• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.243-247
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• 2012

The paper focuses on an anti-reflection (AR) coating deposited by PECVD in silicon solar cell fabrication. AR coating is effective to reduce the reflection of the light on the silicon wafer surface and then increase substantially the solar cell conversion efficiency. In this work, we carried out experiments to optimize double AR coating layer with silicon nitride and silicon oxide for the silicon solar cells. The p-type mono crystalline silicon wafers with $156{\times}156mm^2$ area, 0.5-3 ${\Omega}{\cdot}cm$ resistivity, and $200{\mu}m$ thickness were used. All wafers were textured in KOH solution, doped with $POCl_3$ and removed PSG before ARC process. The optimized thickness of each ARC layer was calculated by theoretical equation. For the double layer of AR coating, silicon nitride layer was deposited first using $SiH_4$ and $NH_3$, and then silicon oxide using $SiH_4$ and $N_2O$. As a result, reflectance of $SiO_2/SiN_x$ layer was lower than single $SiN_x$ and then it resulted in increase of short-circuit current and conversion efficiency. It indicates that the double AR coating layer is necessary to obtain the high efficiency solar cell with PECVD already used in commercial line.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.236.1-236.1
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• 2015

The surface morphology of front transparent conductive oxide (TCO) films is very important to achieve high current density in amorphous silicon (a-Si) thin film solar cells since it can scatter the light in a better way. In this study, we present the low cost hydrothermal deposited uniform zinc oxide (ZnO) nano-flower structure with various aspect ratios for a-Si thin film solar cells. The ZnO nano-flower structures with various aspect ratios were grown on the RF magnetron sputtered AZO films. The diameters and length of the ZnO nano-flowers was controlled by varying the annealing time. The length of ZnO nano-flowers were varied from 400 nm to $2{\mu}m$ while diameter was kept higher than 200 nm to obtain different aspect ratios. The ZnO nano-flowers with higher surface area as compared to conventional ZnO nano structure are preferred for the better light scattering. The conductivity and crystallinity of ZnO nano-flowers can be enhanced by annealing in hydrogen atmosphere at 350 oC. The vertical aligned ZnO nano-flowers showed higher haze ratio as compared to the commercially available FTO films. We also observed that the scattering in the longer wavelength region was favored for the high aspect ratio of ZnO nano-flowers. Therefore, we proposed low cost and vertically aligned ZnO nano-flowers for the high performance of thin film solar cells.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.160-160
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• 2010

테라헤르츠 소스로 저온 InGaAs를 대체하기 위해 저온에서 성장한 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 성장 온도에 따른 광학적 photoluminescence (PL)과 time-resolved PL (TRPL) 측정을 이용하여 분석하였다. 또한 Be 도핑 농도에 따른 p형 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 PL과 TRPL 특성을 undoped $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$와 Si-doped $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$ 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에 사용한 시료는 분자선 엑피탁시 (molecular beam epitaxy)법으로 GaAs 기판 위에 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$을 다양한 성장온도에서 ${\sim}3.7\;{\mu}m$두께 성장하였다. $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 성장온도는 $400^{\circ}C$ 에서 $460^{\circ}C$까지 변화시키며 성장하였으며, Si과 Be 도핑한 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$ 시료는 약 $420^{\circ}C$에서 성장하였다. 모든 시료의 PL 피크는 ~1450 nm 근처에서 나타나며 단파장 영역에 shoulder 피크가 나타났다. 그러나 가장 낮은 온도 $400^{\circ}C$에서 성장한 시료는 1400 nm에서 1600 nm에 걸쳐 매우 넓은 피크가 측정되었다. PL 세기는 $450^{\circ}C$ 에서 성장한 시료가 가장 강하게 나타났으며, $435^{\circ}C$에서 성장한 시료의 PL 세기가 가장 약하게 나타났다. 방출파장에 따른 PL 소멸곡선을 측정하였으며 double exponential function을 이용하여 운반자 수명시간을 계산하였다. 운반자 수명시간은 빠른 소멸성분 $\tau_1$과 느린 소멸성분 $\tau_2$가 존재하고 빠른 성분 $\tau_1$의 PL 진폭이 약 80%로 느린 성분 $\tau_2$보다 우세하게 나타났다. 각 PL 피크에서의 운반자 수명시간 $\tau_1$은 ~1 ns로 성장온도에 따른 변화는 관찰되지 않았다. 또한 방출파장이 1400 nm에서 1480 nm까지 PL 피크 근처에서 운반자 수명시간은 거의 일정하게 나타났다. Be-doped 시료의 PL 피크는 1236 nm에서 나타나며, Si-doped 시료는 1288 nm, undoped 시료는 1430 nm에서 PL 피크가 측정되었다. PL 피크에서 PL 소멸곡선은 Be-doped 시료가 가장 빨리 감소하였으며, Si-doped 시료가 가장 길게 나타났다. 이러한 결과로부터 $In_{0.64}Al_{0.36}Sb$의 광학적 특성은 성장 온도, dopant type, 도핑 농도에 따라 변화하는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.201-206
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• 2019

