• 제목/요약/키워드: PECVD $SiO_2$

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실리카 광도파로의 Core층인 Silicon Oxynitride후박의 굴절률 제어 (Refractive Index Control of Silicon Oxynitride Thick Films on Core Layer of Silica Optical Waveguide)

  • 김용탁;조성민;윤석규;서용곤;임영민;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.594-597
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    • 2002
  • 플라즈마 화학기상증착(PECVD)법을 이용하여 p-type Si(100) 웨이퍼에 Silicon Oxynitride(SiON) 후막을 SiH$_4$ , $N_2$O, $N_2$ 가스를 혼합하여 증착하였다. Prism coupler측정을 통해 SiON 후막의 굴절률 1.4620~1.5312을 얻었으며, rf power가 180 W에서 5.92$\mu$m/h의 증착률을 나타내었다. 증착변수에 따른 화학적 조성의 영향은 X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS) 을 통하여 관찰하였다. 또한, SiON 후막 증착후에 $1.5\mu$m 부근의 흡수띠를 제거하기 위해 105$0^{\circ}C$$N_2$ 분위기에서 2시간 동안 열처리를 행하였다.

InSb MIS구조에서의 계면의 전기적 특성 평가 (Characterization of interfacial electrical properties in InSb MIS structure)

  • 이재곤;최시영
    • 센서학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.60-67
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    • 1996
  • 저온 remote PECVD $SiO_{2}$막을 이용하여 제조된 InSb MIS구조에서의 계면의 전기적 특성에 대하여 연구하였다. $105^{\circ}C$에서 증착시킨 $SiO_{2}$막을 이용한 MIS구조의 중간 에너지 대역폭에서의 계면상태밀도가 $1{\sim}2{\times}10^{11}\;cm^{-2}eV^{-1}$으로 평가되었다. 그러나, $105^{\circ}C$이상의 고온에서 제조된 MIS소자의 계면에는 다량의 계면준위 및 트랩 준위가 존재하였다. G-V측정으로부터 계산된 계면준위들의 시상수는 $10^{-4}{\sim}10^{-5}\;sec$였으며, 증착온도가 증가할수록 트랩밀도가 증가하여 C-V특성곡선의 이력특성이 증대되었다.

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The Study of $SiO_2$, $Si_3N_4$ passivation layers grown by PECVD for the indiumantimonide photodetector

  • 이재열;김정섭;양창재;박세훈;윤의준
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.24.2-24.2
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    • 2009
  • Indium Antimonide(InSb)는 $3{\sim}5\;{\mu}m$대 적외선 감지영역에서 기존 HgCdTe(MCT)를 대체할 물질로 각광받고 있다. 1970년대부터군사적 용도로 미국, 이스라엘 등 일부 선진국에서 연구되기 시작했으며,이온주입, MOCVD, MBE 등 다양한 공정을 통해 제작되어 왔다. InSb 적외선 감지소자는 $3{\sim}5{\mu}m$대에서 HgCdTe와 성능은 대등한데 반해, 기판의 대면적화와 저렴한 가격, 우주공간 및 야전에서 소자 동작의안정성 등으로 InSb적외선 감지기는 냉각형 고성능 적외선 감지영역에서 HgCdTe를 대체해 가고 있다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225eV의 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb적외선 수광 소자 연구의 주요이슈 중 하나가 되어왔다. 그 동안 PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 절연막에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 절연막과 반도체 사이 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 공정개발이 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 적외선 감지기술은 국방 및 우주개발의 핵심기술중 하나로 그 기술의 이전이 엄격히 통제되고 있으며, 현재도 미국과 이스라엘, 일본, 영국 등 일부 선진국 만이 기술을 확보하고 있고, 국내의 경우 연구가 매우 취약한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 적외선 감지기의 암전류를 제어하기 위한 낮은 계면트랩밀도를 갖는 절연막 증착 공정을 찾고자 하였다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 ($n=0.2{\sim}0.85{\times}10^{15}cm^{-3}$ @ 77K)에 PECVD를 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. $SiO_2$는 160, 200, $240^{\circ}C$에서 $Si_3N_4$는 200, $300^{\circ}C$에서 증착하였다. Atomic Force Microscopy(AFM) 사진으로 확인한 결과, 모든 샘플에서표면거칠기가 ~2 nm의 평탄한 박막을 얻을 수 있었다. Capacitance-Voltage 측정(77K)을 통해 절연막 특성을 평가하였다. $SiO_2$$Si_3N_4$ 모두에서 온도가 증가할수록 벌크트랩밀도가 감소하는 경향을 볼 수 있었는데, 이는 고온에서 증착할 수록 박막 내의 결함이 감소했음을 의미한다. 반면계면트랩밀도는 온도가 증가함에 따라, 1011 eV-1cm-2 대에서 $10^{12}eV^{-1}cm^{-2}$ 대로 증가하였는데, 이는 고온에서 증착할 수 록 InSb 표면에서의 결함은 증가하였음을의미한다. 암전류에 큰 영향을 주는 것은 계면트랩밀도 이므로, $SiO_2$$Si_3N_4$ 모두 $200^{\circ}C$이하의 저온에서 증착시켜야 함을 확인할 수 있었다.

