• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.576-581
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• 2005

In this paper. the a-Si:H TFT using ferroelectric of $SrTiO_3$ as a gate insulator is fabricated on glass. High k gate dielectric is required for on-current, threshold voltage and breakdown characteristics of TFT Dielectric characteristics of ferroelectric are superior to $SiO_2$ and $Si_3N_4$. Ferroelectric increases on-current and decreases threshold voltage of TFT and also ran improve breakdown characteristics.$SrTiO_4$ thin film is deposited by e-beam evaporation. Deposited films are annealed for 1 hour in N2 ambient at $150^{\circ}C\~600^{\circ}C$. Dielectric constant of ferroelectric is about 60-100 and breakdown field is about IMV/cm. In this paper, the TFT using ferroelectric consisted of double layer gate insulator to minimize the leakage current. a-SiN:H, a-Si:H (n-type a-Si:H) are deposited onto $SrTiO_3$ film to make MFNS(Metal/ferroelectric/a-SiN:H/a-Si:H) by PECVD. In this paper, TFR using ferroelectric has channel length of$8~20{\mu}m$ and channel width of $80~200{\mu}m$. And it shows that drain current is $3.4{\mu}A$at 20 gate voltage, $I_{on}/I_{off}$ is a ratio of $10^5\~10^8,\;and\;V_{th}$ is$4\~5\;volts$, respectively. In the case of TFT without having ferroelectric, it indicates that the drain current is $1.5{\mu}A$ at 20gate voltage and $V_{th}$ is $5\~6$ volts. If properties of the ferroelectric thin film are improved, the performance of TFT using this ferroelectric thin film can be advanced.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.62.2-62.2
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• 2011

산업화 이후, 석탄 석유를 중심으로 한 화석연료가 이산화탄소를 대량으로 배출하며 지구 온난화를 야기함에 따라, 기존의 화석연료를 대체할 청정하고 무한 재생 가능한 대체에너지로 가장 큰 기대를 받고 있는 것은 태양에너지이며, 이에 보조를 맞춰 태양광발전에 대한 연구개발이 국내외적으로 활발히 진행되고 있는 실정이다. 태양 전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 바꿔주는 소자로, 셀의 효율을 높이기 위해서는 최대한 많은 빛을 흡수시킬 수 있는 것이 중요하다. 빛의 반사를 줄이는 방법에는 texturing과 antireflecting coating이 있다. Antireflecting coating은 반도체와 공기의 중간 굴절율을 갖는 박막을 증착하여 측면 반사를 감소시킴으로서 빛의 손실을 감소시키는 역할을 한다. 과거에 반사방지막으로 가장 많이 사용되었던 물질은 SiO로써 굴절률은 1.8~1.9로서 최소의 반사율은 1% 미만이지만, 가시광선영역에서의 흡수에 의한 손실이 생기므로, SiNx가 대체 물질로 제안되었다. SiNx의 경우 굴절률이 약 1.5로서 Si에 쉽게 형성시킬 수 있고, texturing된 Si 표면에 적합하며 반사율을 10%에서 2%로 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 high power, high frequency PECVD 방법으로 $SiH_4$와 $NH_3$ gas의 비율, $N_2$ carrier gas 등 공정 변수를 변화시켜 증착한 SiNx 박막의 결정학적 특성을 X-ray diffraction 분석과 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 화학적 결합을 확인하였고, 이를 FT-IR (Fourier Transform-Infrared spectroscopy)를 통해 관찰한 결과와 연관시켜 분석하였다. 굴절율의 경우 ellipsometer를 이용하여 측정하였으며 위의 측정을 통하여 SiNx박막의 반사 방지막으로써의 가능성을 확인 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.434-435
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• 2012

