• 제목/요약/키워드: Crystalline silicon

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박막 접합 형성을 위한 열처리 방법에 관한 연구 ((A Study on the Annealing Methods for the Formation of Shallow Junctions))

  • 한명석;김재영;이충근;홍신남
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제39권1호
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    • pp.31-36
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    • 2002
  • 낮은 에너지의 보론 이온을 선비정질화된 실리콘 기판과 단결정 기판에 이온 주입하여 0.2μm 정도의 접합 깊이를 갖는 박막의 P/sup +/-n 접합을 형성하였다 이온주입에 의한 결정결함의 제거 및 주입된 보론 이온의 활성화를 위해 급속 열처리기를 이용하였으며, BPSC(bore-phosphosilicate glass)를 흐르도록 하기 위해 노 열처리를 도입하였다. 선비정질화 이온주입은 45keV, 3×10/sup 14/cm/sup -2/ Ge 이온을 사용하였으며, p형 불순물로는 BF2 이온을 20keV, 2×10/sup 15/cm /sup -2/로 이온주입 하였다. 급속 열처리와 노 열처리 조건은 각각 1000。C/ 10초와 850。C/4O분이었다. 형성된 접합의 접합깊이는 SIMS와 ASR로 측정하였으며, 4-point probe로 면 저항을 측정하였다. 또한 전기적인 특성은 다이오드에 역방향 전압을 인가하여 측정된 누설전류로 분석하였다. 측정 결과를 살펴보면, 급속 열처리만을 수행하여도 양호한 접합 특성을 나타내나, 급속 열처리와 노 열처리를 함께 고려해야 할 경우에는 노 열처리 후에 급속 열처리를 수행하는 공정이 급속 열처리 후에 노 열처리를 수행하는 경우보다 더 우수한 박막 접합 특성을 나타내었다.

Light I-V 곡선을 이용한 결정질 태양전지의 이상계수와 직렬 저항 특성 분석 (Use of a Transformed Diode Equation for Characterization of the Ideality Factor and Series Resistance of Crystalline Silicon Solar Cells Based on Light I-V Curves)

  • 정수정;김수민;강윤묵;이해석;김동환
    • 한국재료학회지
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    • 제26권8호
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    • pp.422-426
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    • 2016
  • With the increase in installed solar energy capacity, comparison and analysis of the physical property values of solar cells are becoming increasingly important for production. Therefore, research on determining the physical characteristic values of solar cells is being actively pursued. In this study, a diode equation, which is commonly used to describe the I-V behavior and determine the electrical characteristic values of solar cells, was applied. Using this method, it is possible to determine the diode ideality factor (n) and series resistance ($R_s$) based on light I-V measurements. Thus, using a commercial screen-printed solar cell and an interdigitated back-contact solar cell, we determined the ideality factor (n) and series resistance ($R_s$) with a modified diode equation method for the light I-V curves. We also used the sun-shade method to determine the ideality factor (n) and series resistance ($R_s$) of the samples. The values determined using the two methods were similar. However, given the error in the sun-shade method, the diode equation is considered more useful than the sun-shade method for analyzing the electrical characteristics because it determines the ideality factor (n) and series resistance ($R_s$) based on the light I-V curves.

나노 구조의 패턴을 갖는 n-type GaN 기판을 이용한 380 nm UV-LED의 광 추출 효율 개선 (Improvement in Light Extraction Efficiency of 380 nm UV-LED Using Nano-patterned n-type Gan Substrate)

