• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.242.2-242.2
• /
• 2013

최근 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 신뢰성(reliability) 평가에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 신뢰성 평가하는 한 방법으로 게이트에 바이어스를 지속적으로 인가하여 소자의 문턱 전압의 변화를 통해 안정성(stability)를 확인한다. 전압을 지속적으로 인가하게 되면 소자를 열화시켜 전기적 특성이 약화된다. 본 연구에선 ITZO 박막 트랜지스터의 신뢰성 평가를 위해 게이트 절연막($SiO_2$, $SiN_x$)에 따른 ITZO 소자를 제작 및 게이트 바이어스 스트레스 후 전기적 특성을 비교, 분석하였다. 제작된 소자의 게이트에 전압을 +15V로 7200초 동안 인가하였다. 스트레스 후 게이트 절연막이 $SiO_2$, $SiN_x$인 ITZO 산화물 박막 트랜지스터 모두 positive 방향으로 이동하였고, 그 결과 문턱 전압, 이동도, 아문턱 기울기의 변화가 발생하였다. $SiO_2$의 경우 아문턱 기울기의 변화가 거의 없이 문턱 전압의 변화만을 보였고, 이는 단순히 ITZO층과 게이트 절연막 계면에 전자가 포획되거나 혹은 게이트 절연막 내에 전자가 주입이 되었기 때문이다. 반면에 $SiN_x$의 경우 ITZO층과 게이트 절연막 계면에 추가적인 결함(defect)이 생성되었기 때문에 $SiO_2$보다 더 많은 전자를 포획하여 아문턱 기울기와 문턱 전압의 변화가 컸다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.78-78
• /
• 2012

In this presentation I will review the expanding thermal plasma chemical vapour deposition (ETP-CVD) technology, a deposition technology capable of reaching ultrahigh deposition rates. High rate deposition of a-Si:H, ${\mu}c$-Si:H, a-SiNx:H and silicon nanocrystals will be discussed and their various applications, mainly for photovoltaic applications demonstrated. An important aspect over the years has been the fundamental investigation of the growth mechanism of these films. The various in situ (plasma) and thin film diagnostics, such as Langmuir probes, retarding field analyzer, (appearance potential) mass spectrometry and cavity ring absorption spectroscopy, spectroscopic ellipsometry to name a few, which were successfully applied to measure radical and ion density, their temperature and kinetic energy and their reactivity with the growth surface. The insights gained in the growth mechanism provided routes to novel applications of the ETP-CVD technology, such as the ultrahigh high growth rate of silicon nanorystals and surface passivation of c-Si surfaces.

• Journal of IKEEE
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.1033-1037
• /
• 2019

GaN-based sensors have been widely investigated thanks to its potential in detecting the presence of hydrogen. In this study, we fabricated hydrogen gas sensors with AlGaN/GaN heterojunction and investigated how the sensing performance to be affected by SiN surface passivation. The gas sensor employed a high electron mobility transistors (HEMTs) with 30 nm platinum catalyst as a gate to detect the hydrogen presence. SiN layer was deposited by inductively-coupled chemical vapor deposition as post-passivation. The sensors with SiN passivation exhibited hydrogen sensing characteristics with various gas flow rates and concentrations of hydrogen in inert background gas at $200^{\circ}C$ similar to the ones without passivation. Aside from quick response time for both sensors, there are differences in sensitivity and recovery time because of the existence of the passivation layer. The results also confirmed the dependence of sensing performance on gas flow rate and gas concentration.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
• /
• 2005.07a
• /
• pp.272-275
• /
• 2005

The high stability of a-Si:H TFTs device is studied with different deposited conditions of $SiN_x$ films by PECVD. The process parameters of $N_2$, $NH_3$ gas flow rate, RF power, and pressure s of hydrogenated amorphous silicon nitride are taken into account and analyzed by Taguchi experimental design method. The $NH_3$ gas flow rate and RF power are two major factors on the average threshold voltage and the a-SiNx:H film's structure. The hydrogen contents in $SiN_x$ films were measured by FTIR using the related Si-H/N-H bonds ratio in $a-SiN_x:H$ films. After the 330,000 sec gate bias stress is applied, the threshold voltages ($V_th$) shift less than 10%. This result indicates that the highly stable a-Si:H TFTs device can be fabricated with optimum gate $SiN_x$ insulator.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.397-397
• /
• 2011

