• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 14TH KACG TECHNICAL MEETING AND THE 5TH KOREA-JAPAN EMGS (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM)
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• pp.169-172
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• 1998

A phyaical model of the Czochralski method for silicon single crystals is designed to measure the change of velocities and temperature profilles in the melt. Wood's metal(Bi 50%, Pb 26.7%, Sn 13.3%, Cd 10%, m.p. 70℃) is used to simulate the silicon melt in the crucible. To measure the local velocity change, electromagnetic probe is adopted as a velocity sensor. The output voltage of the sensor shows linear relationship to the velocity of the melt.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권12호
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• pp.1876-1881
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• 2001

We present the numerical analysis of the growth of a silicon (Si) single crystal. In the MCZ (Magnetic-field-applied Czochralski) method, two magnetic fields that stand opposite to each other generate a cusp magnetic field. In this work, the three cusp magnetic fields used for the analysis are an extern magnetic field, a surface magnetic field and an internal magnetic field. Each case was evaluated mainly as to the degree of stirring, shaft symmetry and the stability of the flow. As a result, the cusp magnetic field that yielded to best conditions was the internal magneic field.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권3호
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• pp.988-1004
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• 1996

The characteristics of flow and oxygen concentration are numerically studied in Czochralski 8" silicon crystal growing process considering radiative heat transfer. The analysis of net radiative heat flux on all relevant surfaces shows growing crystal affects the heater power. Furthermore, the variation of the radiative heat flux along the crystal surface in the growing direction is confirmed and should be a cause of thermal stress and defect of the crystal. The calculated distributions of temperature and, heat flux along the wall boundaries including melt/crystal interface, free surface and crucible wall indicate that the frequently used assumption of the thermal boundary conditions of insulated crucible bottom and constant temperature at crucible side wall is not suitable to meet the real physical boundary conditions. It is necessary, therefore, to calculate radiative heat transfer simultaneously with the melt flow in order to simulate the real CZ crystal growth. If only natural convection is considered, the oxygen concentration on the melt/crystal interface decreases and becomes uniform by the application of a cusp magnetic filed. The heater power needed also increases with increasing the magnetic field. For the case of counter rotation of the crystal and crucible, the magnetic field suppresses azimutal flow produced by the crucible rotation, which results in the higher oxygen concentration near the interface.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.350-355
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• 2009

The crysralline silicon solar cell where the solar cell market grows rapidly is occupying of about 85% or more high efficiency and low cost endeavors many crystalline solar cells. The fabricaion process of high efficiency crystalline silicon solar cells necessitate complicated fabrication processes and Ti/Pd/AG contact, This metal contacts have only been used in limited areas in spite of their good srability and low contact resistance because of expensive materials and process. Commercial solar cells with screen-printed solar cells formed by using Ag paste suffer from loe fill factor and high contact resistance and low aspect ratio. Ni and Cu metal contacts have been formed by using electroless plating and light-induced electro plating techniques to replace the Ti/Pd/Ag and screen-printed Ag contacts. Copper and Silver can be plated by electro & light-induced plating method. Light-induced plating makes use the photovoltaic effect of solar cell to deposit the metal on the front contact. The cell is immersed into the electrolytic plating bath and irradiated at the front side by light source, which leads to a current density in the front side grid. Electroless plated Ni/ Electro&light-induced plated Cu/ Light-induced plated Ag contact solar cells result in an energy conversion efficiency of 16.446 % on 0.2~0.6${\Omega}$ cm, $20{\times}20mm^2$, CZ(Czochralski) wafer.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.177-184
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• 2000

약한 cusp 자장이 가하여진 Czochralski실리콘 단결정 성장에서 유동장의 종횡비에 따라 부력과 열모세관 현상이 용융물질의 유동과 물질(산소)전달에 미치는 영향이 수치적인 방법으로 연구되었다. 실리콘 단결정 성장이 진행됨에 따라 도가니안의 용융물질의 깊이가 즐어들어 유동장의 종횡비가 감소하고, 이에 따라 현존하는 유동장에 작용하는 자장의 상대적인 형태가 변화하므로 유동의 형태가 계속 변화한다. 유동장 내부에서 자유표면으로 접근하여 Marangoni 대류를 구성하는 용융물질의 흐름(열모세관 현상)과 함께 도가니 벽 근처의 자유표면 바로 아래에서 순환류가 발생하는데, 이 순환류의 존재로 인하여 부력의 효과가 “전반적으로”나타나지 않고 도리어 “국소적으로”나타나는 특성을 갖는다. 종횡비가 작아질수록 유동장의 대부분에서 자장의 반경방향 성분이 축방향 성분보다 우세하여 용융물질의 유동은 횡방향 성분(수평성분)이 현저해지므로 자오면에서의 온도분포는 점차 반경방향에 의존하는 특성을 갖게 된다 종횡비가 작아질수록 결정의 가장자리에서 온도구배가 작아지며 따라서 열모세관 현상포 약화된다 또 이때 결정주위의 산소의 농도가 작아지며 따라서 흡수되는 산소의 양도 작아진다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.62-66
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• 2002

