• 한국세라믹학회지
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• 제51권3호
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• pp.197-200
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• 2014

We investigated the influence of blistering on $Al_2O_3$/SiON stacks and $Al_2O_3$/SiNx:H stacks passivation layers. $Al_2O_3$ film provides outstanding Si surface passivation quality. $Al_2O_3$ film as the rear passivation layer of a p-type Si solar cell is usually stacked with a capping layer, such as $SiO_2$, SiNx, and SiON films. These capping layers protect the thin $Al_2O_3$ layer from an Al electrode during the annealing process. We compared $Al_2O_3$/SiON stacks and $Al_2O_3$/SiNx:H stacks through surface morphology and minority carrier lifetime after annealing processes at $450^{\circ}C$ and $850^{\circ}C$. As a result, the $Al_2O_3$/SiON stacks were observed to produce less blister phenomenon than $Al_2O_3$/SiNx:H stacks. This can be explained by the differences in the H species content. In the process of depositing SiNx film, the rich H species in $NH_3$ source are diffused to the $Al_2O_3$ film. On the other hand, less hydrogen diffusion occurs in SiON film as it contains less H species than SiNx film. This blister phenomenon leads to an increase insurface defect density. Consequently, the $Al_2O_3$/SiON stacks had a higher minority carrier lifetime than the $Al_2O_3$/SiNx:H stacks.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권12S호
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• pp.1175-1180
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• 2003

Transformer Coupled Plasma Chemical Vapor Deposited (TCP-CVD) silicon nitride (SiNx) is widely used as a gate dielectric material for thin film transistors (TFT). This paper reports the SiNx films, grown by TCP-CVD at the low temperature (30$0^{\circ}C$). Experimental investigations were carried out for the optimization o(SiNx film as a function of $N_2$/SiH$_4$ flow ratio varying ,3 to 50 keeping rf power of 200 W, This paper presents the dielectric studies of SiNx gate in terms of deposition rate, hydrogen content, etch rate and leakage current density characteristics lot the thin film transistor applications. And also, this work investigated means to decrease the leakage current of SiNx film by employing $N_2$ plasma treatment. The insulator layers were prepared by two step process; the $N_2$ plasma treatment and then PECVD SiNx deposition with SiH$_4$, $N_2$gases.

• 센서학회지
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• 제4권2호
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• pp.58-63
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• 1995

$SiH_{4}$와 $NH_{3}$의 RF 글로우방전 분해에 의한 PECVD법으로 a-SiNx:H박막을 제조하고 기판온도, RF 전력, 그리고 $NH_{3}/SiH_{4}$ 유량비 등의 변화에 따른 a-SiNx:H 박막의 유전상수와 광학적 밴드갭 등을 조사하였다. a-SiNx:H막의 유전상수와 광학적 밴드갭은 기판온도, RF 전력 및 $NH_{3}/SiH_{4}$ 유량비 등의 증착변수에 따라 크게 변화하였다. 기판온도가 증가할수록 a-SiNx:H막의 유전상수는 증가하였으며 광학적 밴드갭은 감소하였다. 기판온도, RF 전력, 가스압력, $NH_{3}/SiH_{4}$ 유량비 및 두께를 각각 $250^{\circ}C$, 20 W, 500 mTorr, 10 및 $1500\;{\AA}$로 하였을 때 a-SiNx:H막의 유전상수, 절연파괴전장 및 광학적 밴드갭은 각각 4.3, 1 MV/cm 및 2.9 eV로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.398-398
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• 2007

Most recently, the Liquid Crystal (LC) aligning capabilities achieved by ion beam exposure on the diamond-like carbon (DLC) thin film layer have been successfully studied. The DLC thin films have a high mechanical hardness, a high electrical resistance, optical transparency and chemical inertness. Nitrogen doped Diamond Like Carbon (NDLC) thin films exhibit properties similar to those of the DLC films and better thermal stability than the DLC films because C:N bonding in the NDLC film is stronger against thermal stress than C:H bonding in the DLC thin films. Moreover, our research group has already studied ion beam alignment method using the NDLC thin films. The nematic liquid crystal (NLC) alignment effects treated on the SiNx thin film layers using ion beam irradiation for three kinds of N rations was successfully studied for the first time. The SiNx thin film was deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and used three kinds of N rations. In order to characterize the films, the atomic force microscopy (AFM) image was observed. The good LC aligning capabilities treated on the SiNx thin film with ion beam exposure for all N rations can be achieved. The low pretilt angles for a NLC treated on the SiNx thin film with ion beam irradiation were measure.

