• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.59.1-59.1
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• 2010

Aluminum-induced crystallization (AIC) of amorphous silicon (a-Si) is studied with the structure of a glass/Al/$SiO_2$/a-Si, in which the $SiO_2$ layer has micron-sized laser holes in the stack. An oxide layer between aluminum and a-Si thin films plays a significant role in the metal-induced crystallization (MIC) process determining the properties such as grain size and preferential orientation. In our case, the crystallization of a-Si is carried out only through the key hole because the $SiO_2$ layer is substantially thick enough to prevent a-Si from contacting aluminum. The crystal growth is successfully realized toward the only vertical direction, resulting a crystalline silicon grain with a size of $3{\sim}4{\mu}m$ under the hole. Lateral growth seems to be not occurred. For the AIC experiment, the glass/Al/$SiO_2$/a-Si stacks were prepared where an Al layer was deposited on glass substrate by DC sputter, $SiO_2$ and a-Si films by PECVD method, respectively. Prior to the a-Si deposition, a $30{\times}30$ micron-sized hole array with a diameter of $1{\sim}2{\mu}m$ was fabricated utilizing the femtosecond laser pulses to induce the AIC process through the key holes and the prepared workpieces were annealed in a thermal chamber for 2 hours. After heat treatment, the surface morphology, grain size, and crystal orientation of the polycrystalline silicon (pc-Si) film were evaluated by scanning electron microscope, transmission electron microscope, and energy dispersive spectrometer. In conclusion, we observed that the vertical crystal growth was occurred in the case of the crystallization of a-Si with aluminum by the MIC process in a small area. The pc-Si grain grew under the key hole up to a size of $3{\sim}4{\mu}m$ with the workpiece.

• 한국재료학회지
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• 제10권7호
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• pp.459-463
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• 2000

순수한 동적 결합반응이고 전하 누적이 없는 이온 임플란테이션, 새로운 재료 개발 등에 음이온을 직접 사용하는 새로운 연구가 진행되고 있으며, 이러한 관점에서 새로운 고체상의 Cs이온 법이 실험실 규모로 연구되고 있다. 본 논문에서는 음이온 Cs gun으로 DLC 박막을 실리콘 위에 제조하였다. 이 시스템은 가스가 필요없으므로, 고 진공에서 증착이 일어난다. C(sup)-빔 에너지는 80~150eV 사이에서 조절이 우수하였다. Raman 분석결과 박막의 DLC 지수, 즉$sp^3$비율은 이온 에너지 증가에 따라 증가하였으며, 미소 경도값 또한 7에서 14GPa로 증가하였다. DLC박막의 표면 평균거칠기(Ra)는 ~1$\AA$정도로 아주 매끈하였으며, 불순물이 내재되지 않는 박막을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.354-361
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• 1999

티타늄을 물리증착시킨 후 열처리한 막과 플라즈마에 의해 무정형 실리콘을 증착시킨 후 열처리한 막은 양질의 결정성을 갖는 Si가 풍부한 티타늄 실리사이드가 형성되고, 열처리 과정에서 에피택시 성장을 위한 격자들의 회전에 의해 다양한 형태의 격자구조를 갖는다. 티타늄 실리사이드 막의 band gap은 플라즈마에 의해 a-Si:H막을 증착시킨 후 열처리한 막이 수소의 탈착에 의해 제공된 dangling bond, a-Si 등의 영향을 받아 1.14~1.165 eV의 값을 가진다. 물리증착하여 열처리한 막의 Urbach tail인 $E_0$는 0.045~0.05 eV 범위로 거의 일정하고, 플라즈마에 의해 a-Si:H 막을 증착시킨 후 열처리한 막의 결함수는 Ti/Si를 열처리했을 때 얻어진 결함수보다 약 2~3 배 정도 많은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.811-816
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• 2006

이방성 자기저항효과(anisotropic magnetoresistance : AMR)는 단층 자성박막으로 구성되므로 경제성 있게 박막화 시켜서 소형화가 가능하다. 기존의 급속응고법으로 생산된 리본형 MCo(M=Cu, Ag) 소자가 경제적으로 공업적 목적을 달성하였으나, 리본형 특유의 두께와 가공성이 부족하여 소형 소자에 함께 집적하기 곤란한 단점이 있었다. 새로운 박막형을 쓰면 추가 열처리 없이 기존의 리본형 소자와 비교하여 박막상태로 적절한 AMR 특성이 나오는지와 최적 AMR을 얻기 위한 Co의 조성을 아는 것이 중요하다. 열증착기를 써서 100nm의 $Cu_{1-x}Co_x$와 $Ag_{1-x}$ 박막을 Co의 조성을 $10{\sim}70wt%$로 달리하며 제작하여 이때의 자기적 특성을 확인하였다. CuCo는 40% Co에 0.5T에서 1.4%, AgCo는 30% Co에 2.6%의 MR비를 얻었고 이는 리본형 소자보다는 표면 산란 효과에 의해 MR비는 작지만 표면산화막 없이 직접 다른 소자공정과 함께 진행할 수 있는 장점이 있음을 확인하였다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제7권4호
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• pp.97-102
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• 2019

