• 한국진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.82-87
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• 1998

$O_2$기체에 $NH_3/O_2$기체를 첨가하여 실리콘 표면에 산화막을 형성하는 $NH_3/O_2$산화법 에 의한 산화공정시 반응석영관 외부에 방출하는 기체는 $N_2,O_2$및 $H_2O$이며 극소량의 $CO_2$, NO 및 $NO_2$가 검출되었다. 두 종류의 산화제($O_2$ 및 $H_2O$)가 산화에 기여하며 성장률은 $NH_3$및 $O_2$ 의 부분압과 온도에 의해 결정되며, 그 기울기는 건식 및 습식 산화법의 중간에 평행 하게 위치함을 확인하였다. Auger Electron Spectroscopy(AES) 측정결과 $NH_3/O_2$ 산화막은 정확한 $SiO_2$의 화학량론을 가지며 $SiO_2/Si$계면에 발생하는 결합을 억제하며 고정전하의 발 생을 최소화함을 알 수 있었다. $NH_3/O_2$ 산화막(470$\AA$)의 항복전압을 57.5Volt이며, C-V특성 곡선을 축정한 결과 플랫밴드 전압은 0.29Volt이며 곡선의 형태는 이상곡선과 일치하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제29권7호
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• pp.511-516
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• 1992

In this study, SiC powder and Si powder were used as the raw materials. Mixture was prepared with addition of Al2O3 and Fe2O3 at 0.1~0.5wt% respectively. After this step, the mixture was pressed and nitrided for 30 hrs at 140$0^{\circ}C$ under NH3-N2 atmosphere. Mechanical properties of sintered specimens were investigated from measurement of porosity, bulk density and three point bending test. nitration reaction extent was observed at the change of mass before and after reaction, and the microstructure and the change of $\alpha$-Si3N4 and $\beta$-Si3N4 were observed by XRD and SEM. In the current work, the results are as follows 1. When Fe2O3 added, the nitridation increased with the content of Fe2O3, and the bending strength was increased from 0.1 wt% to 0.3 wt%, and decreased to 0.5 wt%. 2. When Al2O3 added, the nitridation and the bending strength increased little by little with the content of Al2O3 3. The bending strength of the specimen added with Fe2O3 were higher than that with Al2O3. Because the specimens contained Fe2O3 had much more the whisker type crystal of Si3N4 contributing to strength than contained Al2O3.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.109-111
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• 2004

20 vol.$\%$ SiC를 포함한 두 층간의 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 나노 복합재료는$\alpha$ $-Si_3N_4$,13 nm 크기의 나노탄소 분말 그리고 $5\;wt$\%\;Y_2O_3$의 분말로 두 단계 소결을 통하여 제작된다. $Si_3N_4$ 입계 사이의 결합은 소결 후 변하지 않고 남은 compact와 $51\~62\%$의 기공으로 얻어진 표면적 사이의 반응에 의해 생성된다. 이 연구에서는 Ti 합금을 SiC 층에 브레이징을 이용하여 제작하고 기계적 특성을 연구하였다. 다양한 변형율과 결합물의 강도, 변형율 증가에 따른 층간 변화를 연구하였다. 층간 파괴 형태는 금속과 브레이징 합금 사이의 파괴, 세라믹과 브레이징 합금 사이의 파괴, 그리고 세라믹 내부에서의 파괴를 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.37-37
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• 2008

고온에서 안정적인 DLC막을 성막하기 위해 PECVD공정에서 실리콘을 첨가하여 제조하였다. 기존의 실리콘첨가 DLC막과는 다르게 고온에서 생성됨으로 마이크로 클러스터 형태의 DLC구조로서 disordered 영역이 넓게 존재하고 있어 I(D)/I(G)비에서의 변화가 있는 것이 관찰되었다. 실리콘 양이 증가할수록 값이 낮아지는 것이 관찰되는데 이는 실리콘량이 증가하면서 수소의 위치에 실리콘이 결합하면서 sp3 단일구조형태의 코팅 막을 만드는 것이 관찰된다. 고온 어닐링효과로 내부구조에서 다량의 sp2구조가 관찰되는 것으로서 DLC막이 어느 정도 흑연화되지만, 실리콘이 SiC에서 SiOx로 $SiO_2$와 SiOH막으로 바뀌는 면서 마찰계수가 낮은 DLC막을 유지할 것으로 기대되며, XPS와 FT-IR분석에 의해 이러한 상들의 존재를 관찰할 수 있었다. 특히 공정상 TMS이 증가하면 첨가된 Si에 의해 형성되는 막이 초기부터 OH기를 다량 포함하고 있는 것을 알 수 있었고, 온도 상승에 의해서 실리콘표층에 더욱 많은 SiOx계열의 물질이 생성되는 것이 명확하게 발견되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.57-58
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• 2011