• 한국진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.215-219
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• 2008

실리콘 웨이퍼 위에 Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) 방법으로 증착 된 SiNx 박막의 수소 함량을 측정하였다. 제작된 SiNx 박막은 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) 사용하여 박막의 수소함량과 결합상태를 확인하였으며, Atomic Force Microscopy (AFM) 측정을 통하여 박막의 표면 거칠기를 비교, 시료의 조성비 평가를 위하여 Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)을 사용하였다. 또한 SiNx박막의 조성확인을 위하여 Photoluminescence(PL)를 이용하여 FT-IR spectrum의 결과와 비교 해석하였다. FT-IR에서 NH의 수소함량(at%)이 0.92 %에서 0.64 %로 낮아질 수록 AFM을 이용한 표면 거칠기는 12.8 $\AA$에서 10.8 $\AA$로 낮아지고, Si양이 상대적으로 많아지는 것을 PL에서 확인하였으며, RBS에서도 시뮬레이션을 통해 비슷한 결과를 얻을 수 있었는데, 이는 FT-IR을 사용함으로써 SiNx 박막의 수소 함량의 측정이 가능하다는 것을 보여주므로 단위공정에서 신속하게 SiNx 박막 분석이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.738-742
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• 2007

능동형 평판디스플레이 소자를 제작하기 위해 수소화된 비정질 규소 박막트랜지스터 (a-Si:H TFT)의 상부에 화소전극을 형성하는 과정에 따른 TFT의 특성 변화를 연구하였다. 화소전극 형성 전에 1 pA 수준의 오프상태 전류 및 $10^6$ 이상의 스위칭률을 보이던 TFT에 화소전극 공정을 행하면 오프상태 전류가 10 pA 이상으로 증가하여 소자특성이 악화되었다. 이러한 소자특성의 악화는 SiNx 보호막 표면의 플라즈마 처리로 개선될 수 있었는데, 특히 $N_2$ 플라즈마가 좋은 결과를 보였다. 화소전극 공정에 의해서 누설전류가 증가하는 것은 투명전도막 증착공정 중에 SiNx 보호막 표면에 전하가 축적되어 이에 유도되는 백채널의 캐리어 축적에 기인하는 것으로 추정된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.180-180
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• 2016

최근 디스플레이 시장의 주요 키워드는 flexible organic light emitting diode (OLED) 이다. OLED 소자의 수명을 결정하는 가장 큰 요인 중의 하나는 공기 중의 O2와 H2O에 의한 유기물의 열화이다. 따라서 공기 중의 O2나 H2O가 유기물에 쉽게 침투하는 것을 막는 것은 소자의 수명 향상을 위하여 필수적이라 할 수 있다[1-3]. SiNx 박막은 경질로 투과성이 우수하며, 화학적 불활성인 특성으로 이러한 Barrier 역할로 연구되어 산업분야에 다양하게 응용되고 있다[4]. SiNx 박막은 일반적으로 plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 기술을 이용하여 증착되는데 기존의 PECVD 기술을 이용한 SiNx 박막은 낮은 water vapor transmission rate (WVTR) 등의 문제점들로 인해 한계점이 들어났다. 본 연구에서는, flexible display의 thin film encapsulation (TFE) 공정에서의 적용을 알아보기 위해 $370{\times}470$ size를 증착할 수 있는 In-line 장비를 이용하였으며, 기존의 PECVD 기술의 문제점으로 지적되고 있는 낮은 WVTR을 해결하기 위하여 저온 (<$100^{\circ}C$) 선형 PECVD 기술을 이용하여 WVTR을 개선하고자 하였다. 공정가스로는 SiH4와 NH3를 사용하였으며, SiH4 Carrier 가스로 He을 추가적으로 사용하였다. 또한 공정 압력은 100mTorr를 유지하였다. 증착된 SiNx 박막의 물리적, 화학적 특성 분석을 위해 분광엘립소메타, field emission electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD), Rutherford backscattering spectrometry (RBS) 등을 이용하여 측정하였으며, 박막에 투습되는 수분의 양은 MOCON사의 AQUATRAN 2(W)로 측정하였다. OLED 소자를 구현하기 위해서는 기본적으로 봉지층에 투습되는 양을 $10-6g/m2{\cdot}day$ 이하로 막아줘야 한다고 알려져 있으나, 기존의 PECVD 기술을 이용하여 제작된 SiNx 박막의 WVTR은 $10-2{\sim}10-3g/m2{\cdot}day$ 레벨의 WVTR 결과를 보이고 있다. 본 연구에서 사용된 저온 선형 PECVD 기술을 이용하여 제작된 SiNx 박막의 WVTR은 $5.0{\times}10-5g/m2{\cdot}day$ 이하의 개선된 결과를 확인 할 수 있었다. 또한 flexible display에 적용하기 위해 SiNx 박막의 두께를 최소화한 100nm의 두께에서도 WVTR은 $5.0{\times}10-5g/m2{\cdot}day$ 이하의 결과가 유지됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.334.2-334.2
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• 2016

