• 한국주조공학회지
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• 제33권2호
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• pp.69-74
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• 2013

Silicon (Si) wafer was grown by using direct growth from Si melt and contaminations of wafer during the process were investigated. In our process, BN was coated inside of all graphite parts including crucible in system to prevent carbon contamination. In addition, coated BN layer enhance the wettability, which ensures the favorable shape of grown wafer by proper flow of Si melt in casting mold. As a result, polycrystalline silicon wafer with dimension of $156{\times}156$ mm and thickness of $300{\pm}20$ um was successively obtained. There were, however, severe contaminations such as BN and SiC on surface of the as-grown wafer. While BN powders were easily removed by brushing surface, SiC could not be eliminated. As a result of BN analysis, C source for SiC was from binder contained in BN slurry. Therefore, to eliminate those C sources, additional flushing process was carried out before Si was melted. By adding 3-times flushing processes, SiC was not detected on the surface of as-grown Si wafer. Polycrystalline Si wafer directly grown from Si melt in this study can be applied for the cost-effective Si solar cells.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.393-399
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• 1997

승화법에 의한 6H-SiC 단결정의 최적 성장조건을 설정하여 고품질의 6H-Sic 단결정을 성장하였다. 성장된 결정의 직경은 약 33 mm, 길이는 약 11 mm였다. 성장된 결정을 절단하여 연마한 후 광학현미경을 이용하여 연마된 SiC wafer의 micropipe density와 planar defect density를 측정한 결과, micropipe density는 400개/$ \textrm{cm}^2$이었고 planar defect density는 50개/$\textrm{cm}^2$이었다. 이 6H-SiC wafer와 기판으로 사용된 Acheson 결정의 결정성을 비교하기 위하여 Raman 분광법과 double crystal X-ray diffraction 분석법이 사용되었다. 이 분석에 의해 승화법에 의해 성장된 6H-SiC wafer가 Acheson seed보다 결정성이 우수하였다. Hall effect 측정법에 의해 불순물이 첨가되지 않은 6H-SiC wafer의 전기적인 특성을 측정하였으며 그 결과 캐리어 농도는 $3.91{\times}10^{15}/\textrm {cm}^3$이었고, n-type이었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.700-704
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• 2003

This paper describes on characteristics of 2" 3C-SiC wafer bonding using PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) oxide and HF (hydrofluoride acid) for SiCOI (SiC-on-Insulator) structures and MEMS (micro-electro-mechanical system) applications. In this work, insulator layers were formed on a heteroepitaxial 3C-SiC film grown on a Si (001) wafer by thermal wet oxidation and PECVD process, successively. The pre-bonding of two polished PECVD oxide layers made the surface activation in HF and bonded under applied pressure. The bonding characteristics were evaluated by the effect of HF concentration used in the surface treatment on the roughness of the oxide and pre-bonding strength. Hydrophilic character of the oxidized 3C-SiC film surface was investigated by ATR-FTIR (attenuated total reflection Fourier transformed infrared spectroscopy). The root-mean-square suface roughness of the oxidized SiC layers was measured by AFM (atomic force microscope). The strength of the bond was measured by tensile strength meter. The bonded interface was also analyzed by IR camera and SEM (scanning electron microscope), and there are no bubbles or cavities in the bonding interface. The bonding strength initially increases with increasing HF concentration and reaches the maximum value at 2.0 ％ and then decreases. These results indicate that the 3C-SiC wafer direct bonding technique will offers significant advantages in the harsh MEMS applications.ions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.99.2-99.2
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• 2010

This paper investigates the dependence of a-Si:H/c-Si passivation and heterojunction solar cell performances on various cleaning processes of silicon wafer and surface morphology. It is observed that passivation quality of a-Si:H thin-films on c-Si wafer highly depends on wafer surface conditions. The MCLT(Minority carrier life time) of wafer incorporating intrinsic (i) a-Si:H as a passivation layer shows sensitive variation with cleaning process and surface morpholgy. By applying improved cleaning processes and surface morphology we can obtain the MCLT of $200{\mu}sec$ after H-termination and above 1.5msec after i a-Si:H thin film deposition, which has implied open circuit voltage of 0.720V.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.953-957
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• 2002

Single crystal 3C-SiC (cubic silicon carbide) thin-films were deposited on Si(100) wafer up to the thickness of 4.3 ${\mu}{\textrm}{m}$ by APCVD (atmospheric pressure chemical vapor deposition) method using HMDS (hexamethyildisilane; ｛CH$_{3}$｝$_{6}$ Si$_{2}$) at 135$0^{\circ}C$. The HMDS flow rate was 0.5 sccm and the carrier gas flow rate was 2.5 slm. The HMDS flow rate was important to get a mirror-like crystal surface. The growth rate of the 3C-SiC film was 4.3 ${\mu}{\textrm}{m}$/hr. The 3C-SiC epitaxial film grown on Si(100) wafer was characterized by XRD (X-ray diffraction), AFM (atomic force microscopy), RHEED (reflection high energy electron diffraction), XPS (X-ray photoelecron spectroscopy), and Raman scattering, respectively. Two distinct phonon modes of TO (transverse optical) near 796 $cm^{-1}$ / and LO (longitudinal optical) near 974$\pm$1 $cm^{-1}$ / of 3C-SiC were observed by Raman scattering measurement. The heteroepitaxially grown film was identified as the single crystal 3C-SiC phase by XRD spectra (2$\theta$=41.5。).).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.378-381
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• 2008

