• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.154-154
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• 2010

표면 passivation 효과향상 기술은 고효율의 결정질 실리콘 태양 전지를 제작하는데 필수적 요소이다. passivation을 통해서 전자와 전공의 재결합 속도를 낮출 수 있어 $V_{oc}$가 상승하고, 전류 값 증가를 통하여 효율 향상의 결과를 얻을 수 있기 때문이다. passivation을 위해서 다양한 각도로 접근하였다. 첫째는 $SiN_x$를 이용한 passivation효과 실험 둘째는 plasma 분위기에서 $N_2O$를 이용한 passivation효과 실험 그리고 마지막으로 RTO를 이용한 passivation 효과를 실험하였다. 첫 번째 실험은 PECVD를 이용하여 $SiN_x$를 증착한 후 굴절률 1.9 2.66으로 가변 한 결과 $SiN_x$ n=2.66에서 $D_{it}=8.82{\times}10^9$ [$cm^{-2}eV^{-1}$]로 우수한 passivation 효과를 얻을 수 있었다. 두 번째 실험에서는 PECVD를 이용해서 $N_2O$ treatment 후 SiON 증착한 샘플을 이용하여 시간 가변에 따른 passivation 효과를 확인하였다. 그 결과 $N_2O$ 50sccm, 100mTorr, 20W, $400^{\circ}C$ 8min 조건에서 가장 우수한 passivation 효과를 관찰할 수 있었다. 마지막 실험은 RTP를 이용하여 $SiO_2$ 박막에 대한 온도, 시간에 따른 passivation효과를 확인하였다. 그 결과 $O_2$ 3L/min $800^{\circ}C$ 2~3nm 3min 공정에서 lifetime이 220us(n형)의 결과를 얻을 수 있었다. 상기 세 실험결과를 태양전지제작에 응용한다면 고효율의 태양전지 제작이 가능할 것으로 사료된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1033-1037
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• 2019

GaN-based sensors have been widely investigated thanks to its potential in detecting the presence of hydrogen. In this study, we fabricated hydrogen gas sensors with AlGaN/GaN heterojunction and investigated how the sensing performance to be affected by SiN surface passivation. The gas sensor employed a high electron mobility transistors (HEMTs) with 30 nm platinum catalyst as a gate to detect the hydrogen presence. SiN layer was deposited by inductively-coupled chemical vapor deposition as post-passivation. The sensors with SiN passivation exhibited hydrogen sensing characteristics with various gas flow rates and concentrations of hydrogen in inert background gas at $200^{\circ}C$ similar to the ones without passivation. Aside from quick response time for both sensors, there are differences in sensitivity and recovery time because of the existence of the passivation layer. The results also confirmed the dependence of sensing performance on gas flow rate and gas concentration.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권4호
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• pp.80-85
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• 2007

Passivation 기술은 소자를 외부 환경의 영향으로부터 보호할 수 있고, 소자 성능의 감소를 예방할 수 있기 때문에 능동 소자 제작에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서 passivation 물질로 낮은 유전 상수를 갖는 benzocyclobutene (BCB)과 전통적인 passivation 물질인 Si3N4를 이용하여 GaAs를 기반으로 하는 $0.1{\mu}m\;{\Gamma}$-gate InAlAs/InGaAs metamorphic high electron mobility transistors (MHEMTs)를 제작하였다. 제작된 MHEMT의 특성은 passivation 전과 후로 구분하여 비교하였다. Passivation후 BCB와 Si3N4를 이용한 경우 모두에서 passivation 이전에 비해 저하된 DC 및 RF 특성을 나타내었으나, BCB를 이용하여 passivation을 한 소자들이 전통적인 passivation 물질인 Si3N4를 이용한 소자들에 비해서 상대적으로 낮은 특성 저하를 DC와 RF에서 함께 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.775-779
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• 2006

In this study, sputtered $Al_2O_3$ thin films were evaluated as a passivation layer in the process of InGaN-based blue LEDs in order to improve the brightness of LED lamps. In terms of packaged LED lamps, lamps with $Al_2O_3$ passivation layer emanated higher brightness than those with $SiO_2$ passivation layer, and LED lamps with 90 nm $Al_2O_3$ passivation layer were the brightest among four kinds of lamps. Although lamps with $Al_2O_3$ passivation had a slight increase in operating voltage, their brightness was improved about 13.6 % compare to the lamps made of conventional LEDs without the changes of emitting wavelength.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 디스플레이 광소자분야
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• pp.90-93
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• 2004