This report constitutes the first demonstration in Korea of single-crystal lateral gallium oxide ($Ga_2O_3$) as a metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor (MOSFET), with a breakdown voltage in excess of 480 V. A Si-doped channel layer was grown on a Fe-doped semi-insulating ${\beta}-Ga_2O_3$ (010) substrate by molecular beam epitaxy. The single-crystal substrate was grown by the edge-defined film-fed growth method and wafered to a size of $10{\times}15mm^2$. Although we fabricated several types of power devices using the same process, we only report the characterization of a finger-type MOSFET with a gate length ($L_g$) of $2{\mu}m$ and a gate-drain spacing ($L_{gd}$) of $5{\mu}m$. The MOSFET showed a favorable drain current modulation according to the gate voltage swing. A complete drain current pinch-off feature was also obtained for $V_{gs}<-6V$, and the three-terminal off-state breakdown voltage was over 482 V in a $L_{gd}=5{\mu}m$ device measured in Fluorinert ambient at $V_{gs}=-10V$. A low drain leakage current of 4.7 nA at the off-state led to a high on/off drain current ratio of approximately $5.3{\times}10^5$. These device characteristics indicate the promising potential of $Ga_2O_3$-based electrical devices for next-generation high-power device applications, such as electrical autonomous vehicles, railroads, photovoltaics, renewable energy, and industry.

• 한국재료학회지
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• 제11권5호
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• pp.385-392
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• 2001

집적형 광증폭기는 대량생산이 용이하고. 단일 칩에 다기능의 광소자를 집적할 수 있다는 장점 때문에 활히 연구되어져 왔다. 본 연구에서는 수동형 집적광소자의 제작에 사용되는 화염가수분해증착법 (FHD)을 이용하여 실리콘 (Si) /실리카 ($SiO_2$) 광도파막을 제작하고, 이 박막에 Solution Doping 법을 이용하여 $Er^{3+}$ 를 첨가하여 광증폭 매질을 제작하는 연구를 수행하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권1호
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• pp.55-57
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• 2017

Amorphous oxide thin film transistors (TFTs) were fabricated with 0.5 wt% silicon doped zinc tin oxide (a-0.5SZTO) thin film deposited by radio frequency (RF) magnetron sputtering. In order to investigate the effect of annealing treatment on the electrical properties of TFTs, a-0.5SZTO thin films were annealed at three different temperatures ($300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, and $700^{\circ}C$ for 2 hours in a air atmosphere. The structural and electrical properties of a-0.5SZTO TFTs were measured using X-ray diffraction and a semiconductor analyzer. As annealing temperature increased from $300^{\circ}C$ to $500^{\circ}C$, no peak was observed. This provided crystalline properties indicating that the amorphous phase was observed up to $500^{\circ}C$. The electrical properties of a-0.5SZTO TFTs, such as the field effect mobility (${\mu}_{FE}$) of $24.31cm^2/Vs$, on current ($I_{ON}$) of $2.38{\times}10^{-4}A$, and subthreshold swing (S.S) of 0.59 V/decade improved with the thermal annealing treatment. This improvement was mainly due to the increased carrier concentration and decreased structural defects by rearranged atoms. However, when a-0.5SZTO TFTs were annealed at $700^{\circ}C$, a crystalline peak was observed. As a result, electrical properties degraded. ${\mu}_{FE}$ was $0.06cm^2/Vs$, $I_{ON}$ was $5.27{\times}10^{-7}A$, and S.S was 2.09 V/decade. This degradation of electrical properties was mainly due to increased interfacial and bulk trap densities of forming grain boundaries caused by the annealing treatment.

