• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
• /
• pp.206-209
• /
• 2002

본 논문에서는 폴리실리콘의 재결정화 공정에서 발생하기 쉬운 폴리실리콘의 엉김현상, 슬립, 부분적인 실리콘 기판의 녹음현상 등을 방지하기 위한 방법을 제시한다. 그리고 재결정화 된 박막의 질을 향상시키기 위한 폴리실리콘과 보호 산화막(capping oxide)의 두께 변화에 따른 실험 결과를 살펴본다. 폴리실리콘의 엉김현상은 매몰 산화막(buried oxide)과 액체 상태의 실리콘 사이의 wetting angle과 관계되는데, 이를-방지하기 위해서는 재결정화할 폴리실리콘과 산화막의 계면에 질소를 주입시켜주면 되는데, 이는 재결정화할 시료를 암모니아 가스 분위기에서 열처리를 통하여 해결할 수 있다. 그러고 실러콘 기판의 국부적 녹음 현상 및 슬립은 실리콘 기판의 윗면을 mechanical damage에 의해서 약 $20{\mu}m$ 정도의 거칠기를 가지도록 하면 이러한 현상을 방지할 수 있다. 그러고 폴리실리콘이 재결정활 될 때 부피의 변화가 발생하며, 이로 인하여 재결정화된 박막의 두께는 위치에 따라 변화한다. 재결정화된 박막 두께의 균일도를 유지하기 위해서는 재결정화할 폴리실리콘 두께의 3배 이상이 되는 보호 산화막을 사용하였을 때 원하는 균일도를 얻을 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.244.2-244.2
• /
• 2016

폴리 실리콘 박막은 저온 안정성, 산화 안정성, 가스 투과성 및 전기재료로서의 우수한 물성 때문에 산업에서 계속적으로 넓게 쓰이고 있다. 특히 최근 높은 색 재현율과 고화질로 각광을 받고 있는 능동형 유기발광 다이오드 (AMOLED)를 위한 Thin Film Transistor (TFT)는 신뢰성 및 우수한 특성이 요구되기 때문에 반드시 폴리실리콘 TFT가 적용되어야 한다. 이러한 이유 때문에 아모포스 실리콘을 폴리실리콘으로 결정화 시키는 방법들이 많이 연구 되어져왔다. 이 연구에서는 아모포스 실리콘 박막을 고품질의 폴리실리콘 박막으로 제조하기 위해, 기판에 positive DC 전압을 펄스 형태로 인가함으로써, 기판에 입사되는 전자를 이용한 열처리 방법을 사용하였다. 열처리 온도는 기판에 들어오는 current값을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 열처리를 위해 사용 된 수소화 된 아모포스 실리콘은 Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD)장비로 530도에서 증착 되었으며, 이러한 아모포스 실리콘 박막은 공정시간 60 s 이내에 샘플 표면온도가 600도 이상으로 증가함으로써 균일한 폴리실리콘 막으로 제조 되었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.180-190
• /
• 1992

ZMR공정에서 발생하기 쉬운 폴리실리콘의 엉김현상(agglomeration), 슬림, 그리고 실리콘기판이 국부적으로 녹는 현상 등을 방지하기 위한 방법과 재결정화된 박막의 질을 향상시키기 위하여 폴리실리콘과 보호 산화막(capping oxide)두계를 변화시킨 실험 결과를 서술한다. 폴리실리콘의 엉김현상은 폴리실리콘과 보호 산화막 그리고 폴리실리콘과 매몰 산화막(buried oxide)의 계면에서의 wetting각과 관계되는데, 엉김현상을 방지하기 위해서는 암모니아 가스 분위기에서 $1100^{\circ}$C, 3시간 동안 열처리하여 폴리실리콘과 보호 산화막 그리고 폴리실리콘과 매몰 산화막의 계면에 질소를 주입시키면 된다. 실리콘 기판의 뒷면이 국부적으로 녹아 SOI구조가 파괴되는 현상과 슬립은 실리콘 기판의 뒷면을 모래타격(sandblast)하여 약 $20{\mu}m$의 거칠기를 가지도록 했을때 방지할 수 있었다. 재결정화된 폴리실리콘의 두께가 두꺼워짐에 따라 재결정화된 박막에서 subboundary의 간격은 넓어지고, 재결정화된 실리콘 두께의 균일성은 보호 산화막이 두꺼울수록 향상된다. 폴리실리콘의 두께를 $1{\mu}m$로 하였을때 subboundary의 간격은 약 $70-120{\mu}m$정도였고 폴리실리콘의 두께가 $1{\mu}m$이고 보호산화막의 두께가 $2.5{\mu}m$일때, 재결정화 후 실리콘의 두게 균일도는 약 ${\pm}200{\AA}$정도였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.261-264
• /
• 2005