The conventional floating zone(FZ) crystal and Czochralski(CZ) silicon crystal have resistivity variations longitudinally as well as radially The resistivity variations of the conventional FZ and CZ crystal are not conformed to requirement of dopant distribution for power devices and thyristors. These resistivity variations in conventional cystals limits the reverse breakdown voltage that could be achieved and forced designers of high power diodes and thyristors to compromise the desired current-voltage characteristics. So to produce high Power diodes and thyristors, Neutron Transmutation Doping(NTD) technique is the one method just because NTD silicon provides very homogeneous distribution of doping concentration. This procedure involves the nuclear transmutation of silicon to phosphorus by bombardment of neutron to the crystal according to the reaction $^{30}$ Si(n,${\gamma}$)longrightarrow$^{31}$ Silongrightarrow(2.6 hr)$^{31}$ P+$\beta$$^{[-10]}$ . The radioactive isotope $^{31}$ Si is formed by $^{31}$ Si capturing a neutron, which then decays into the stable $^{31}$ P isotope (i.e., the donor atom), whose distribution is not dependent on the crystal growth parameters. In this research, neutron was irradiated on FZ silicon wafers which had high resistivity(1000~2000 Ω cm), for 26 and 8.3hours for samples of HTS-1 and HTS-2, and 13, 3.2, 2.0 hours for samples of IP-1, IP-2 and IP-3, respectively, to compare resistivity changes due to time differences. The designed resistivities were approached, which were 2.l Ωcm for HTS-1, 7.21 Ω cm for HTS-2, 1.792cm for IP-1, 6.83 Ωcm for IP-2, 9.23 Ωcm for IP-3, respectively. Point defects were investigated with Deep Level Transient Spectroscopy(DLTS). Four different defects were observed at 80K, 125K, 230K, and above 300K.

• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.55-60
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• 2001

고 에너지 (1.5 MeV) 이온 주입된 Boron의 농도와 silicon 기판의 초기 산소 농도의 변화에 따라 silicon기판에 형성된 결정 결함 및 금속 불순물의 Gettering 효율에 대하여 DLTS(Deep Level Transient Spectroscopy), SIMS(Secondary ion Mass Spectroscopy), BMD(Bulk Micro-Defect) analysis 및 TEM (Transmission Electron Microscopy)을 이용하여 연구하였다. 이온 주입 전후의 DLTS 결과를 확산로 및 RTA를 이용한 열처리 전후의 DLTS 결과와 비교할 때 이온 주입 전 시편에서 볼 수 있는 공공에 의한 깊은 준위는 열처리 온도의 증가에 따라 금속 불순물과 관련된 깊은 준위로 천이함을 알 수 있다. 또한 고온 열처리의 경우, 초기 산소 농도가 높을수록 깊은 준위의 농도가 감소함을 볼 때 초기 산소 농도가 높을 수록 gettering 효율 측면에서 유리한 것으로 사료된다

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 12th KACG Technical Meeting and the 4th Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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• pp.197-201
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• 1997

The momentum, heat and mass trasfer phenomena in the silicon melt of the Czochralki crystal growth system are calculated using a three dimensional numerical simulation thechnique. Even though axisymmetrical boundary conditions are imposed to all calculations in a 3cm diameter crucible, several types of non-axisymmetric profiles of velocities, temperature and oxygen concentration appeared in the melt. Because of the non-axisymmetric profiles of velocities, temperature and oxygen concentration appeared in the melt. Because of the non-axisymmetric profiles and rotations of fluid induced by the crucible rotation, temperatures and oxygen concentrations in the silicon melt fluctuate. The rotating velocity of the profile is calculated from the phase shift of the data of temperature or oxygen at two different points which have same radius from center but 90 degree angular difference. From this calculation, it is found that the rotating veolocity of the oxygen and temperature is different from the crucible rotation rates. Therefore the frequencies of the oscillating temperature and oxygen concentrations are not same to the frequencies of the crucible rotations. Futhermore, the components of the frequencies of the temperature and oxygen concentration at the same point are not same. The fluctuation behaviors of the temperature or oxygen themselves are also different when the points are different. The calculation show that the temperature and the oxygen concentration near the interface also fluctuate. The results suggest that the striation pattern found in the grown silicon single crystals may ben generated by the oxygen concentration and the temperature oscillations of the melt occurred near the interface.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.406-417
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• 1997

초크랄스키법들 의한 8인치 실리콘 단결정 성장계에 대칭과 비대칭 커스프 자장을 인가하여 결정을 성장시켰을 때 축방향으로 일정한 산소농도분포를 가질 수 있는 적절한 인가 자장의 크기와 비대칭도에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 결정이 성장할 때 커스프 자장의 형태가 유지되는 방법으로 도가니의 위치를 변화시키는 방법과 인가코일의 위치를 변화시키는 방법을 비교하였다. 대칭 커스프 자장이 인가된 경우, 축방향으로 일정한 산소농도를 얻을 수 있는 자장의 강도변화는 결정이 성장함에 따라 아래로 볼록한 형태를 띠었다. 축밟향으로 일정한 산소농도분포를 갖기 위해 도가니의 위치를 변화시키는 방법과 코일의 위치를 변화시키는 방법을 비교한 결과 비슷한 산소농도의 표준편차값을 가짐을 알 수 있었다. 비대칭 자장이 인가된 경우, 축방향으로 일정한 산소농도 분포를 얻기 위해서는 비대칭도는 결정이 성장함에 따라 점차 증가하는 양상을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.157-161
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• 1999

초크랄스키 실리콘 기판의 뒷면에 형성된 기계적 손상이 미치는 효과에 대하여 고찰하였다. 기계적 손상의 정도는 레이저 여기/극초단파 반사 광전도 감쇠법에 의한 소수반송자 재결합 수명, 습식산화/선택적 식각 방법, 표면 부위 미소 결함 및 X-선 단면 측정 분석으로 평가하였다. 그 결과, 웨이퍼 뒷면에 가해지는 기계적 손상의 세기가 강할수 록 소수반송자 재결합 수명은 짧아지고, 표면 부위 미소 결함 밀도는 비례적으로 증가하였으며, 산화 유기 적충 결함 밀 도와도 상호 일치하였다. 그래서, 표면 부위 미소 결함 기술은 산화 유기 적층 결함을 측정하는데 있어서 통상적인 부식 방법과는 별도로 사용될 수 있다.