In this work, we have used different techniques for the surface passivation: conventional thermal oxidation (CTO), rapid thermal oxidation (RTO), and plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD). The surface passivation qualities of eight different single and combined double layer have been investigated both on the phosphorus non-diffused p-type FZ silicon and on phosphorus diffused emitter of 100 ${\Omega}/Sq$ and 40 ${\Omega}/Sq$. In the single layer, silicon dioxide $(SiO_2)$ passivates good on the emitter while silicon nitride (SiN) passivates better than on the non-diffused surface. In the double layers, CTO/SiN1 passivates very well both on non-diffused surface on the emitter. However, RTO/SiN1 and RTO/SiN2 stacks are more suitable for surface passivation in solar cells caused by a relatively good passivation qualities and the low optical reflection. Applying these stacks in solar cells we achieved 18.5 % and 18.8 % on 0.5 ${\Omega}$ cm FZ-Si with planar and textured front surface, respectively. The excellent open circuit voltage $(V_{oc})$ of 675.6 mV is obtained the planar cell with RTO/SiN stack.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.211-212
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• 2010

GaN 기반의 상부발광형 LED는 동작되는 동안 생기는 전기적 단락, 그리고 칩 위의 p-형 전극과 n-형 전극 사이에 생기는 누설전류 및 신뢰성 확보를 위하여 칩 표면에 passivation 층을 형성하게 된다. SiO2, Si3N4와 같은 passivation layers는 일반적으로 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용한다, 하지만 이는 공정 특성상 plasma로 인한 damage가 유발되기 때문에 표면 누설 전류가 증가 한다. 이로 인해 forward voltage와 reverse leakage current의 특성이 저하된다. 본 실험에서는 원자층 단위의 박막 증착으로 인해 PECVD보다 단차 피복성이 매우 우수한 PEALD(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)공정을 이용하여 Al2O3 passivation layer를 증착한 후, 표면 누설전류와 빛의 출력 특성에 대해서 조사해 보았다. PSS (patterned sapphire substrate) 위에 성장된 LED 에피구조를 사용하였고, TCP(Trancformer Copled Plasma)장비를 사용하여 에칭 공정을 진행하였다. 이때 투명전극을 증착하기 위해 e-beam evaporator를 사용하여 Ni/Au를 각각 $50\;{\AA}$씩 증착한 후 오믹 특성을 향상시키기 위하여 $500^{\circ}C$에서 열처리를 해주었다. 그리고 Ti/Au($300/4000{\AA}$) 메탈을 사용하여 p-전극과 n-전극을 형성하였다. Passivation을 하지 않은 경우에는 reverse leakage current가 -5V 에서 $-1.9{\times}10-8$ A 로 측정되었고, SiO2와 Si3N4을 passivation으로 이용한 경우에는 각각 $8.7{\times}10-9$과 $-2.2{\times}10-9$로 측정되었다. Fig. 1 에서 보면 알 수 있듯이 5 nm의 Al2O3 film을 passivation layer로 이용할 경우 passivation을 하지 않은 경우를 제외한 다른 passivation 경우보다 reverse leakage current가 약 2 order ($-3.46{\times}10-11$ A) 정도 낮게 측정되었다. 그 이유는 CVD 공정보다 짧은 ALD의 공정시간과 더 낮은 RF Power로 인해 plasma damage를 덜 입게 되어 나타난 것으로 생각된다. Fig. 2 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 forward voltage가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 0.07 V와 0.25 V씩 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Fig. 3 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 output power가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 2.7%와 24.6%씩 증가한 것을 볼 수 있다. Output power가 증가된 원인으로는 향상된 forward voltage 및 reverse에서의 leakage 특성과 공기보다 높은 Al2O3의 굴절률이 광출력 효율을 증가시켰기 때문인 것으로 판단된다.