90nm급 게이트로 활용되는 폴리실리콘을 패턴화 하기 위해서 하드 마스크의 채용 등 신공정과 함께 폴리실리콘 자체의 평탄화가 필요하다. 본 연구는 70nm 두께의 LPCVD 폴리실리콘 게이트를 상정하여 열산화막 상부에 기판 전면을 폴리실리콘으로 만들고 쾌속열처리 온도를 달리해가며 40초가 열처리하여 이때의 표면조도의 변화를 광발산 주사전자현미경(FESEM)과 주사탐침현미경(AFM)으로 확인하였다. 폴리실리콘은 $700^{\circ}C\~1100^{\circ}C$ 온도범위에서 표면 응집효과에 의해 고온에서 표면조도가 급격히 증가하는 경향이 있었으며 $700^{\circ}C$-40sec 조건에서 최적 평탄화 효과가 가능하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제4권S1호
• /
• pp.13-20
• /
• 1995

As으로 in-situ 도핑된 폴리실리콘 막을 원하는 부위에만 선택적으로 증착시킬 수 있는 RTP-CVD 증착기술이 성공적으로 수행되었다. 막의 증착속도는 도핑량이 증차함에 따라 점차 감소하였으나 As의 양이 5ppm보다 커지자 급격히 감소하였다. 또한 증착속도는 As의 유량이 일정할 때, SiH2CI2 유량에 따라 직선적으로 변화하였다. As 도펀트의 농도는 막내부에 비해 폴리실리콘/실리콘기판의 계면과 표면에서 상대적으로 높게 나타났으며, 특히 증착온도가 낮을 때 As 도펀트의 농도는 더 높아짐을 알 수 있었다. 실리콘 표면에서 약 40-50nm 위치에서 도펀트의 농도천이가 급격히 일어났으며, 그 결과 RTP-CVD공정을 이용할 때 극히 얕고 일정한 깊이분포를 갖는 n+-p junctions were achieved and laterally uniform delineated junctions were also observed using RTP-CVD.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제46권1호
• /
• pp.37-49
• /
• 2008

태양전지 기판의 원료인 폴리실리콘의 공급부족은 태양광발전산업의 비약적인 발전에 있어 최대 걸림돌이 되고 있다. 태양전지 제조에 충분한 순도로 폴리실리콘을 값싸게 제조할 수 있게 하는 공정기술의 개발은 태양광발전의 가격 경쟁력과 활용범위를 크게 증가시키는 중요한 계기가 될 수 있다. 본 총설에서는 태양전지용 폴리실리콘 제조를 위해 현재 이용 가능한 기술들을 정리해보고, 최근에 주목받고 있는 유동층 석출공정기술과 관련하여 응용범위 확대를 가로막고 있는 주요 기술적 장애요인에 대하여 중점적으로 소개하고자 한다.