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고효율 장수명의 Flexible OLED 디스플레이를 위한 in-situ Passivation System 개발 (Development of in-situ Passivation System for High Efficiency and Long Lifetime of Flexible OLED Display)

  • 김관도
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.85-88
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    • 2017
  • 본 연구에서는 OLED 소자 및 패시베이션 박막을 하나의 시스템에서 동시에 제작하여 진행할 수 있는 in-situ passivation 클러스터 시스템을 개발하고 이러한 시스템을 이용하여 OLED 디스플레이 제작 및 특성을 연구함으로써 플렉시블 디스플레이에 적용할 수 있는 기술을 구현하였다. In-situ passivation을 이용한 OLED의 제작 및 특성 분석에 관하여 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, In-situ 시스템으로 OLED 소자 제작 및 박막 패시베이션 가능한 시스템을 자체적으로 구축하였으며, 패시베이션 박막을 제작하여 그 특성을 평가한 결과 본 시스템의 응용 가능성을 제시할 수 있었다. 둘째, $SiO_2$, SiNx 무기 박막을 PECVD 방법으로 제작하여 OLED 패시베이션 박막으로 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구결과, in-situ passivation 시스템의 적용 가능성을 확인할 수 있었고, 플렉시블 디스플레이에 적합한 패시베이션 방법으로서의 구현 가능성을 제시하였다.

CH4 농도 변화가 저유전 SiOC(-H) 박막의 유전특성에 미치는 효과 (Effect of CH4 Concentration on the Dielectric Properties of SiOC(-H) Film Deposited by PECVD)

  • 신동희;김종훈;임대순;김찬배
    • 한국재료학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.90-94
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    • 2009
  • The development of low-k materials is essential for modern semiconductor processes to reduce the cross-talk, signal delay and capacitance between multiple layers. The effect of the $CH_4$ concentration on the formation of SiOC(-H) films and their dielectric characteristics were investigated. SiOC(-H) thin films were deposited on Si(100)/$SiO_2$/Ti/Pt substrates by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) with $SiH_4$, $CO_2$ and $CH_4$ gas mixtures. After the deposition, the SiOC(-H) thin films were annealed in an Ar atmosphere using rapid thermal annealing (RTA) for 30min. The electrical properties of the SiOC(-H) films were then measured using an impedance analyzer. The dielectric constant decreased as the $CH_4$ concentration of low-k SiOC(-H) thin film increased. The decrease in the dielectric constant was explained in terms of the decrease of the ionic polarization due to the increase of the relative carbon content. The spectrum via Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy showed a variety of bonding configurations, including Si-O-Si, H-Si-O, Si-$(CH_3)_2$, Si-$CH_3$ and $CH_x$ in the absorbance mode over the range from 650 to $4000\;cm^{-1}$. The results showed that dielectric properties with different $CH_4$ concentrations are closely related to the (Si-$CH_3$)/[(Si-$CH_3$)+(Si-O)] ratio.

ECR PECVD 에 의한 상온 실리콘 산화막 형성 (Room Temperature Fabrication of Silicon Oxide Thin Films by ECR PECVD)

  • 이호영;전유찬;주승기
    • 한국진공학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.462-467
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    • 1993
  • ECR PECVD(Electron Cyclotron Resonance Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition )장치를 이용하여 (100) 실리콘 기판 위에 실리콘 산화막을 상온에서 증착하였다. 기체 유량비(SiH4/O2)가 막의 성질에 미치는 영향을 고찰하여 최적의 증착 조건을 도출하였다. 기체 유량비가 0.071일 때 비가역 파괴 전장은 9~10MV/cm 이었고, 4~5MV/cmm의 전장하에서 누설 전류는 ~10-11 A/$ extrm{cm}^2$이었다. 이러한 수치들은 액정 표시 소자용 박막 트랜지스터와 같이 저온의 제조공정이 요구되는 소자를 만들기에 충분하다.