III-V족 화합물 반도체의 일종인 InSb는 77 K에서 0.23 eV의 작은 밴드 갭을 가지며 높은 전하 이동도를 가지고 있기 때문에 대기권에서 전자파 흡수가 일어나지 않는 3~5 ${\mu}m$범위의 장파장 적외선 감지가 가능하여 중적외선 감지 소자로 이용되고 있다. 하지만 InSb는 밴드 갭이 매우 작기 때문에, 소자 제작시 누설전류에 의한 소자 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 다른 화합물 반도체에 비해 녹는점이 낮고, 휘발성이 강한 5족 원소인 Sb의 승화로 기판의 화학양론적 조성비(stoichiometry)가 변하기 쉬워, 계면특성 저하의 원인이 된다. 따라서 우수한 특성을 가지는 적외선 소자의 구현을 위해서, 저온에서 계면 특성이 우수한 고품질의 절연막 증착 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 InSb 기판 위에 $SiO_2$, $Si_3N_4$의 절연막 형성시 증착온도의 변화에 따른 계면 트랩 밀도를 분석하였다. $SiO_2$, $Si_3N_4$ 절연막은 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 n형 InSb 기판 위에 증착하였으며, 증착온도를 $120^{\circ}C$부터 $240^{\circ}C$까지 변화시켰다. Metal oxide semiconductor(MOS) 구조 제작을 통하여, 커패시턴스-전압(C-V)분석을 진행하였으며, 절연막과 InSb 사이의 계면 트랩 밀도를 Terman method를 이용하여 계산하였다[1]. 또한, $SiO_2$와 $Si_3N_4$의 XPS 분석과 TOF-SIMS 분석을 통하여 계면 트랩 밀도의 원인을 밝혀 보았다. $120{\sim}240^{\circ}C$ 온도 범위에서 계면 트랩 밀도는 $Si_3N_4$의 경우 $2.4{\sim}4.9{\times}10^{12}cm^{-2}eV^{-1}$, $SiO_2$의 경우 $7.1{\sim}7.3{\times}10^{11}cm^{-2}eV^{-1}$ 값을 나타냈고, 두 절연막 모두 증착 온도가 증가할수록 계면 트랩 밀도가 증가하는 경향을 보였다. 그러나 모든 샘플에서 $Si_3N_4$의 경우, flat band voltage가 음의 전압으로 이동한 반면, $SiO_2$의 경우, 양의 전압으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 계면 트랩 밀도 증가의 원인을 확인하기 위해서, oxide를 $120^{\circ}C$, $240^{\circ}C$에서 증착시킨 샘플을 XPS 분석을 통하여 깊이에 따른 성분분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 계면에서 $In_2O_3$와 $Sb_2O_3$ 피크의 증가를 확인하였다. 이는 계면에서 oxide양이 증가함을 의미하며, 이렇게 생성된 oxide는 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. Nitride 절연막을 증착시킨 샘플은 TOF-SIMS 분석을 통해, 계면에서의 성분 분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 In-N, Sb-N, Si-N 결합의 감소를 확인하였다. 이렇게 분해된 결합들의 dangling 결합이 늘어 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. 최종적으로, 소자특성을 확인 하기 위하여 계면 트랩 밀도가 가장 낮게 측정된 $200^{\circ}C$ 조건에서 $SiO_2$ 절연막을 증착하여 InSb 적외선 소자를 제작하였다. 전류-전압(I-V) 분석 결과 -0.1 V에서 16 nA의 누설 전류 값을 보였으며, $2.6{\times}10^3{\Omega}cm^2$의 RoA(zero bias resistance area)를 얻을 수 있었다. 절연막 증착조건의 최적화를 통하여, InSb 적외선 소자의 특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.405-405
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• 2007

ZnO는 상온에서 3.38eV의 넓은 밴드갭을 가지는 직접천이형 반도체이며, 60meV의 큰 엑시톤 결합에너지를 가지는 UV 영역의 광소자로 응용할 수 있는 물질이다. 특히 ZnO를 이용한 LED에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 그러나 n-ZnO/p-ZnO 동종접합 다이오드는 p-ZnO의 재현성이 없고, 낮은 정공농도를 보이기 때문에 n-ZnO를 기반으로 한 이종접합 다이오드의 개발이 필요하게 되었다. 특히 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드는 낮은 구동전압과 제조단가가 저렴하다는 장점이 있다 또한 n-ZnO를 스퍼터링을 이용하여 증착할 경우 고온에서 성장함에도 불구하고 케리어 농도 및 이동도가 매우 낮다. 반면 MOCVD 법은 대면적 증착이 가능하고 비교적 낮은 온도에서 박막을 성장할 수 있고 전기적 특성 또한 매우 우수하다. 본 연구에서는 p-Si 기판위에 MOCVD 를 이용하여 n-ZnO를 증착하고, 이를 열처리하여 n-ZnO/p-Si 이종접합 다이오드의 특성 변화를 관찰하고자 하였다. n-ZnO/p-Si 시편을 $N_2$ 및 $O_2$ 가스 분위기에서 열처리한 후 소자의 광학적, 전기적 특성을 관찰하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.63.2-63.2
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• 2010