• 한국재료학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.158-165
• /
• 1993

실리콘박막의 상부에 고상반응에 의해 형성된 TiS$i_2$ 박막의 응집 거동에 미치는 기판 실리콘의 영향을 조사했다. 폴리실리콘과 어몰퍼스실리콘을 증착상태 또는 어닐링한 상태엣 TiS$i_2$를 형성시키고 90$0^{\circ}C$열처리에 따른 TiS$i_2$의 면저항값의 변화를 조사하고 XRD, SEM 및 TEM에 의한 실리콘의 조직관찰을 행했다. TiS$i_2$응집은 어몰퍼스실리콘 위의 경우가 더욱 심했다. 폴리실리콘을 어닐링하면 TiS$i_2$의 응집은 억제되며 고온에서 어닐링할수록 그 효과가 현저했다. 이는 폴리실리콘의 입도 변화보다는 증착시 존재하는 결함들이 열처리에 의해 감소된 때문이다. 폴리실리콘의 경우는 어닐링 전후에 상관없이 (110)집합조직인 주상정 조직을 갖고 있다. 어몰퍼스실리콘을 결정화시킨 경우는 (111)집합조직를 갖는 등축정 조직을 나타내었다. 실리콘의 표면에너지가 낮은 (111)면이TiS$i_2$ 막의 하부 폴리실리콘에 많이 존재할수록 응집은 촉진된다.

• 센서학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.53-62
• /
• 1999

MEMS(Microelectromechanical System) 기술분야에서 폭넓게 사용하고 있는 폴리실리콘 박막을 이용하여 폴리실리콘 미소 공진 구조체를 제작하였다. 폴리실리콘 증착은 저압기상화학증착 장비를 사용하여 대칭적 두께로 박막을 적층하였고 폴리실리콘의 응력과 응력구배를 최소화시키기 위한 적층, 도핑 방법 및 열처리에 따른 특성을 분석하였다. 이를 위하여 브리지 빔과 캔티레바 테스트 패턴을 제작하여 기계적 응력 특성을 측정하였으며, 아울러 공정 조건별 개별 시료에 대한 물성을 XRD, SIMS등으로 분석하였다. 공진 구조체는 대칭적 증착 구조를 가지며, 최종적으로 $6.5{\mu}m$의 두께로 적층되었다. 제작된 평면형 공진 구조체의 진동특성은 직류 15V, 교류 0.05V의 구동전압, 1000mtorr 압력에서 공진 진폭이 $5{\mu}m$ Q값이 1270임을 보였으며, 개발된 마이크로 폴리실리콘 공진체는 마이크로 자이로 및 가속도 센서에 응용될 수 있다.

• 한국가스학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.55-62
• /
• 2018

지구온난화로 인하여 태양광 발전에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 따라 태양전지를 만드는 핵심물질인 폴리실리콘의 수요도 나날이 증가하고 있으며 시장이 커짐에 따라 생산공정에서 크고 작은 사고들이 발생하고 있다. 그 예로 2013년 상주시의 폴리실리콘 제조공장에서 염산이 누출되었고 2014년에는 여수시의 폴리실리콘 제조공장에서 화재가 발생하였으며, 2015년에는 군산시의 폴리실리콘 제조공장에서 STC(Silicon Tetrachloride)가 누출되었다. 이러한 누출 사고들은 사업장 내부에만 영향을 주는 것이 아니라 인근지역까지 영향을 줄 수 있다는 것이 특징이다. 따라서 본 연구에서는 폴리실리콘 제조공정에서 사용되는 위험물질을 파악하고, 최악의 누출 시나리오를 적용했을 때 누출량과 피해범위를 정량적으로 예측하였다. 그 결과 폭발에 따른 피해거리는 726 m로 예측되었고, 독성에 대한 피해거리는 4,500 m로 예측되었다. 그리고 TCS(Trichlorosilane), STC(Silicon Tetrachloride), DCS(Dichlorosilane)가 누출되어 공기 중의 수분과 반응하여 HCl이 생성될 경우 피해거리는 최대 5.7 km까지로 예측되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.136-136
• /
• 2010

본 연구에서는 귀금속 촉매 식각법을 이용하여 고효율의 태양전지 응용을 위한 p형 실리콘 와이어 어레이를 제조 하였다. 실리콘 와이어 어레이를 기판에서 분리하기 위해 고무 상의 고분자인 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane)을 스핀 코팅을 이용하여 실리콘 와이어 어레이 위에 증착하였다. 희석제의 함량과 스핀코팅의 회전수에 따라 폴리디메틸실록산의 박막두께를 조절하였으며, 기계적 방법으로 실리콘 와이어 어레이를 기판에서 분리할 수 있음을 보여주었다.