  • 백광선;조민성;이영곤;;송영호;김승환;김재관;전성란;이준기
    • 한국재료학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.273-276
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    • 2011
  • Ultraviolet (UV) light emitting diodes (LEDs) were grown on a patterned n-type GaN substrate (PNS) with 200 nm silicon-di-oxide (SiO2) nano pattern diameter to improve the light output efficiency of the diodes. Wet etched self assembled indium tin oxide (ITO) nano clusters serve as a dry etching mask for converting the SiO2 layer grown on the n-GaN template into SiO2 nano patterns by inductively coupled plasma etching. PNS is obtained by n-GaN regrowth on the SiO2 nano patterns and UV-LEDs were fabricated using PNS as a template. Two UV-LEDs, a reference LED without PNS and a 200 nm PNS UV-LEDs were fabricated. Scanning Electron microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), X-Ray Diffraction (XRD), Photoluminescence (PL) and Light output intensity- Input current- Voltage (L-I-V) characteristics were used to evaluate the ITO-$SiO_2$ nanopattern surface morphology, threading dislocation propagation, PNS crystalline property, PNS optical property and UVLED device performance respectively. The light out put intensity was enhanced by 1.6times@100mA for the LED grown on PNS compared to the reference LED with out PNS.

Effect of TaB2 Addition on the Oxidation Behaviors of ZrB2-SiC Based Ultra-High Temperature Ceramics

  • Lee, Seung-Jun;Kim, Do-Kyung
    • 한국재료학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.217-222
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    • 2010
  • Zirconium diboride (ZrB2) and mixed diboride of (Zr0.7Ta0.3)B2 containing 30 vol.% silicon carbide (SiC) composites were prepared by hot-pressing at $1800^{\circ}C$. XRD analysis identified the high crystalline metal diboride-SiC composites at $1800^{\circ}C$. The TaB2 addition to ZrB2-SiC showed a slight peak shift to a higher angle of 2-theta of ZrB2, which confirmed the presence of a homogeneous solid solution. Elastic modulus, hardness and fracture toughness were slightly increased by addition of TaB2. A volatility diagram was calculated to understand the oxidation behavior. Oxidation behavior was investigated at $1500^{\circ}C$ under ambient and low oxygen partial pressure (pO2~10-8 Pa). In an ambient environment, the TaB2 addition to the ZrB2-SiC improved the oxidation resistance over entire range of evaluated temperatures by formation of a less porous oxide layer beneath the surface SiO2. Exposure of metal boride-SiC at low pO2 resulted in active oxidation of SiC due to the high vapor pressure of SiO (g), and, as a result, it produced a porous surface layer. The depth variations of the oxidized layer were measured by SEM. In the ZrB2-SiC composite, the thickness of the reaction layer linearly increased as a function of time and showed active oxidation kinetics. The TaB2 addition to the ZrB2-SiC composite showed improved oxidation resistance with slight deviation from the linearity in depth variation.

Control of Molecular Weight, Stereochemistry and Higher Order Structure of Siloxane-containing Polymers and Their Functional Design

  • Yusuke Kawakami;Yuning Li;Yang Liu;Makoto Seino;Chitsakon Pakjamsai;Motoi Oishi;Cho, Yeong-Bee;Ichiro Imae
    • Macromolecular Research
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    • 제12권2호
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    • pp.156-171
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    • 2004
  • We describe the precision synthesis schemes of siloxane-containing polymers, i.e., the control of their molecular weight, stereoregularity, and higher-order structures. First, we found a new catalytic dehydrocoupling reaction of water with bis(dimethylsilyl)benzene to give poly(phenylene-disiloxane). Together with this reaction, we applied hetero-condensations to the synthesis of thermally stable poly(arylene-siloxane)s. The dehydrocoupling reaction was applied to the synthesis of syndiotactic poly(methylphenylsiloxane) and poly(silsesquioxane)s, which we also prepared by hydrolysis and deaminative condensation reactions. We discuss the tendency for loop formation to occur in the synthesis of poly(silsesquioxane) by hydrolysis, and provide comments on the design of functionality of the polymers produced. By taking advantage of the low energy barrier to rotation in the silicon-oxygen bond, we designed selective oxygen-permeable membrane materials and liquid crystalline materials. The low surface free energy of siloxane-containing systems allows surface modification of a blend film and the design of holographic grating materials.

