• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.49.1-49.1
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• 2010

본 연구에서는 증착법에 의해 제조된 다결정 실리콘을 이용한 태양전지 제작과 관련하여 다결정 실리콘 씨앗층 제조를 위한 기판에 대하여 연구를 수행하였다. 다결정 실리콘 씨앗층을 제조할 수 있는 기술중 aluminum-induced layer exchange(ALILE) 공정을 이용하여 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하였다. glass/Al/oxide/a-Si 구조로 알루미늄과 비정질 실리콘 계면에 알루미늄 산화막을 다양한 두께로 형성시켜, 알루미늄 유도 결정화에서 산화막의 두께가 결정화 특성에 미치는 영향, 결정결함, 결정크기에 대하여 연구하였다. 형성된 다결정 실리콘 씨앗층 막의 특성은 OM, SEM, FIB, EDS, Raman spectroscopy, XRD, EBSD 을 이용하여 분석하였다. 그 결과 산화막의 두께가 증가할수록 결함도 함께 증가하였다. 16nm 두께의 산화막 구조에서 <111> 방향의 우선배향성을 가진, $10{\mu}m$의 sub-grain 결정립을 갖는 씨앗층을 제조 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.10
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• pp.1019-1023
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• 2012

In this research, a novel direct-aluminum-heating-induced crystallization method was developed for the purpose of application to solar cells. By applying a constant current of 3 A to an aluminum thin film, a 200-nm-thick amorphous silicon (a-Si) thin film with a size of $1cm{\times}1cm$ can be crystallized into a polycrystalline silicon (poly-Si) thin film within a few tens of seconds. The Raman spectrum analysis shows a peak of 520 $cm^{-1}$, which verifies the presence of poly-Si. After removing the aluminum layer, the poly-Si thin film was found to be porous. SIMS analysis showed that the porous poly-Si thin film was heavily p-doped with a doping concentration of $10^{21}cm^{-3}$. Thermal imaging shows that the crystallization from a-Si to poly-Si occurred at a temperature of around 820 K.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07c
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• pp.1448-1450
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• 2001

본 연구에서는 알루미늄 마스크를 이용하여 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도하는 새로운 엑시머 레이저 어닐링 방법을 제안한다. 제안된 방법은 비정질 실리콘 박막 위에 알루미늄 패턴을 형성하여 선택적으로 레이저 빔을 차단시키고, 액상 실리콘의 열을 금속박막을 통해 방출시킴으로써 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도할 수 있다. 제안된 레이저 결정화 방법을 이용하여 최대 1.6${\mu}m$의 수평성장 결정립을 형성하였고, 알루미늄 패턴의 경계로부터 결정립을 성장시킴으로써 결정립 경계의 위치를 제어하였다. 제안된 방법을 이용하여 제작한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 기존의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에 비해 전계효과 이동도 및 온/오프 전류비 등의 전기적 특성이 우수하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.22 no.2
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• pp.65-72
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• 2012

Aluminum induced crystallization of amorphous silicon was attempted by the aluminum substrate. To avoid the layer exchange between silicon and aluminum layer, Ni layer was deposited between these two layers by sputtering. To obtain the bigger grain of the crystalline silicon, wet blasted silica layer was employed as windows between the nickel and a-Si layer. Ni obtained after the annealing treatment at $520^{\circ}C$ was found to be a promising material for the diffusion barrier between silicon and aluminum. One way to obtain bigger grain of crystalline silicon layer applicable to solar cell of higher performance was envisioned in this investigation.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.20 no.6
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• pp.254-261
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• 2010

Polycrystalline silicon (pc-Si) films are fabricated and characterized for application to pc-Si thin film solar cells as a seed layer. The amorphous silicon films are crystallized by the aluminum-induced layer exchange (ALILE) process with a structure of glass/Al/$Al_2O_3$/a-Si using various thicknesses of $Al_2O_3$ layers. In order to investigate the effects of the oxide layer on the crystallization of the amorphous silicon films, such as the crystalline film detects and the crystal grain size, the $Al_2O_3$ layer thickness arc varied from native oxide to 50 nm. As the results, the defects of the poly crystalline films are increased with the increase of $Al_2O_3$ layer thickness, whereas the grain size and crystallinity are decreased. In this experiments, obtained the average pc-Si sub-grain size was about $10\;{\mu}m$ at relatively thin $Al_2O_3$ layer thickness (${\leq}$ 16 nm). The preferential orientation of pc-Si sub-grain was <111>.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.129-129
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• 2003

