안에 내장형 히터와 온도측정용 다이오드를 제조하고 MISFET의 전압 드리프트를 줄이기 위해 차동형구조로 하였다. 수소유입 드리프트를 줄이기 위해, 양쪽 FET의 게이트 절연층을 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 2중 구조로 하였다. 수소감지막의 블리스터를 줄이기 위해 Pd/Pt 2중 금속층을 증착하였다. 제조된 센서의 변압기 절연유에 대한 수소감지 특성은 40mV/10ppm 감도와 0.14mV/day 안정도를 보였다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.154-157
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• 2011

Hydrogenated silicon nitride deposited by LF-PECVD is commonly used for anti-reflection coating and passivation in silicon solar cell fabrication. The deposition of the optimized silicon nitride on the surface is elemental in crystalline silicon solar cell. In this work, the carrier lifetimes were measured while the thicknesses of $SiN_x$ were changed from 700 ${\AA}$ to 1150 ${\AA}$ with the gas flow of $SiH_4$ as 40 sccm and $NH_3$ as 120 sccm,. The carrier lifetime enhanced as the thickness of $SiN_x$ increased due to improved passivation effect. To study the characteristics of $SiN_x$ with various gas ratios, the gas flow of $NH_3$ was changed from 40 sccm to 200 sccm with intervals of 40 sccm. The thickness of $SiN_x$ was fixed as 1000 ${\AA}$ and the gas flow of $SiH_4$ as 40 sccm. The refractive index of SiNx and the carrier lifetime were measured before and after heat treating at $650^{\circ}C$ to investigate their change by the firing process in solar cell fabrication. The index of refraction of SiNx decreased as the gas ratios increased and the longest carrier lifetime was measured with the gas ratio $NH_3/SiH_4$ of 3.