Silicon nitride (SiNx:H) films are generally used as passivation layer on solar cell and they are usually made by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). In this study, we investigated the properties of silicon nitride (SiNx:H) films made by PECVD. Effects of mixture ratio of process gases with silane (SiH4) and ammonia (NH3) on the passivation qualities of silicon nitride film are evaluated. Passivation properties of SiNx:H are focused by making antireflection properties identical with thickness and refractive index controlled. The absorption coefficient of each film was evaluated by spectrometric ellipsometery and the minority carrier lifetimes were evaluated by quasi-steady-state photo-conductance (QSSPC) measurement. The optical properties were obtained by UV-visible spectrophotometer. The interface properties were measured by capacitance-voltage (C-V) measurement and the film components were identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Rutherford backscattering spectroscopy detection (RBS) - elastic recoil detection (ERD).

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2002년도 International Meeting on Information Display
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• pp.563-566
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• 2002

We investigated to decrease the leakage current of SiNx film by employing $N_2$ plasma treatment. The insulator layers were prepared by two step process; the $N_2$ plasma treatment and then PECVD SiNx deposition with $SiH_4$, $N_2$ gases. To prove the influence of the $N_2$ plasma treatment, the Si substrate was exposed to the plasma, which was generated in Ne gas ambient. Without plasma treatment SiNx film grow at the rate of 7. 03 nm/min, has a refractive index n = 1.77 and hydrogen content of $2.16{\times}10^{22}cm^{-3}$ for $N_2/SiH_4$ gas flow ratio of 20. The obtained films were analyzed in terms of deposition rates, refractive index, hydrogen concentration, and electrical properties. By employing $N_2$ plasma treatment, interface traps such as mobile charges and injected charges were removed, hysteresis of capacitance-voltage (C-V) disappeared. We observed plasma treated sample were decreased the leakage current density reduces by 2 orders with respect to the sample having no plasma treatment.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.341-341
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• 2016

The discovery of light emission in nanostructured silicon has opened up new avenues of research in nano-silicon based devices. One such pathway is the application of silicon quantum dots in advanced photovoltaic and light emitting devices. Recently, there is increasing interest on the silicon quantum dots (c-Si QDs) films embedded in amorphous hydrogenated silicon-nitride dielectric matrix (a-SiNx: H), which are familiar as c-Si/a-SiNx:H QDs thin films. However, due to the limitation of the requirement of a very high deposition temperature along with post annealing and a low growth rate, extensive research are being undertaken to elevate these issues, for the point of view of applications, using plasma assisted deposition methods by using different plasma concepts. This work addresses about rapid growth and single step development of c-Si/a-SiNx:H QDs thin films deposited by RF (13.56 MHz) and ultra-high frequency (UHF ~ 320 MHz) low-pressure plasma processing of a mixture of silane (SiH4) and ammonia (NH3) gases diluted in hydrogen (H2) at a low growth temperature ($230^{\circ}C$). In the films the c-Si QDs of varying size, with an overall crystallinity of 60-80 %, are embedded in an a-SiNx: H matrix. The important result includes the formation of the tunable QD size of ~ 5-20 nm, having a thermodynamically favorable <220> crystallographic orientation, along with distinct signatures of the growth of ${\alpha}$-Si3N4 and ${\beta}$-Si3N4 components. Also, the roles of different plasma characteristics on the film properties are investigated using various plasma diagnostics and film analysis tools.