ISFET 이온감지기구의 Site Binding 모형 확장과 그 $Si_3N_4$ 수소이온 감지막에의 적용 (Extension of the Site Binding Model for Ion Sensing Mechanism of ISFET and Its Application to the Hydrogen Ion Sensing $Si_3N_4$ Membrane)

  • 서화일;권대혁;이종현;손병기
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1358-1366
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    • 1988
  • 독립적인 nitridation step이 포함된 급속 열처리 공정을 이용하여 125-180A 두께의 이중 절연박막을 단결정 실리콘 상에 형성하였다. HCl 가스의 첨가량과 공정시간의 변화에 따른 박막 특성의 변화를 고찰하였고, 이에 따른 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HCl 가스의 첨가에 의해 초기의 산화막 두께의 성장은 현저하게 나타났으나, nitridation 후의 박막두께의 변화는 10A 이하로 매우 저조하였다. 이중 절연박막의 항복전압은 HCl 가스의 첨가량에 비례하여 점차 증가하였고, 절연강도는 furnace나 독립적인 nitridation step이 포함되지 않은 급속 열처리 공정으로 형성한 같은 두께의 박막에 비해 높은 것으로 분석되었다.

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HCI 첨가에 의한 RTO/RTN 이중 절연박막의 전기적 특성 변화 (Effects of the Contents of Hydrochloric Gas on the Electrical Properties of the RTO/RTN Dual Dielectric Films)

  • 김윤태;박성호;배남진;김보우;마동성
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1350-1357
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    • 1988
  • 독립적인 nitridation step이 포함된 급속 열처리 공정을 이용하여 125-180A 두께의 이중 절연박막을 단결정 실리콘 상에 형성하였다. HCl 가스의 첨가량과 공정시간의 변화에 따른 박막 특성의 변화를 고찰하였고, 이에 따른 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HCl 가스의 첨가에 의해 초기의 산화막 두께의 성장은 현저하게 나타났으나, nitridation 후의 박막두께의 변화는 10A 이하로 매우 저조하였다. 이중 절연박막의 항복전압은 HCl 가스의 첨가량에 비례하여 점차 증가하였고, 절연강도는 furnace나 독립적인 nitridation step이 포함되지 않은 급속 열처리 공정으로 형성한 같은 두께의 박막에 비해 높은 것으로 분석되었다.

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질화물 박막을 이용한 단결정 $\beta$-SiC의 고온 ohmic 접촉 연구 (High Temperature Ohmic Contacts to Monocrystalline $\beta$-SiC Thin Film Using Nitride Thin Films)

  • 최연식;나훈주;정재경;김형준
    • 한국재료학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.21-28
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    • 2000
  • 내열금속인 W, Ti와 이들의 질화물인 $W_2$N, TiN 박막을 이용하여 탄화규소 ohmic 접촉을 연구하였다. 열처리 온도에 따른 고온 안정성과 전기적 특성 및 상호 확산 억제 특성을 고찰함으로써 이들 질화물의 고온에서 안정한 ohmic 접촉으로 이용가능성을 조사하였다. 새로운 유기화합물 원료인 bis-trimethylsilylmethane을 이용하여 화학기상 증착법으로 증착한 단결정 $\beta$-SiC 박막과 W이 가장 낮은 접촉 비저항, 2.17$\times$10(sup)-5Ω$\textrm{cm}^2$를 보였으며, Ti 계열은 상대적으로 높은 접촉 비저항 값을 나타내었다. 이들 전극 위에 산화 방지막으로 Pt 박막을 증착함으로써 전극의 산화를 막을 수 있었으며, 질화물 전극은 고온에서 금속접촉에 비해 안정한 전기적 특성을 나타내었고, 상호 확산 방지 특성 면에도 우수한 특성을 지니고 있음을 알 수 있었다.