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) silicon dioxide thin films have many applications in semiconductor manufacturing such as inter-level dielectric and gate dielectric metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs). Fundamental chemical reaction for the formation of SiO2 includes SiH4 and O2, but mixture of SiH4 and N2O is preferable because of lower hydrogen concentration in the deposited film [1]. It is also known that binding energy of N-N is higher than that of N-O, so the particle generation by molecular reaction can be reduced by reducing reactive nitrogen during the deposition process. However, nitrous oxide (N2O) gives rise to nitric oxide (NO) on reaction with oxygen atoms, which in turn reacts with ozone. NO became a greenhouse gas which is naturally occurred regulating of stratospheric ozone. In fact, it takes global warming effect about 300 times higher than carbon dioxide (CO2). Industries regard that N2O is inevitable for their device fabrication; however, it is worthwhile to develop a marginable nitrous oxide free process for university lab classes considering educational and environmental purpose. In this paper, we developed environmental friendly and material cost efficient SiO2 deposition process by substituting N2O with O2 targeting university hands-on laboratory course. Experiment was performed by two level statistical design of experiment (DOE) with three process parameters including RF power, susceptor temperature, and oxygen gas flow. Responses of interests to optimize the process were deposition rate, film uniformity, surface roughness, and electrical dielectric property. We observed some power like particle formation on wafer in some experiment, and we postulate that the thermal and electrical energy to dissociate gas molecule was relatively lower than other runs. However, we were able to find a marginable process region with less than 3% uniformity requirement in our process optimization goal. Surface roughness measured by atomic force microscopy (AFM) presented some evidence of the agglomeration of silane related particles, and the result was still satisfactory for the purpose of this research. This newly developed SiO2 deposition process is currently under verification with repeated experimental run on 4 inches wafer, and it will be adopted to Semiconductor Material and Process course offered in the Department of Electronic Engineering at Myongji University from spring semester in 2012.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.52 no.1
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• pp.72-76
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• 2015

150-nm-thick In-Zn-Tin-Oxide (IZTO) films were deposited by RF magnetron sputtering after a 10 to 50-nm-thick $SiO_2$ buffer layer was deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) on polyethylene terephthalate (PET) substrates. The electrical, structural, and optical properties of the IZTO/$SiO_2$/PET films were analyzed with respect to the thickness of the $SiO_2$ buffer layer. The mechanical properties were outstanding at a $SiO_2$ thickness of 50 nm, with a resistivity of $1.45{\times}10^{-3}{\Omega}-cm$, carrier concentration of $8.84{\times}10^{20}/cm^3$, hall mobility of $4.88cm^2/Vs$, and average IZTO surface roughness of 12.64 nm. Also, the transmittances were higher than 80%, and the structure of the IZTO films were amorphous, regardless of the $SiO_2$ thickness. These results indicate that these films are suitable for use as a transparent conductive oxide for transparency display devices.

• New & Renewable Energy
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• v.18 no.1
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• pp.29-34
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• 2022

The most prevalent cause of solar cell efficiency loss is reduced recombination at the metal electrode and silicon junction. To boost efficiency, a a SiO_X/poly-Si passivating interface is being developed. Poly-Si for passivating contact is formed by various deposition methods (sputtering, PECVD, LPCVD, HWCVD) where the ploy-Si characterization depends on the deposition method. The sputtering process forms a dense Si film at a low deposition rate of 2.6 nm/min and develops a low passivation characteristic of 690 mV. The PECVD process offers a deposition rate of 28 nm/min with satisfactory passivation characteristics. The LPCVD process is the slowest with a deposition rate of 1.4 nm/min, and can prevent blistering if deposited at high temperatures. The HWCVD process has the fastest deposition rate at 150 nm/min with excellent passivation characteristics. However, the uniformity of the deposited film decreases as the area increases. Also, the best passivation characteristics are obtained at high doping. Thus, it is necessary to optimize the doping process depending on the deposition method.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.186-187
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• 2006

본 논문에서는 PECVD를 이용하여 증착시킨 실리콘 산화막에 영향을 주는 파라미터 입력에 따른 박막의 특성을 평가하기 위하여 먼저 통계적 실험계획을 통해 산화막 특성에 유의한 영향을 미치는 요인을 분석하고, 분석된 결과를 이용하여 가장 유의한 교호작용을 신경망 모델링에서 입력파라미터로 포함시킴으로서 교호작용을 고려하지 않은 경우와의 학습결과를 비교하여 두가지 모델링 방법 중 교호작용을 고려한 신경망 모델의 경우가 PECVD의 물리적 현상을 더 명확히 설명할 수 있음을 확인했다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1994.02a
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• pp.133-133
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• 1994