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Interface Control to get Higher Efficiency in a-Si:H Solar Cell

  • Han, Seung-Hee;Kim, En-Kyeom;Park, Won-Woong;Moon, Sun-Woo;Kim, Kyung-Hun;Kim, Sung-Min
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.193-193
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    • 2012
  • In thin film silicon solar cells, p-i-n structure is adopted instead of p/n junction structure as in wafer-based Si solar cells. PECVD is the most widely used thin film deposition process for a-Si:H or ${\mu}c$-Si:H solar cells. Single-chamber PECVD system for a-Si:H solar cell manufacturing has the advantage of lower initial investment and maintenance cost for the equipment. However, in single-chamber PECVD system, doped and intrinsic layers are deposited in one plasma chamber, which inevitably impedes sharp dopant profiles at the interfaces due to the contamination from previous deposition process. The cross-contamination between layers is a serious drawback of single-chamber PECVD system. In this study, a new plasma process to solve the cross-contamination problem in a single-chamber PECVD system was suggested. In order to remove the deposited B inside of the plasma chamber during p-layer deposition, a high RF power was applied right after p-layer deposition with SiH4 gas off, which is then followed by i-layer, n-layer, and Ag top-electrode deposition without vacuum break. In addition to the p-i interface control, various interface control techniques such as FTO-glass pre-annealing in O2 environment to further reduce sheet resistance of FTO-glass, thin layer of TiO2 deposition to prevent H2 plasma reduction of FTO layer, and hydrogen plasma treatment prior to n-layer deposition, etc. were developed. The best initial solar cell efficiency using single-chamber PECVD system of 10.5% for test cell area of 0.2 $cm^2$ could be achieved by adopting various interface control methods.

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강유전성 박막의 형성 및 수소화 된 비정질실리콘과의 접합 특성 (The Contact Characteristics of Ferroelectrics Thin Film and a-Si:H Thin Film)

  • 허창우
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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    • pp.501-504
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    • 2003
  • 본 연구에서는 박막트랜지스터의 특성 향상을 위하여 강유전성 박막을 게이트 절연충으로 사용하기 위하여 강유전성 박막과 a-Si:H 의 계면특성을 조사하였다. 먼저 강유전성 박막 중에 대표적인 SrTiO$_3$를 E-BEAM 증착기로 박막을 형성시켰다. 형성된 박막은 $N_2$ 분위기에서 15$0^{\circ}C$~$600^{\circ}C$로 1시간 ANNEALING 하여 전자현미경으로 표면을 측정하였다. SrTiO$_3$의 유전상수는 50~100 정도였으며 항복전계는 1~l.5 MV/cm로 매우 우수한 유전특성을 갖고 있었다. 강유전체 박막 위에 a-SiN:H,a-Si:H(n-type a-Si:H) 등을 PECVD로 증착하여 MFNS구조를 형성하였다. 계면특성을 C-V PLOTTER로 측정한 결과 SrTiO$_3$ 박막은 SiN 과의 접합이 매우 안정되어 있었고 C-V특성은 SiN/a-Si:H 과 유사하였다. 그러나 FERROELECTRIC/a-S:H의 경우가 훨씬 CAPACITANCE값이 컸으며, 이는 강유전체 박막의 높은 유전상수에 기인 된 것이라 생각된다.

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단결정 실리콘 태양전지에서 후열처리에 따른 $Al_2O_3/Si$ 계면조직의 특성 변화 (Interfacial Microstructure and Electrical Properties of $Al_2O_3/Si$ Interface of Mono-crystalline Silicon Solar Cells)

  • 백신혜;김인섭;천주용;천희곤
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.41-46
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    • 2013
  • Efficient and inexpensive solar cells are necessary for photo-voltaic to be widely adopted for mainstream electricity generation. For this to occur, the recombination losses of charge carriers (i.e. electrons or holes) must be minimized using a surface passivation technique suitable for manufacturing. Recently it has been shown that aluminum oxide thin films are negatively charged dielectrics that provide excellent surface passivation of silicon solar cells to attract positive-charged holes. Especially aluminum oxide thin film is a quite suitable passivation on the rear side of p-type silicon solar cells. This paper, it demonstrate the interfacial microstructure and electrical properties of mono-crystalline silicon surface passivated by $Al_2O_3$ films during firing process as applied for screen-printed solar cells. The first task is a comparison of the interfacial microstructure and chemical bonds of PECVD $Al_2O_3$ and of PEALD $Al_2O_3$ films for the surface passivation of silicon. The second is to study electrical properties of double-stacked layers of PEALD $Al_2O_3$/PECVD SiN films after firing process in the temperature range of $650{\sim}950^{\circ}C$.

