• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.2095-2099
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• 2007

본 연구에서는 LCD, 이미지 센서 등의 개별 소자인 비정질 실리콘 박막 트랜지스터에서 게 이트 유전층 및 절연층으로 사용되는 비정질 질화 실리콘 박막을 사일랜($SiH_4$) 및 암모니아가스를 사용해서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 진공 증착장비로 최적의 비정질질화실리콘 박막 증착 조건을 확립한다. 먼저 반응실의 진공도, rf 전력, $SiH_4$ 및 질소 그리고 암모니아가스의 flow rate를 변화시키면서 형성된 박막의 특성을 조사한다. 계속해서 다른 변수를 고정시킨 상태에서 rf 전력을 변화시키고 다음에는 반응실의 진공도 등을 변화시켜 최적의 증착조건을 확립한다. 이렇게 확립된 증착조건을 사용하여 비정질질화실리콘박막을 제작하여 특성을 측정한 결과 우수한 성능을 나타냈음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.489.1-489.1
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• 2014

Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) 장치를 통하여 증착된 수소화된 질화막(SiNx:H)은 결정질 태양전지의 반사방지막과 패시베이션 층으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 PECVD 장치내에 플라즈마를 형성하는 무선주파수(Radio Frequency)를 다양하게 변화시켜 수소화된 실리콘 질화막의 경향성을 알아보고 각 무선주파수에서 최적화된 패시베이션층을 태양전지에 적용하여 그 특성들을 분석하였다. 다양한 무선주파수 범위는 고주파(High Frequency: 13.56 MHz), 저주파 (Low Frequency: 440 kHZ) 그리고 혼합주파(Dual Frequency: 13.56 MHz + 440 kHz)를 각각 이용하여 수소화된 질화막을 증착 하였으며 $156{\times}156mm$ 대면적 결정질 실리콘 태양전지를 제작하여 비교하였다.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.29-35
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• 2012

수소화된 실리콘 질화막은 결정질 태양전지 산업에서 반사방지막과 패시베이션 층으로 널리 사용되고 있다. 또한, 수소화된 질화막은 금속 소성공정과 같은 높은 공정온도를 거친 후에도 결정질 실리콘 태양전지의 표면층으로서 충족되는 특성들이 변하지 않고 유지 되어야 한다. 본 연구에서는 Plasma enhanced chemical vapor deposition 장치를 이용한 수소화된 실리콘 질화막의 특성 변화에 대한 경향성을 알아보기 위하여 증착조건의 변수(온도, 증착거리, 무선주파수 전력, 가스비율 등)들을 다양하게 가변하여 증착조건의 최적화를 찾았다. 이후 수소화된 실리콘 질화막의 전구체가 되는 사일렌($SiH_4$)과 암모니아 ($NH_3$) 가스비를 변화시켜가며 결정질 실리콘 태양전지에 사용되기 위한 박막의 광학 전기 화학적 그리고 표면 패시베이션 특성들을 분석하였다. 가스 비율에 따른 수소화된 실리콘 질화막의 굴절율 범위는 1.90~2.20까지 나타내었다. 결정질 실리콘 태양전지에 사용하기 위한 가장 적합한 특성은 3.6 ($NH_3/SiH_4$)의 가스비율을 나타내었다. 이를 통하여 $156{\times}156mm$ 대면적 결정질 실리콘 태양전지를 제작하여 17.2 %의 변환 효율을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.189-189
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• 2015

Plasmonics, sensor, field effect transistors, solar cells 등 다양한 적용분야를 가지는 실리콘 구조체는 제작공정에 의해 전기적 및 광학적 특성이 달라지기 때문에 적합한 나노구조 제작방법이 요구되고 있다. 나노구조체 제작방법으로는 Photo lithography, Extreme ultraviolet lithography (EUV), Nano imprinting lithography (NIL), Block copolymer (BCP) 방식의 방법들이 연구되고 있으며, 특히 BCP는 direct self-assembly 특성을 가지고 있으며 가격적인 면에서도 큰 장점을 가진다. 하지만 BCP를 mask로 사용하여 식각공정을 진행할 경우 BCP가 버티지 못하고 변형되어 mask로서의 역할을 하지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 BCP와 질화막을 이용한 double mask 방법을 사용하였다. 기판 위에 BCP를 self-assembly 시키고 mask로 사용하여 hole 부분으로 노출된 기판을 Ion gun을 통해 질화 시킨 후에 BCP를 제거한다. 기판 위에 hole 모양의 질화막 표면은 BCP와 다르게 etching 공정 중 변형되지 않는다. 이러한 질화막 표면을 mask로 사용하여 pillar pattern의 실리콘 나노구조체를 제작하였다. 질화막 mask로 사용되는 template은 PS와 PMMA로 구성된 BCP를 사용하였다. 140kg/mol의 polystyrene과 65kg/mol의 PMMA를 톨루엔으로 용해시키고 실리콘 표면 위에 spin coating으로 도포하였다. Spin coat 후 230도에서 40시간 동안 열처리를 진행하여 40nm의 직경을 가진 PS-b-PMMA self-assembled hole morphology를 형성하였다. 질화막 형성 및 etching을 위한 장비로 low-energy Ion beam system을 사용하였다. Reactive Ion beam은 ICP와 3-grid system으로 구성된 Ion gun으로부터 형성된다. Ion gun에 13.56 MHz의 frequency를 갖는 200W 전력을 인가하였다. Plasma로부터 나오는 Ion은 $2{\Phi}$의 직경의 hole을 가지는 3-grid hole로 추출된다. 10~70 voltage 범위의 전위를 plasma source 바로 아래의 1st gird에 인가하고, 플럭스 조절을 위해 -150V의 전위를 2nd grid에 인가한다. 그리고 3rd grid는 접지를 시켰다. chamber내의 질화 및 식각가스 공급은 2mTorr로 유지시켰다. 그리고 기판의 온도는 냉각칠러를 이용하여 -20도로 냉각을 진행하였다. 이와 같은 공정 결과로 100 nm 이상의 높이를 갖는 40 nm직경의 균일한 Silicon pillar pattern을 형성 할 수 있었다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 1994년도 춘계학술대회강연 및 발표대회 강연및 발표논문 초록집
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• pp.35-35
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• 1994