• 한국재료학회지
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• 제11권11호
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• pp.960-964
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• 2001

$Bi_{3.99}Ti_{2.97}V_{0.03}O_{12}$ (BTV) thin films with 3 mol% vanadium doping were Prepared on $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate by sol-gel method. X-ray diffraction analysis indicated that single-phase layered perovskite were obtained and preferred orientation was not observed. Under the annealing temperature at $600^{\circ}C$, the surface morphology of the BTV thin films had fine-rounded particles and then changed plate-like at $650^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$. The remanent polarization $(2P_r)$ and coercive field $(2E_c)$ of $700^{\circ}C$ annealed BTV thin film were 25 $\mu$C/cm$^2$ and 116 kV/cm, respectively. In addition, BTV thin film showed little polarization fatigue during $10_9$ switching cycles. These improved ferroelectric properties were attributed to the increased rattling space and reduced oxygen vacancies by substitution $Ti^{4+}$ ion (68 pm) with smaller $V^{5+}$ ion (59 pm). The dielectric constant and loss were measured 130 and 0.03 at 10 kHz, respectively.

• ETRI Journal
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• 제14권1호
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• pp.40-51
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• 1992

$0.25{\mu} m$ 급 pMOSFET소자를 구현하기 위해, $P^+$ 폴리실리콘을 적용한 pMOS를 제작하였으며, $p^+$ 폴리실리콘 게이트 소자에서 심각하게 문제가 되고 있는 붕소이온 침투현상을 조사하고 붕소이온 침투가 일어나지 않는 최적열처리온도를 조사하였다. 소자제조 공정중 게이트 공정만 전자선 (EBML300)을 이용하여 직접묘사하고 그 이외의 공정은 stepper(gline) 을 사용하는 Mix & Match 방법을 사용하였다. 또한 붕소이온 침투현상을 억제하기 위한 한가지 예로서, 실리콘산화막과 실리콘질화막을 적층한 ONO(Oxide/Nitride/Oxide) 구조를 게이트 유전체로 적용한 소자를 제작하여 그 가능성을 조사하였다. 그 결과 $850^{\circ}C$의 온도와 $N_2$ 분위기에서 30분동안 열처리 하였을 경우, 붕소이온의 침투현상이 일어나지 않음을 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometer) 분석 및 C-V(Capacitance-Voltage) 측정으로 확인할 수 있었으며 그 이상의 온도에서는 붕소이온이 침투되어 flat band전압(Vfb)을 변화시킴을 알았다. 6nm의 얇은 게이트 산화막 및 $0.1{\mu} m$ 이하의 LDD(Lightly Doped Drain) $p^-$의 얇은 접합을 형성함으로써 소자의 채널길이가 $0.2 {\mu} m$까지 짧은 채널효과가 거의 없는 소자제작이 가능하였으며, 전류구동능력은 $0.26\muA$/$\mu$m(L=0.2$\mu$m, V$_DS$=2.5V)이었고, subthreshold 기울기는 89-85mV/dec.를 얻었다. 붕소이온의 침투현상을 억제하기 위한 한가지 방법으로 ONO 유전체를 소자에 적용한 결과, $900^{\circ}C$에서 30분의 열처리조건에서도 붕소이온 침투현상이 일어나지 않음으로 미루어 , $SiO_2$ 게이트 유전체보다 ONO 게이트 유전체가 boron 침투에 대해서 좋은 장벽 역활을 함을 알았다. ONO 게이트 유전체를 적용한 소자의 경우, subthreshold특성은 84mV/dec로서 좋은 turn on,off 특성을 얻었으나, ONO 게이트 유전체는 막자체의 누설전류와 실리콘과 유전체 계면의 고정전하량인 Qss의 양이 공정조건에 따라 변화가 심해서 문턱전압 조절이 어려워 소자적용시 문제가 된다. 최근 바닥 산화막(bottom oxide) 두께가 최적화된 ONO 게이트 유전체에 대하 연구가 활발히 진행됨을 미루어, 바닥 산화막 최적화가 된다면 더 좋은 결과가 예상된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.223-223
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• 2003