삼중접합 태양전지에 상부전지로 이용되는 a-SiO:H 태양전지는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition)을 이용하여 증착하였다. i a-SiO:H는 $CO_2/SiH_4$ 비율을 변화하여 밴드갭을 조절하였다. $CO_2/SiH_4$가 0에서 0.43으로 증가 할수록 밴드갭이 1.74 eV에서 1.94 eV로 증가하는 경향을 보였다. 이는 FTIR에서 나타난 결과인 Si-O-Si 결합의 증가 때문인 것으로 판단한다. 그에 반해서 광 전도도는 감소하는 경향을 보였다.그러나 암전도도와 광전도도의 비율인 광민감도는 $10^5$에서 $10^4$의 값으로 비정질 태양전지에 적용가능한 값을 보였다. 이러한 박막 특성을 가진 i a-SiO:H를 이용하여 비정질 실리콘 태양전지를 제작한 결과 $CO_2/SiH_4$의 비율이 증가함에 따라 태양전지의 $V_{oc}$가 0.8 V에서 0.5 V로 현저하게 감소하였고, $J_{sc}$와 FF 역시 11 $mA/cm^2$에서 4 $mA/cm^2$, 69%에서 50%로 감소하였다. 단위박막 결함을 측정하는 CPM(Constant Photocurrent Method)을 이용하여 i a-SiO:H 내부에 $10^{16}cm^{-3}$ 정도의 내부 결함을 관찰하였고 이는 태양전지의 특성 감소와 관련이 있는 것으로 판단한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권7호
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• pp.1-6
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• 2000

본 연구에서는 Pt 박막을 식각하기 이하여 기존에 최적화된 가스 혼합비인 $Cl_2$(10)Ar (90)에 $N_2$ 가스를 첨가하기 실험하였다. $Cl_2$(10)/Ar(90)의 가스 혼합비에 20% $N_2$가스 첨가시, $SiO_2$ 마스크에 대한 Pt 박막의 선택비 향상으로 70$^{\circ}$ 이상의 식각 프로파일을 얻을 수 있었다. 이는 $SiO_2$ 마스크 위에 Si-N, Si-O-N과 같은 차단막 생성을 통한 결과로 확인 되어졌다. $SiO_2$ 마스크에 대한 Pt 박막의 최대 선택비와 식각률은 각각 1.71과 4125 ${\AA}$/min 이다. 이는 Pt-N, Pt-N-Cl과 같은 휘발성 화합물의 생성을 통한 결과로 판단된다.

• 광물과 암석
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• 제36권2호
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• pp.95-106
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• 2023

석영(SiO₂)은 지각의 암석을 형성하는 주요 광물 중의 하나이다. SiO₂의 원자 구조는 다양한 마찰 과정에서 변화할 수 있다. 비정질화, 수화 및 실리카겔 형성을 수반하는 석영 암석의 마찰 감소는 지진 및 관련 현상에 대한 광물학적 통찰력을 제공한다. 볼 밀링과 회전 전단 실험을 이용하여 상기 현상의 광물학적 기원이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 밀링 과정에서의 다양한 변수를 고려하여 SiO₂의 비정질화를 위한 볼 밀링의 최적 실험 조건을 결정하였다. 높은 밀링 속도에서 볼 밀링 시간이 증가함에 따라 SiO₂의 결정도는 점차 감소하여 비정질화되었다. 밀링 매체의 마모 정도와 SiO₂의 비정질화에 미치는 영향은 서로 다른 밀링 재료(ZrO₂, stainless steel)를 사용하여 분석하였다. 밀링 시간이 증가함에 따라 볼의 마모량이 증가하였다. 또한 볼에서 마모된 스테인리스스틸 입자는 비정질화되는 SiO₂와 상호작용하여 Si-O-Cr을 형성하는 경향이 있다. 이러한 결과는 SiO₂와 같이 비교적 경도가 높은 다양한 물질들의 볼 밀링에 의한 원자 구조의 변화 과정을 이해하고, 다양한 지질학적 마찰 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.73-82
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• 1989

실리콘계 절연박막 형성을 위한 저온공정을 개발하기 위하여 photo-CVD장치를 제작하여 $SiO_2$ 박막을 $50{\sim}250^{\circ}C$ 범위에서 증착시켰다. 이때 $SiH_4/N_2O$ 혼합가스는 수은증감반응법을 사용하지 않고 저압수은램프의 직접 광여기에 의해 분해시켰다. AES와 ESCA 분석결과 Si와 O의 화학량론적 구성이 거의 모든 공정조건에서 1:2로 나타났고, Si와 O원자의 결합상태가 $SiO_2$의 형태로 이루어져 있음을 보여주었다. 그리고 박막의 굴절율은 $1.39{\sim}1.44$의 범위로 나타나, 저온증착에 의해 밀도가 비교적 낮은 박막이 형성됨을 보였다.