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.30-30
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• 2000

당사는 각종 진공 장비를 개발/제작한 경험을 바탕으로 25년 동안 진공 산업 발전에 기여하여 왔으며 자체 기술로 HIGH VACUUM 응용시스템 설계 및 제작하고 있다. 이와 함께 3D CAD를 이용한 consulting 및 Modeling 분석을 수행하여, 자체 기술로 설계 및 제작 판매하고 있다. Vacuum System은 In-line System (ITO, SiO2, Cr Tio2, Ag, Al 등), Roll to Roll(Web) Sputtering system (ITO, SiO2, Ar, Metal 등), 유기 EL 박막 진공 증착 장치, PECVD System, Evaporator 시스템 등을 제작 공급하고 있다. 현재 Roll to Roll(Web) Sputtering System은 Dual Cathode를 사용하는 방식으로 개발중에 있으며, 평판 디스플레이용 대면적 Glass를 위한 In-line Sputtering System을 같이 개발하고 있다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.28.2-28.2
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• 2009

군사적, 산업적 용도로 널리 활용되고 있는 적외선 검출기는 InSb, HgCdTe(MCT)와 같은 물질들을 감지 소자로 사용하고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 MCT는 적외선의 전 영역을 감지할 수 있는 장점이 있지만, 대면적 제작이 어려운 단점이 있다. 이에 비해 InSb는 안정적인 재료의 특성, 높은 전하이동도($1.2\times10^6\;cm^2/Vs$) 그리고 대면적 소자 제작의 가능성 등이 높게 평가되어 차세대 적외선 검출소자로 각광 받고 있다. InSb 적외선 수광 소자는 1970년대부터 미국을 중심으로 이온주입, MOCVD 또는 MBE와 같은 다양한 공정을 이용하여 제작되어 왔으며, 앞으로도 군수용 제품을 비롯하여 산업전반에서 더욱 각광을 받을 것으로 예상된다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225 eV의 상대적으로 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인 문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb 적외선 수광 소자 연구의 주요 이슈 중 하나가 되어왔다. PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 물질들에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 산화막과 반도체 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 연구도 활발히 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 소자의 성능개선을 위한 최적화된 산화막에 대한 연구는 여전히 불충분한 실정이다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 (n = 0.2 ~ $0.85\times10^{15}cm^{-3}$ @ 77 K)을 이용하여 양극산화막, $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. 양극산화막은 상온에서 1 N KOH 용액을 이용하여 양극산화법으로 증착하였으며, $SiO_2$, $Si_3N_4$는 PECVD로 $150^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜가며 증착하였다. SEM분석과 XPS분석으로 두께의 균일도와 절연막의 조성, 계면확산 정도를 확인하였으며, I-V와 C-V 커브측정을 통해 각 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 이 분석들을 통해 각각의 공정 조건에 따른 절연막의 상태를 전기적 특성과 관련지어 설명할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.05a
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• pp.142-145
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• 2004

In this work, we have investigated the application of rapid thermal processing (RTP) and plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) for surface passivation. Rapid thermal oxidation (RTO) has sufficiently low surface recombination velocities (SRV) $S_{eff}$ in spite of a thin oxides and short process time. The effective lifetime is increasing with an increase of the oxide thickness. In the same oxide thickness, The effective lifetime is independent on the process temperature and time. $S_{eff,max}$ is exponentially decreased with increasing oxide thickness. $S_{eff,max}$ can be reduced to 200 cm/s with only 10 nm oxide thickness. On the other hand, three different types of SiN are reviewed. SiN1 layer has a thickness of about 72 nm and a refractive index of 2.8. Also, The SiN1 has a high passivation quality. The effective lifetime and SRV of 1 $\Omega$ cm Float zone (FZ) silicon deposited with SiN1 is about 800 s and under 10 cm/s, respectively. The SiN2 is optimized for the use as an antireflection layer since a refractive index of 2.3. The SiN3 is almost amorphous silicon caused by less contents of N2 from total process. The effective lifetime on the FZ 1 ${\Omega}cm$ is over 1000 ${\mu}s$.