광통신에는 광신호의 전송과 광신호 처리에 처리 과정에서 광 손실을 수반하므로 각 요소별로 광신호 증폭이 반드시 필요하다. 또한 광통신망의 완전 광화를 위해서는 제조 공정이 간단하여 가격이 저렴하고, 높은 신뢰성과 높은 증폭 효율을 가지면서 다른 부품과의 집적화가 가능한 광도파로형 광증폭기가 요구되고 있다 그러나 실리카는 광통신 파장대인 1.55$\mu\textrm{m}$대역의 증폭이 가능한 Er 이온에 대한 용해도가 50ppm 이하로 낮아 lmol% 이상 고농도로 Er 이온을 첨가하여 높은 증폭 효율을 얻는데 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Er 이온에 대하여 높은 용해 특성을 가지고 있어 고농도 Er 이온 도핑이 가능한 알루미나에 Er을 1-2 mol% 첨가하여 광발광 특성을 조사하였다. Er이 첨가된 알루미나 나노 졸은 Al(NO$_3$)$_3$ㆍ9$H_2O$와 Er(NO$_3$)$_3$.5$H_2O$가 일정 양 용해된 수용액에 NH$_4$OH를 가하여 침전물을 얻고 여과 및 수세하여 졸 입자의 함량이 약 5wt%가 되게 이온교환수와 해교제인 초산을 소량 가하여 10$0^{\circ}C$에서 약 50시간 열처리하는 방법으로 제조하였다. Er이 첨가된 알루미나 코팅막은 Er 이 첨가된 알루미나 나노 졸에 GPS(3-glycidoxypropyltriethoxysilane)를 Al에 대하여 7 mol% 가하여 스핀 코팅법으로 제조하였다. Si 기판에 코팅하고, 상온에서 90$0^{\circ}C$까지 각 1시간 열처리한 코팅막의 광 발광 특성은 Er 이온의 첨가량과 열처리로 변화된 알루미나 코팅막의 결정상과 연계하여 논의 될 것이다. X-선 회절법으로 분석한 알루미나 코팅막의 온도에 따른 결정상은 boehmite 상에서 약 50$0^{\circ}C$이후에 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$로 전이하고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.308-309
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• 2016

Reducing surface recombination is a critical factor for high efficiency silicon solar cells. The passivation process is for reducing dangling bonds which are carrier. Tunnel oxide layer is one of main issues to achieve a good passivation between silicon wafer and emitter layer. Many research use wet-chemical oxidation or thermally grown which the highest conversion efficiencies have been reported so far. In this study, we deposit ultra-thin tunnel oxide layer by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) using $N_2O$ plasma. Both side deposit tunnel oxide layer in different RF-power and phosphorus doped a-Si:H layer. After deposit, samples are annealed at $850^{\circ}C$ for 1 hour in $N_2$ gas atmosphere. After annealing, samples are measured lifetime and implied Voc (iVoc) by QSSPC (Quasi-Steady-State Photo Conductance). After measure, samples are annealed at $400^{\circ}C$ for 30 minute in $Ar/H_2$ gas atmosphere and then measure again lifetime and implied VOC. The lifetime is increase after all process also implied VOC. The highest results are lifetime $762{\mu}s$, implied Voc 733 mV at RF-power 200 W. The results of C-V measurement shows that Dit is increase when RF-power increase. Using this optimized tunnel oxide layer is attributed to increase iVoc. As a consequence, the cell efficiency is increased such as tunnel mechanism based solar cell application.