• The Korean Journal of Ceramics
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• v.5 no.3
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• pp.224-229
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• 1999

The preparation and toughening of SiC-AIN solid solution from powder mixtures of $\beta$-SiC, AIN and $\alpha$-SiC by hot-pressing were studied in the 1870 to $2030^{\circ}C$ temperature range. The reaction of AIN and $\beta$-SiC(3C) powders causing transformation to the 2H(wurtzite) structure appeared to depend on hot-pressing temperatures and an additive of $\alpha$-SiC. For the composition of 49wt% SiC with 2 wt% $\alpha$-SiC and 47.5 wt% AIN47.5wt% SiC with 5 wt % $\alpha$-SiC at 203$0^{\circ}C$ for 1 h, th complete solid solutions with a single phase of 2H could be obtained. The appreciable amount of $\alpha$-SiC could develop the columnar inter-grains of 4H phase and the stable 2H phase with the relatively uniform composition and grain size distributions. The effect of $\alpha$-SiC on the phases present and compositional microstructures with columnar inter-grains was invetigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The fracture toughness and Vickers hardness of the hot-pressed solid solutions wre examined by the indentation-fracture-test method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.116-116
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• 2011

오늘날 표시장치는 경량, 고밀도, 고해상도 대면적화의 요구에 의해 TFT-LCD의 발전이 이루어졌다. TFT에는 반도체 재료로서, Poly-Si을 사용하는 Poly-Si TFT와 a-Si:H를 이용하는 a-Si;H TFT가 있는데 a-Si는 $350^{\circ}C$ 이하의 저온으로 제작이 가능하여 많이 사용되고 있다. 이러한 방향에 맞추어 bottom gate 구조의 a-Si TFT 실험을 진행하였다. P-type silicon substrate ($0.01{\sim}0.02{\Omega}-cm$)에 gate insulator 층인 SiNx (SiH4 : NH3 = 6:60)를 200nm 증착하였다. 그리고 그 위에 active layer 층인 a-Si (SiH4 : H2 : He =2.6 : 10 : 100)을 다른 RF power를 적용하여 100 nm 증착하였다. 그 위에 Source와 Drain 층은 Al 120 nm를 evaporator로 증착하였다. active layer, gate insulator 층은 ICP-CVD 장비를 이용하여 증착하였으며, 공정온도는 $300^{\circ}C$ 로 고정하였다. active layer층 증착시 RF power는 100W, 300W, 500W, 600W로 가변하였고, width/length는 100 um/8um로 고정하였다. 증착한 a-Si layer층을 Raman spectroscope, SEM 측정 하였으며, TFT 제작 후, VG-ID, VD-ID 측정을 통해 전기적 특성인 Threshold voltage, Subthreshold swing, Field effect mobility, ON/OFF current ratio를 비교해 보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.254-254
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• 2011

현재 AMLCD(Active Matrix Liquid Crystal Display)는 노트북, 컴퓨터, TV등 여러 영상매체에 있어 가장 많이 활용되고 있는 디스플레이로 손꼽힌다. AMLCD에 구동소자로 사용되는 a-Si:H TFT는 낮은 제조비용과 축적된 기술을 바탕으로 가장 많이 쓰이고 있다. 특히 a-Si이 가지는 소형화나 대형화의 편의성은 모바일 기기, projection TV, 광고용 패널 등 적용분야가 점점 넓어지고 있는 추세이다. 하지만 a-Si라는 물질 자체가 가지는 낮은 이동도는 더 많은 application을 위해 해결되어야 할 과제이다. 낮은 이동도는 a-Si 실리콘 원자간 결합의 불규칙성 및 무질서와 dangling bond에 의한 localize state(deep trap, band tail)의 존재 때문에 발생하며 결과적으로 TFT 소자의 특성의 저하를 가져온다. 앞선 연구에서는 carrier이동도의 개선을 위해서 첫 번째로 insulator층과 active층 사이의 계면 상태를 향상시키기 위해 insulator로 쓰이는 a-SiN층 표면에 0~18 sccm의 유량으로 phosphorus를 주입하였다. AFM분석을 해본 결과 phosphorus를 주입함으로써 계면의 roughness가 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 계면의 roughness 감소는 표면 산란(surface scattering)및 전자 포획(trap)의 영향을 줄임으로써 이동도의 향상을 가져왔다. 두 번째로 active층으로 쓰이는 a-Si:H 층의 표면에 phosphorus를 0?9sccm의 유량으로 doping하였다. 이로 인해 channel이 형성되는 active 영역에 직접적으로 불순물을 doping됨으로써 전도도를 증가되어 이동도를 향상시켰다. 하지만 지나친 doping은 불순물 산란(impurity scattering)의 증가로 인해 이동도를 저하시키는 결과를 보여 주었다. 본 연구에서는 TFT의 이동도 향상을 위해 두 가지의 technology를 함께 적용시켜 a-SiN/a-Si:H 계면 각각에 phosphorus를 주입 및 doping을 하였다. 모든 박막은 PECVD로 제작하였으며 각 박막의 두께는 a-SiN/a-SiN(phosphorus)/a-Si:H(doped)/a-Si:H/n+ a-Si($2350{\AA}/150{\AA}/150{\AA}/1850{\AA}/150{\AA}$)으로 고정하고 유량을 변화시키면서 특성을 관찰하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.1
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• pp.14-19
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• 1999