고효율 a-Si:H/c-Si 이종접합 태양전지를 얻기 위해서는 우수한 c-Si wafer 위에 고품질의 비정질 실리콘박막을 통한 heterointerface를 형성하는 것이 매우 중요하다. 이를 달성하기 위해서는 공정중에 오염되기 쉬운 Si wafer 표면 상태를 정확히 검사하고 잘 관리하여야 한다. 본 연구에서는 세정 및 표면산화에 따른 Si wafer 상태를 Spectroscopic Ellipsometry 및 u-PCD를 이용하여 분석하였으며, <$\varepsilon$2> @4.25eV 값이 Si wafer 상태를 잘 나타내고 있음을 확인하였고 세정 최적화 할 경우 그 값이 43.02에 도달하였다. 또한 RF-PECVD로 증착된a-Si:H 박막을 EMA 모델링을 통해 분석한 결과 낮은 결정성과 높은 밀도를 가지는 a-Si:H를 얻을 수 있었으며, 이를 이종접합 태양전지에 적용한 결과 Flat wafer상에서 10.88%, textured wafer 적용하여 13.23%의 변환효율을 얻었다. 결론적으로 Spectroscopic Ellipsometry가 매우 얇고 고품질의 다층 박막이 필요한 이종접합 태양전지 분석에 있어 매우 유용한 방법임이 확인되었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권10호
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• pp.890-897
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• 1998

n-InP(001)기판과 PECVD법으로 ${Si}_3N_4$(200nm)막이 성장된 InP 기판사이의 direct wafer bonding을 분석하였다. 두 기판을 접촉시켰을 때 이들 사이의 결합력에 크게 영향을 주는 표면 상태를 접촉각 측정과 AFM을 통해서 분석하였다. InP 기판은 $50{\%}$ 불산용액으로 에칭하였을 때 접촉각이 $5^{\circ}$, RMS roughness는 $1.54{\AA}$이었다. ${Si}_3N_4$는 암모니아수 용액으로 에칭하였을 때 RMS roughness가 $3.11{\AA}$이었다. Inp 기판과 ${Si}_3N_4$/InP를 각각 $50{\%}$ 불산 용액과 암모니아수 용액에 에칭한 후 접촉시켰을 때 상당한 크기의 초기 겹합력을 관찰할 수 있었다. 기계적으로 결합된 시편을 $580^{\circ}C$-$680^{\circ}C$, 1시간동안 수소 분위기와 질소분우기에서 열처리하였다. SAT(Scanning Acoustic Tomography)측정으로 두 기판 사이의 결합여부를 확인하였다. shear force로 측정한 InP 기판과 ${Si}_3N_4$/InP사이의 결합력은 ${Si}_3N_4$/InP 계면의 결합력만큼 증가되었다. TEM과 AES를 이용해서 di-rect water bonding 계면과 PECVD계면을 분석하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.29-35
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• 1998

고품질의 6H-SiC 단결정을 성장하기 위하여 기판, 원료 및 성장에 사용되는 도가니에 대한 고순도 처리공정을 통하여 고순도화하여 결정성장을 시행하였다. 특히, 원료에 대해서는 순화처리전후의 XRD 분석을 행하여 고순도화된 원료의 상태를 확인하였다. 성장된 6H-SiC 단결정의 크기는 직경이 33mm, 길이는 11mm이었고, 기판으로의 사용 및 내부결함에 대한 관찰을 위하여 결정을 절단 및 연마하여 직경 33mm, 두께 0.5mm인 wafer를 제작하였으며, 광학현미경 및 Raman 분석을 이용하여 순화공정을 통해 제작된 wafer의 내부결함밀도 및 결정성을 측정하였다. 분석결과, micropipe 및 planar defect의 밀도는 각각 100개/$\textrm{cm}^2$, 30개/$\textrm{cm}^2$으로 순화처리를 통한 내부결함의 감소로 인해 고품질의 6H-SiC 단결정의 성장이 가능하였다

• 한국결정성장학회지
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• 제20권5호
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• pp.216-220
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• 2010

Si(100) wafer와 $SiO_2$/Si(100) 웨이퍼에 증착된 NiFe 합금 박막의 결정상과 자기적 특성을 비교하고자 동시 스퍼터링법을 이용하여 두 기판 위에 150 nm의 박막을 제조하여 그의 상변화와 자기적 특성을 XRD, FE-SEM, VSM으로 비교하였다. 두 기판 위에 증착된 NiFe 박막은 BCC상으로 증착되었으나 $400^{\circ}C$에서 2시간 열처리를 한 결과 BCC에서 FCC로의 상전이가 일어나는 것을 관찰 할 수 있었으며 Si(100) wafer위에 증착된 박막에서는 $500^{\circ}C$에서 열처리 후에도 BCC와 FCC가 혼재하여 나타나는 것을 알 수 있었다. $450^{\circ}C$에서 열처리 하였을 때 각형비가 가장 높았으며 포화자화는 0.0118 emu로 나타나고 있었다. $500^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 상전이로 인해 포화자화가 급격히 감소하는 것을 볼 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권8호
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• pp.863-870
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• 1999

SOI(silicon on insulafor) was fabricated through the direct bonding using (100) Si wafer and 4$^{\circ}$off (100) Si wafer to investigate the stacking faults in silicon at the Si/SiO2 oxidized and bonded interface. The treatment time of wafer surface using MSC-1 solution was varied in order to observe the effect of cleaning on bonding characteristics. As the MSC-1 treating time increased surface hydrophilicity was saturated and surface microroughness increased. A comparison of surface hydrophilicity and microroughness with MSC-1 treating time indicates that optimum surface modified condition for time was immersed in MSC-1 for 2 min. The SOI structure directly bonded using (100) Si wafer and 4$^{\circ}$off (100) Si wafer at the room temperature were annealed at 110$0^{\circ}C$ for 30 min. Then the stacking faults at the bonding and oxidation interface were examined after the debonding. The results show that there were anomalies in the gettering of the stacking faults at the bonded region.