Bifacial and semitransparent hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin-film solar cells in p-i-n configuration were prepared with front and rear transparent conducting oxide (TCO) electrodes using plasma-enhanced chemical vapor deposition method. Fluorine-doped tin oxide and tin-doped indium oxide films were used as front and rear TCO contacts, respectively. Film thickness of intrinsic a-Si:H absorber layers were controlled from 150 nm to 450 nm by changing deposition time. The dependence of performance characteristics of solar cells on the front and rear illumination direction were investigated. For front illumination, gradual increase in the short-circuit current density (J_SC) from 10.59 mA/㎠ to 14.19 mA/㎠ was obtained, whereas slight decreases from 0.83 V to 0.81 V for the open-circuit voltage (V_OC) and from 68.43% to 65.75% for fill factor (FF) were observed. The average optical transmittance in the wavelength region of 380 ~ 780 nm of the solar cells decreased gradually from 22.76% to 15.67% as the absorber thickness was changed from 150 nm to 450 nm. In case of the solar cells under rear illumination condition, the J_SC increased from 10.81 to 12.64 mA/㎠ and the FF deceased from 66.63% to 61.85%, while the V_OC values were maintained at 0.80 V with increasing the absorber thickness from 150 nm to 450 nm. By optimizing the deposition parameters, a high-quality bifacial and semitransparent a-Si:H solar cell with 350 nm-thick i-a-Si:H absorber layer exhibited the conversion efficiencies of 7.69% for front illumination and 6.40% for rear illumination, and average visible optical transmittance of 17.20%.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.158-165
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• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.151-151
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• 2010

In this paper, the electrically properties of nonvolatile memory (NVM) using multi-stacks gate insulators of oxide-nitride-oxynitride (ONOn) and active layer of the low temperature polycrystalline silicon (LTPS) were investigated. From hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), the LTPS thin films with high crystalline fraction of 96% and low surface's roughness of 1.28 nm were fabricated by the metal induced crystallization (MIC) with annealing conditions of $650^{\circ}C$ for 5 hours on glass substrates. The LTPS thin film transistor (TFT) or the NVM obtains a field effect mobility of ($\mu_{FE}$) $10\;cm^2/V{\cdot}s$, threshold voltage ($V_{TH}$) of -3.5V. The results demonstrated that the NVM has a memory window of 1.6 V with a programming and erasing (P/E) voltage of -14 V and 14 V in 1 ms. Moreover, retention properties of the memory was determined exceed 80% after 10 years. Therefore, the LTPS fabricated by the MIC became a potential material for NVM application which employed for the system integration of the panel display.

• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.235-241
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• 1997

실리콘 기판위에 초고진공 Ionized Cluster Beam(UHV-ICB)증착법으로 적층 성장시 킨 $Y_2O_3$ 박막의 결정성 및 구조를 Backscattering Spectroscopy(BS)/channeling을 이용하여 분석하였다. 현재까지 타증착법에 의해 성장된 $Y_2O_3$박막의 channeling 최소수율은 0.8~0.95 로 거의 비정질이거나 다결정이었다. 이에 반해 UHV-ICB법으로 Si(100), Si(111) 기판 위에 적층 성장시킨 $Y_2O_3$ 박막의 channeling 최소수율은 각각 0.28, 0.25로 UHV-ICB법으로 성장 시킨 $Y_2O_3$박막이 타증착법으로 성장시킨 박막보다 상대적으로 우수한 결정성을 지니고 있 었다. 또한 실리콘 기판의 방향에 관계없이 $Y_2O_3$박막의 표면 영역이 계면 영역보다 결정성 이 좋았다. Si(111) 위에 적층 성장한 Y2O3박막은 실리콘 결정과 $0.1^{\circ}$어긋나서 (111)면으로 성장하였고, Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막은 실리콘 결정과 평행하게 double domain 구조를 지닌 (110)면으로 성장하였다. 산소공명 BS/channeling 결과 Si(111) 위에 적층 성장 한 $Y_2O_3$박막의 산소는 결정성을 갖고 있으나 Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막의 산소는 random하게 분포하고 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.1006-1011
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• 1999

$SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 탄화실리콘 (a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 증착중에 혼합기체중의$CH_4$농도 ($CH_4/CH_4+SiH_4$)를 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, XPS, 광흡수도와 광전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $SiH_4$기체만 이용하여 증착한 Si:H 박막은 비정질상태를 나타내었으나, $CH_4$가 첨가됨에 따라 실리콘 박막의 Si-$\textrm{H}_{n}$(n은 정수) 결합기가 Si-$\textrm{C}_{n}\textrm{H}_{m}$ (n,m은 정수) 형태의 결합기로 변화되었으며, 박막내 수소함량은 $CH_4$농도가 0~0.8의 범위에서 증가함에 따라 30~45% 범위에서 증가하였다. 반응기체중의 $CH_4$농도의 증가에 따라 박막 내의 탄소 농도가 증가함을 확인하였으며, 이에 따라 막의 전기비저항과 광학적밴드갭 역시 증가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제18권10호
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• pp.521-528
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• 2008

We present the structural, optical, and electrical properties of amorphous silicon suboxide (a-$SiO_x$) films grown on indium tin oxide glass substrates with a radio frequency magnetron technique from a polycrystalline silicon oxide target using ambient Ar. For different substrate-target distances (d = 8 cm and 10 cm), the deposition temperature effects were systematically studied. For d = 8cm, oxygen content in a-$SiO_x$ decreased with dissociation of oxygen onto the silicon oxide matrix; temperature increased due to enlargement of kinetic energy. For d = 10 cm, however, the oxygen content had a minimum between $150^{\circ}\;and\;200^{\circ}$. Using simple optical measurements, we can predict a preferred orientation of liquid crystal molecules on a-$SiO_x$ thin film. At higher oxygen content (x > 1.6), liquid crystal molecules on an inorganic liquid crystal alignment layer of a-$SiO_x$ showed homogeneous alignment; however, in the lower case (x < 1.6), liquid crystals showed homeotropic alignment.