PECVD와 고상결정화 방법을 이용한 poly-SiGe 박막의 제조

  • 이정근;이재진
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.55.2-55
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    • 1998
  • 다견정 심리판-거l르마늄(JXlly-SiGe)은 TFT(thin-film transistor)와 갇븐 소자 응용에 있어서 중요한 불칠이다 .. LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) 방법으로 비정칠 SiGc (a-SiGe) 박막올 증 착시키고 고상결정화(SPC: solid-phase crystallization)시켜 poly-SiGc옹 얻는 것은 잘 알려져 있다. 그러 나 그러나 PF'||'&'||'pound;VD-SPC 방법올 이용한 poly-SiGc의 제조에 대해서는 아직 두드러지게 연구된 바 없다. 우리단 PF'||'&'||'pound;VD 방법으로 a-SiGc 박막올 증착시키고 고상캘정화시켜 poly-SiGc올 얻었 R며, :~ 결정성, G Gc 농도, 결정핍의 평끌 크기 눔올 XRD (x-ray diffraction) 방법으호 조사하였다. 특히 pr'||'&'||'pound;VD 증착시 가판온도,Gc 함유량 등이 고상화에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. P PECVD 장치는 터보펌프콸 사용하여 71저진공이 2xlOlongleftarrow5 Torr에 이르렀다. 가판윤 SiOOO) 웨이퍼륜 사용하고 기판 온도는 약 150- 35()"C 사이에서 변화되었다. 증착가스는 SiH4, GcH4, 112 등흘 썼다. 증착 압력과 r.f 전력용 각각 O.25ToIT와 3W로 일정하게 하였다 .. Gc 함유량(x)은 x x=O.O-O.5 사이에서 변화되었다 .. PECVD모 증착된 SiGc 박막들은 고상결정화를 위해 $\theta$X)"(:: Nz 분위기에서 24시간동안, 혹은 5OO'C에서 4열간 가열되었다. 고상결정화 후 poly-SiGc 박막은 SiGc(Ill), (220), (311) XRD 피크들올 보여주었으며, 각 피 크들은 poly-Si에 비하여 왼쪽으로 Bragg 각이 이동되었고, Vegard’slaw에 의해서 x의 값올 확 인할 수 있었다. 이것온 RBS 결과와 열치하였다. 약 150-350'C 사이에서 변화된 기판온도의 범위 에서 증착온도가 낮올수콕 견정립의 크기는 대체로 증가하는 것으로 나타났다 .. XHD로 추정된 형 균 결정립의 크기는 최대 약 3$\alpha$1m 정도였다. 또한 같끈 샘플뜰에 대해서 기판온도가 낮올수록 증착속도가 증가함옴 확인하였다 .. Gc 함유량이 x=O.1에서 x=O.5로 증가함에 따라서도 결정립의 크기와 SiGc 증착속도는 증가하는 것으로 나타났다 .. Hwang [1] , Kim[2] 둥의 연구자들은 Gc 함유 량이 증가함에 따라 결정 립 크기가 캄소하는 것올 보고하였으냐, Tsai [3] 둥은 반대의 결과플 보 고하고 Ge 힘유량의 증가시 결정립 크기의 증가에 대해 Gc의 Si보다 낮은 융점 (melting point) 올 강조한 바 있다. 결정립 크기의 증가는 대체로 SiGe 중착속도의 증가와도 관련이 있음올 볼 때, poly-SiGc의 경우에도 polv-Si의 고상화에서와 같이 증착속도가 빠를수록 최종적언 결정럽의 크기가 커지는 것으로 이해될 수도 있다 .. PECVD 증착시 증착속도의 증가는 증착된 박딱에서의 무켈서도를 증 가시킬 수 있음올 고려하면, 이라한 결파플온 p이y-SiGc의 고상결정화에서도 ploy-Si의 고상결정 화에서와 마찬가지로 초기 박막에서의 구조직 무절서도가 클수록, 고상결정화 후 결정 립의 크기 가 커칠 수 있음올 보여준다고 생각휠 수 있다,

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