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.67-72
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• 1989

부분산화공정(LOCOS : local oxidation of silicon)에서 발생하는 새부리의 길이를 줄이기 위하여 상온 플라즈마 질화막을 잉요한 시로운 공정에 대해 연구하였다. 400W, 100kHz의 교류 전력에 의한 질소 플라즈마로 실리콘 위에 두께가 $100{\AA}$ 미만의 균일한 실리콘 질화막을 형성시킬 수 있었다. 이렇게 형성된 질화막은 실리콘을 4000${\AA}$두께로 산화시키는 공정에서 실리콘의 산화를 효과적으로 방지할 수 있었고 새부리의 길이를 0.2${mu}m$로 감소시킬 수 있다는 것을 SEM 단면도로 확인하였다. 이 길이는 두꺼운 LPCVD 질화막을 이용한 기존의 부분산화공정에서의 0.7${mu}m$ 보다 훨씬 줄어든 것이다. Secco에칭 후 SCM으로 단면을 보았을때 새부리 근처에서 결정 결함을 관찰할 수 없었다. 이 새로운 LOCOS공정으로 $N^+/P^-\;well,\;P^+/N^-$ well 다이오드를 만들어 누설전류를 측정하였다. 그 결과 기존의 LOCOS 공정에 의한 성질보다 우수하거나 동등한 성질을 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.360-367
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• 1994

Si2H6PH3 혼합기체를 사용하여 증착된 in-situ P-doped 비정질 실리콘과 SiH4 기체를사용하여 증착한후에 As+ 이온주입에 의해 도핑시킨 다결정 실리콘 박막을 하부 전극으로 하는 캐패시터를 형성 하였다. 여기서 유전박막층은 자연산화막 화학증착된 실리콘질화막 및 질화막의 산화에 의해 형성된 O-N-O 구조를 갖는 것이었다. 두 종류의 하부전극에 따른 캐패시터의 전기적 특서을 조사하였다. 전기 적 특성으로는 정전용량, 누설전류, 절연파괴전압 및 TDDB 등이었다. 이 가운데 정전용량, 누설전류 및 절연파괴전압은 하부전극에 따라 큰 차이를 보이지않았다. 그러나 음의 전장하에서의 TDDB 특성은 in-situ P-doped 비정실 실리콘이 하부전극인 캐패시터가 As+ 이온 주입실리콘이 하부전극인 것에 비해 더우수하였다. 이와 같은 TDDB 특성의 차이는 하부전극 실리콘의 integrity 차이로 인한 자연산화막의 결함 정도의 차이에 기인하는 것 같다. 이를 뒷받침하는 것으로 투과전자현미경 단면사진으로 확인하였 다. Shallow junction을 유지하는데도 in-situ P-doped 비정실 실리콘은 만족할 만한 결과를 보이며 박 막자체의 면저항값도 낮출 수 있어 초고집적 회로의 캐패시터 전극으로서 이용될 수 있는 것으로 평가 되었다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.221-224
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• 2006

이온주입으로 비정질화된 실리콘의 재결정화 및 활성화에 대한 실험을 전기로를 이용하여 수행하였다. 비정질 실리콘이 결정화 및 활성화가 이루어지면 전계효과 이동도가 좋아진다. 이동도가 향상되면 저항이 작아지고, 이로 인하여 소자의 크기가 작아질 수 있어 소형화가 가능해진다. 결정화 정도를 확인하는 방법으로 Four point probe를 이용한 면저항 측정과 라만 peak 측정을 이용하였다. 이온주입 후 비정질화된 실리콘의 재결정화를 통해서는 $600\;^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 값이 가장 많이 결정화가 되었다는 것을 알 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1997년도 한국재료학회 추계학술발표회
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• pp.155-155
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• 1997

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2007년도 제33회 하계학술대회 초록집
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• pp.235-235
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• 2007