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4H-SiC에 증착된 BST 박막의 열처리 효과에 따른 구조적, 전기적 특성 (Effect of post annealing on the structural and electrical properties of $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ films deposited on 4H-SiC)

  • 이재상;조영득;방욱;김상철;김남균;구상모
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.196-196
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    • 2008
  • We have investigated that the effect of post annealing on the structural and electrical properties of $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ thin films. The BST thin films were deposited on n-type 4H-silicon carbide(SiC) using pulsed laser deposition (PLD). The deposition was carried out in oxygen ambient 100mTorr for 5 minutes, which results in about 300nm-thick BST films. For the BST/4H-SiC, 200nm thick silver was deposited on the BST films bye-beam evaporation. The X-ray diffraction patterns of the BST films revealed that the crystalline structure of BST thin films has been improved after post-annealing at $850^{\circ}C$ for 1 hour. The root mean square (RMS) surface roughness of the BST film measured by using a AFM was increased after post-annealing from 5.69nm to 11.49nm. The electrical properties of BST thin film were investigated by measuring the capacitance-voltage characteristics of a silver/BST/4H-SiC structure. After the post-annealing, dielectric constant of the film was increased from 159.67 to 355.33, which can be ascribed to the enhancement of the crystallinity of BST thin films.

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Effect of plasma treatments on the initial stage of micro-crystalline silicon thin film

  • 장상철;남창우;홍진표;김채옥
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.71-71
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    • 1999
  • 현재 소자 제작에 응용되는 수소화된 비정질 실리콘은 PECVD 방법으로 제작하는 것이 보편적인 방법이다. 그러나 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 band gap edge 근처에서 국재준위가 많아 mobility가 작으며 상온에서 조차 불안정하여 신뢰성이 높지 않고, 도핑된 비정질 실리콘의 높은 비저항 등의 단점으로 인하여 고속 회로에 응용이 불가능하다. 반면 다결정질 실리콘 박막 트랜지스터는 a-Si:H TFT 에 비해 재현성이 우수하고 high resolution, high resolution, high contrast LCD에 응용할 수 있다. 하지만, 다결정 실리콘의 grain boundary로 인해 단결정에 비해 많은 defect 들이 존재하여 전도성을 감소시킨다. 따라서 Mobility를 증가시키기 위해서 grain size를 증가시키고 grain boundary 내에 존재하는 trap center를 감소시켜야 한다. 따라서 본 실험에서는 PECVD 장비로 초기 기판을 plasma 처리하여 다결정 실리콘 박막을 제작하여, 기판 처리에 대한 다결정 실리콘 박막의 성장의 특성을 조사하였다. 실험 방법으로는 PECVD 시스템을 이용하여 SiH4 gas와 H2 gas를 선택적으로 증착시키는 LBL 방법을 사용하여 $\mu$c-Si:H 박막을 제작하였다. 비정질 층을 gas plasma treatment 하여 다결정질 실리콘의 증착 initial stage 관찰을 주목적으로 관찰하였다. 다결정 실리콘 박막의 구조적 성질을 조사하기 위하여 Raman, AFM, SEM, XRD를 이용하여 grain 크기와 결정화도에 대해 측정하여 결정성장 mechanism을 관측하였다. LBL 방법으로 증착시킨 박막의 Raman 분석을 통해서 박막 증착 초기에 비정질이 증착된 후에 결정질로 상태가 변화됨을 관측할 수 있었고, SEM image를 통해서 증착 회수를 증가시키면서 grain size가 작아졌다 다시 커지는 현상을 볼 수 있었다. 이 비정질 층의 transition layer를 gas plasma 처리를 통해서 다결정 핵 형성에 영향을 관측하여 적정한 gas plasma를 통해서 다결정질 실리콘 박막 증착 공정을 단축시킬 수 있는 가능성을 짐작할 수 있었고, 또한 표면의 roughnes와 morphology를 AFM을 통하여 관측함으로써 다결정 박막의 핵 형성에 알맞은 증착 표면 특성을 분석 할 수 있었다.

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