Using a single precursor of hexamethyldisilane $(Si_{2}(CH_{3})_{6})$, $\beta$-SiC film was successfully deposited on a Si substrate at $1100^{\circ}C$ by a chemical vapor deposition method. Selectivity of SiC deposition on a Si substrate partially covered with a masking material was investigated by introducing HCl gas into hexamethyldisilane/$H_{2}$ gas system during the deposition. The schedule of the precursor and HCl gas flows was modified so that the selectivity of SiC deposition between a Si substrate and a mask material should be improved. It was confirmed that the selectivity of SiC deposition was improved by introducing HCl gas. Also, the pulse gas flow technique was effective to enhance the selectivity.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.5 no.3
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• pp.111-116
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• 2002

Electrochemical scanning tunneling microscopy was employed to study the evolution of surface morphology during electrochemical preparation of Si(111)-H from Si(111) oxide. Anodic dark current of cyclic voltammogram in 0.2M $NH_4F$ solution (pH 4.7) decreased as the number of cycles increased and remained nearly constant after the second cycle. Then, the Si(111) oxide was entirely stripped, which was followed by H termination on the Si(111) surface. Hydrides at kink and step sites were etched more rapidly than on the terrace, which remained triangle pits with [112] oriented steps where existed stable monohydride. Then, triangle pits deepened. During chronomamperometry at 0.4V anodic dark current shoulder appeared and decreased slowly, indicated the stripping of Si(111) oxide and the formation of stable (112) oriented steps with monohydride. Additionally, the etching mechanism of Si(111)-H in 0.2M $NH_4F(pH 4.7)$ solution at +0.4V was discussed.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.5 no.2
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• pp.61-67
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• 1996

The growth and characterization of heteroepitaxial $Si_{1-x}Ge_{x}$ films grown by the RTCVD (Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition) method were described. For the growth of $Si_{1-x}Ge_{x}$ heteroepitaxial layers, $SiH_{4}$ / $GeH_{4}$ / $H_{2}$ gas mixtures were used. The growth conditions were varied to investigate their effects on the Si / Ge composition ratios, the interface abruptness and crystalline properties. The experimental data shows that the misfit threading dislocation in $Si_{1-x}Ge_{x}$ / Si heteroepitaxial film of about $400\;{\AA}$ thickness was not observed at the growth temperature of as low as $650^{\circ}C$, and the composition ratios of Si / Ge changed linearly with $SiH_{4}$ / $GeH_{4}$ gas mixing ratios in our experimental ranges. In the in-situ boron doping experiments, the doping abruptness would be controlled within several hundreds ${\AA}$/decade.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.168-168
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• 2009

고효율 실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위한 요소기술 중 a-Si:H/c-Si 간의 계면 안정화는 태양전지 효율에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 n-type 결정질 실리콘 기판을 사용하여, 소수전하들의 재결합을 방지하고, 계면 안정화를 실행하는 방안으로 실리콘 기판 습식 세정을 수행하였다. 반도체 공정에서 일반적으로 알려진 RCA 세정기법에 HF 세정을 마지막공정으로 추가하여 자연 산화막과 기타 불순물을 더욱 효과적으로 제거할 수 있도록 실험을 진행하였다. 마지막 공정으로 추가된 HF 세정에 의한 a-Si:H/c-Si 계면 안정화 효과를 관찰하기 위하여 HF농도와 HF 세정시간에 따른 소수반송자 수명을 측정하였다. 또한 HF 세정 이후 공정의 영향을 확인하기 위하여 PE-CVD법으로 a-Si:H 박막 증착 이전 실리콘 기판의 온도와 상온에서 머무는 시간에 따른 a-Si:H/c-Si 계면안정화 특성을 분석하였다. 본 실험을 통해 HF세정공정이 계면특성에 미치는 영향을 확인하였으며 실리콘 기판 습식 세정이 이종접합태양전지 특성에 미치는 영향을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.420-420
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• 2011