• 센서학회지
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• 제25권4호
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• pp.252-256
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• 2016

Epitaxially grown GaN layers have a high surface state density, which typically results in a surface leakage current and a photoresponse in undesirable wavelengths in GaN optoelectronic devices. Surface passivation is, therefore, an important process necessary to prevent performance degradation of GaN UV photodetectors. In this study, we propose oxygen-enhanced thermal treatment as a simple surface passivation process without capping layers. The GaN UV photodetector fabricated using a thermal annealing process exhibits improved electrical and photoresponsive characteristics such as a reduced dark current and an enhanced photoresponsive current and UV-to-visible rejection ratio. The results of this study show that the proposed surface passivation method would be useful to enhance the reliability of GaN-based optoelectronic devices.

• 한국표면공학회지
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• 제45권1호
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• pp.20-24
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• 2012

Multilayer passivation film on OLED with organic/inorganic hybrid structure as to diminish the thermal stress and expansion was researched to protect device from the direct damage of $O_2$ and $H_2O$ and improve life time characteristics. Red OLED doped with 1 vol.% Rubrene in $Alq_3$ was used as a basic device. The films consist of ITO(150 nm)/ELM200_HIL(50 nm)/ELM002_HTL(30 nm)/$Alq_3$: 1 vol.% Rubrene(30 nm)/$Alq_3$(30 nm) and LiF(0.7 nm)/Al(100 nm) which were formed in that order. Using LiF/$SiN_x$ as a buffer layer was determined because it significantly improved life time characteristics without suffering damage in the process of forming passivation film. Multilayer passivation film on buffer layer didn't produce much change in current efficiency, while the half life time at 1,000 $cd/m^2$ of OLED/LiF/$SiN_x$/E1/$SiN_x$ was 710 hours which showed about 1.5 times longer than OLED/LiF/$SiN_x$/E1 with 498 hours. futhermore, OLED/LiF/$SiN_x$/E1/$SiN_x$/E1/$SiN_x$ with 1301 hours showed about twice than OLED/LiF/$SiN_x$/E1/$SiN_x$ which demonstrated that superior characteristics of life time was obtained in multilayer passivation film. Through the above result, it was suggested using LiF/$SiN_x$ as a buffer layer could reduce the damage from the difference of thermal expansion coefficient in OLED with protective films, and epoxy layer in multilayer passivation film could function like a buffer between $SiN_x$ inorganic layers with relatively large thermal stress.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.758-763
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• 2006

We has been studied the thin film encapsulation effect for organic light-emitting diodes (OLED). To evaluate the passivation properties of the passivation layer materials, we have carried out the fabrication of green light emitting diodes with ultra violet(UV) light absorbing polymer resin, $SiO_2,\;and\;SiN_x$, respectively. From the measurement results of shrinkage properties according to the exposure time to the atmosphere, we found that $SiN_x$ thin film is the best material for passivation layer. We have investigated the emission efficiency and life time of OLED device using the package structure of $OLED/SiN_x/polymer$ resin/Al/polymer resin. The emission efficiency of this OLED device was 13 lm/W and life time was about 2,000 hours, which reach 95 % of the performance for the OLED encapsulated with metal.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권4호
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• pp.511-514
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• 2010

불소계 고분자 물질인 $Cytop^{TM}$ 박막을 간단하고 경제적인 스핀코팅 방법을 이용하여 반도체 표면에 선택적으로 형성시킨 후, AlGaN/GaN HEMT 소자의 반도체 보호막(passivation layer)으로써 활용가능성을 고찰하기 위하여 전기적 특성이 분석되었다. $Cytop^{TM}$ 보호막이 적용된 AlGaN/GaN HEMT 소자와 적용되지 않은 소자의 게이트 래그 특성이 비교되었다. 보호막이 적용된 소자는 dc 대비 65%의 향상된 펄스 드레인 전류를 보였다. HEMT 소자의 rf 특성이 측정되었으며, $Cytop^{TM}$ 박막이 적용된 소자는 PECVE $Si_3N_4$ 보호막이 적용된 소자와 유사한 소자 특성을 나타냈다. 이는 게이트와 드레인 사이에 존재하는 표면상태 트랩의 보호막에 의한 감소에 의한 것으로 판단된다.