최근에 능동 영역 액정 표시 소자(Active Matrix Liquid Crystal Display, AMLCD)에서 고해상도와 빠른 응답속도를 요구하게 되면서부터 다결정 실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 쓰이게 되었다. 그리고 일반적으로 디스플레이의 기판을 상대적으로 저가의 유리를 사용하기 때문에 저온 공정이 필수적이다. 따라서 새로운 저온 결정화 방법과 부가적으로 최근 디스플레이 개발 동향 중 하나인 대화면에 적용 가능한 공정인 금속유도 결정화 (Silicide Mediated Crystallization, SMC)가 연구되고 있다. 이 소자는 top-gated coplanar구조로 설계되었다. (그림 1)(100) 실리콘 웨이퍼위에 3000$\AA$의 열산화막을 올리고, LPCVD로 55$0^{\circ}C$에서 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막을 550$\AA$ 증착 시켰다. 그리고 시편은 SMC 방법으로 결정화 시켜 TEM(Transmission Electron Microscopy)으로 SMC 다결정 실리콘을 분석하였다. 그 위에 TFT의 게이트 산화막을 열산화막 만큼 우수한 TEOS(Tetraethoxysilane)소스로 사용하여 실리콘 산화막을 1000$\AA$ 형성하였고 게이트는 3000$\AA$ 두께로 몰리브덴을 스퍼터링을 통하여 형성하였다. 이 다결정 실리콘은 3$\times$10^15 cm^-2의 보론(B)을 도핑시켰다. 채널, 소스, 드래인을 정의하기 위해 플라즈마 식각이 이루어 졌으며, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막으로 passivation하고, 알루미늄으로 전극을 형성하였다 그리고 마지막에 TFT의 출력특성과 전이특성을 측정함으로써 threshold voltage, the subthreshold slope 와 the field effect mobility를 계산하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.119-120
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• 2009

진공증착 및 이온플레이팅 방법을 이용하여 냉간 압연된 강판상에 알루미늄 피막을 형성시킨 후, 증발율 및 증기분포 변화를 측정하고 각 증착방법에서의 증발율에 따른 증기분포 변화를 비교 및 검토하였다. 본 실험에서의 이온플레이팅은 증발원 근처에 이온화전극을 설치하는 방법으로 고전류 아크 방전을 유도하여 $10^{-4}$ Torr 이하에서도 기존의 이온플레이팅에 비해 높은 이온화율을 얻을 수 있는 아크방전 유도형 이온플레이팅 (Arc-induced Ion Plating; AIIP) 방법을 이용하였다. 전자빔을 이용하면서 알루미나 크루시블을 사용하여 알루미늄을 증발시킬 경우 분당 $2.0{\mu}m$ 이상의 높은 증발율을 얻을 수 있었으며, 이온플레이팅의 경우 이온화된 증기의 상호작용에 따른 산란 효과로 증발율이 다소 낮아짐을 알 수 있었다. $cos^n\phi$로 이루어지는 증기분포의 결정인자(n)의 값이 진공증착의 경우는 1에 근접하는 것으로 나타났고 AIIP의 경우는 2 또는 그보다 더 큰 값으로 이루어지는 것을 확인하였다. 이로부터 이온플레이팅의 경우 불활성 가스의 존재 여부와 이온화율 또는 기판 바이어스 전압의 효과가 다른 조건에 비해 증기분포에 더 크게 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.2
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• pp.50-53
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• 2019

In this study, polycrystalline silicon thin film useful for the solar cells was fabricated by AIC(Aluminum Induced Crystallization) process. A diffusing barrier for this process is prepared with $Al_2O_3$. For the maximization of the grain size of the polycrystalline silicon, a selective blasting of the $Al_2O_3$ diffusing barrier was conducted before annealing treatment. The heat treatment for the activation of the amorphous-Si (a-Si) layer was carried out with Rapid Thermal Annealing (RTA) process. Crystallization of the a-Si layer was analyzed with XRD. It was confirmed that a-Si was crystallized at $500^{\circ}C$ and the silicon crystal is observed to be formed and the grain size of the polycrystalline silicon was observed to be $15.9{\mu}m$.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.37 no.1
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• pp.26-35
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• 2024

Aluminum-induced crystallization (AIC) as a route to reduce the fabrication cost and to obtain polycrystalline Si (p-Si) thin-film of large grain size is a promising alternative of single-crystalline (s-Si) substrate or p-Si thin-film obtained by conventional methods such as solid phase crystallization (SPC) and laser-induced crystallization (LIC). As the AIC process occurs at the interface between a-Si and Al thin-films, there are various process and interface parameters. Also, it directly means that there is a certain parametric window to obtain p-Si of large grain size having uniform crystal orientation. In this article, we investigate the effect of the various process and interface parameters to obtain p-Si of large grain size and uniform crystal orientation from the literature review. We also suggest the potential use of the p-Si as a virtual substrate for the growth of various compound semiconductors in a form of low-dimension as well as thin-film as a way for their monolithic integration on Si.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.3
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• pp.207-215
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• 2000

Al films on cold-rolled steel sheet have been prepared by vacuum evaporation and arc-induced ion plating, respectively, and the evaporation rate and vapor distribution (thickness distribution over the substrate) have been investigated according to deposition conditions. The arc-induced ion plating (AIIP) method have been employed, which makes use of arc-like discharge current induced by ionization electrode located near the evaporation source. The AIIP takes advantage of high ionization rate compared with conventional ion plating, and can be carried out at low pressure of less than $10^{-4}$ torr. Very high evaporation rate of more than 2.0 mu\textrm{m}$/min could be achieved for Al evaporation using alumina liner by electron beam evaporation. The geometry factor n for the $cos^{n/\phi}$ vapor distribution, which affects the thickness distribution of films at the substrate turned out to be around 1 for vacuum evaporation, while it features around 2 or higher for ion plating. For the ion plated films, it has been found that the ionization condition and substrate bias are the main parameters to affect the thickness distribution of the films.