결정질 태양전지에서 고효율 달성을 위한 LBC(Local Back Contact) 구조의 중요성이 강조되고 있다. LBC 구조에서 후면 passivation 형성을 위한 SiNX layer를 PECVD로 형성 시, 실리콘 bulk 내로 H+ 원자가 침투하여 Boron과 결합하게 되면 Boron이 bulk 내에서 dopant로 작용을 하지 못하게 되어, 후면에서 p-층을 형성하고, 이는 VOC의 저하를 야기 시킨다. 본 연구에서는 LBC 구조에서 후면 passivation 시 bluk 내 B-H결합으로 인한 태양전지 특성 저하 문제를 해결하기 위해, SiNX를 증착하기 전에 얇은 산화막 barrier를 성장시켜 Bulk 내에 H+ 침투를 최소화 하였다. PECVD를 이용한 N2O 플라즈마 처리, HNO3 Wet Chemical Oxidation의 방법을 통해 substrate와 SiNX 사이에 얇은 oxide 층을 형성하였으며, 각각의 조건에 대해 lifetime 측정을 실시하였다. 그 결과 SiON/SiNx를 이용한 막의 lifetime이 $94.5{\mu}s$로 가장 우수하였고, Reference에 비해 25.4% 증가함을 확인할 수 있었다. 그러나 HNO3/SiNx에서는 30.6%, SiON에서는 84.3% 감소함을 확인하였다. Voc 측정 결과 또한 SiON/SiNx를 이용한 막이 670mV로 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 LBC구조에서 후면에 얇게 SiON/SiNx막을 형성함으로서 H+이온의 침투를 저지하여 후면 B-H결합을 막아 태양전지 특성 저하를 감소시키는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.67 no.5
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• pp.333-338
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• 2023

In this study, the H₂O reaction with SiO clusters was investigated using ab initio Monte Carlo simulations and density functional theory calculations. Three chemistry models, PBE1/DGDZVP (Model 1), PBE1/DGDZVP (Si atom), and aug-cc-pVDZ (O and H atoms), (Model 2) and PBE1/aug-cc-pVDZ (Model 3), were used. The average bond lengths, as well as the relative and reaction energies, were calculated using Models 1, 2, and 3. The average bond lengths of Si-O and O-H are 1.67-1.75 Å and 0.96-0.97 Å, respectively, using Models 1, 2, and 3. The most stable structures were formed by the H transfer from an H₂O molecule except for Si₃O₃-H₂O-1 cluster. The Si₃O₃ cluster with H₂O exhibited the lowest reaction energy. In addition, the Bader charge distributions of the Si_nO_n and (SiO)_n-H₂O clusters with n = 1-7 were calculated using Model 1. We determined that the reaction sites between H₂O and the SiO clusters possessed the highest fraction of electrons.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.34 no.5
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• pp.503-509
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• 2001

Thin films of hydrogenated amorphous silicon (a-Si : H) and hydrogenated amorphous silicon carbide (a-SiC:H) of different compositions were deposited on Si(100) wafer and glass by RF plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD). In the present work, we have investigated the effects of the RF power on the properties, such as optical band gap, transmittance and crystallinity. The Raman data show that the a-Si:H material consists of an amorphous and crystalline phase for the co-presence of two peaks centered at 480 and $520 cm^{-1}$ . The UV-VIS data suggested that the optical energy band gap ($E_{g}$ ) is not changed effectively with RF power and the obtained $E_{g}$(1.80eV) of the $\mu$c-Si:H thin film has almost the same value of a-Si:H thin film (1.75eV), indicating that the crystallity of hydrogenated amorphous silicon thin film can mainly not affected to their optical properties. However, the experimental results have shown that$ E_{g}$ of the a-SiC:H thin films changed little on the annealing temperature while $E_{g}$ increased with the RF power. The Raman spectrum of the a-SiC:H thin films annealed at high temperatures showed that graphitization of carbon clusters and microcrystalline silicon occurs.