최근 태양전지 연구가 활발히 진행되는 가운데 저가 고효율 태양전지로 제안되는 제3세대 태양전지로 Quantum Dots (QD: 양자점) 태양전지에 대한 연구가 많은 연구자들에 의해 관심이 모아지고 있다. 현재까지 보고된 최고효율은 NSWU의 13%의 효율을 보고하고 있으며, 국내에서도 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존의 PECVD에서 문제시 되고 있는 플라즈마에 의한 박막손상과 고온 증착온도 등의 단점을 보완한 증착 기술로 중성입자빔 (Hyper-thermal neutral beam ; HNB)을 이용한 저온 증착방법에 대한 연구를 진행하였다. 유리기판과 p-type Si 기판 그리고 SiNx 박막 위에 Ar, He, H2, 그리고 SiH4 가스를 소스 가스로 활용하여 ECR-microwave 플라즈마에서 생성된 중서입자빔을 이용한 Si 양자점을 형성하였고, Si 양자점 형성 특성과 크기제어 방법에 대한 연구를 진행하였다. 또한 TEM, FTIR, Raman, Photo Luminescence 등의 분석 방법을 이용하여 결정성 및 성분 등을 분석하여 HNB의 특성 및 효과를 규명하였다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.30 no.5
• /
• pp.262-266
• /
• 2020

In this paper, we investigated the effect of the passivation stack with Al₂O₃, hydrogenated silicon nitride (SiN_x:H) stack and Al₂O₃, silicon oxynitride (SiON_x) stack in the n type bifacial solar cell on monocrystalline silicon. SiNx:H and SiON_x films were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition on the Al₂O₃ thin film deposited by thermal atomic layer deposition. We focus on passivation properties of the two stack structure after laser ablation process in order to improve bifaciality of the cell. Our results showed SiN_x:H with Al₂O₃ stack is 10 mV higher in implied open circuit voltage and 60 ㎲ higher in minority carrier lifetime than SiON_x with Al₂O₃ stack at Ni silicide formation temperature for 1.8% open area ratio. This can be explained by hydrogen passivation at the Al₂O₃/Si interface and Al₂O₃ layer of laser damaged area during annealing.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.14 no.4
• /
• pp.258-262
• /
• 2005

We report on the field emission properties from vertically aligned carbon nanotubes (CNTs) produced by a triode PECVD with a SiNx capping layer on metal catalyst. It is found that the CNTs density can be controlled by the capping layer thickness and decreases with increasing SiNx thickness. The CNT density of $\~$ 104/$cm^{2}$ exhibited highest electron emission characteristics, the threshold field of 1.2 V/$\mu$m and the current density of 0.17 mA/$cm^{2}$ at 3.6 V/$\mu$m. We have carried out investigation of electron emission stability under ambient gas of N2. The electron emission stability was improved with decreasing CNT density. Under $1\times$$10^{-5}$ Torr ambient pressure, the CNTs in 5 $\mu$m hole show electron emission current higher than $1\times$$10^{-4}$ A/cm2 and it's electron emission uniformity has $2\%$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.212-212
• /
• 2012

수소화된 실리콘 질화막은 결정질 태양전지 산업에서 반사방지막 과 패시베이션 층으로 널리 사용되고 있다. 또한, 수소화된 질화막은 금속 소성공정과 같은 높은 공정온도를 거친 후에도 결정질 실리콘 태양전지의 표면층으로서 충족되는 특성들이 변하지 않고 유지되어야 한다. 본 연구에서는 PECVD 장치를 이용한 수소화된 실리콘 질화막의 특성 변화에 대한 경향성을 알아보기 위하여 증착조건의 변수(온도, 증착거리, 무선주파수 전력, 가스비율 등.)들을 다양하게 가변하여 증착조건의 최적화를 찾았다. 이후 수소화된 실리콘 질화막의 전구체가 되는 사일렌(SiH4)과 암모니아(NH3) 가스비를 변화시켜가며 결정질 실리콘 태양전지에 사용되기 위한 박막의 광학 전기 화학적 그리고 표면 패시베이션 특성들을 분석하였다. 가스 비율에 따른 수소화된 실리콘 질화막의 굴절률 범위는 1.90-2.20까지 나타내었다. 결정질 실리콘 태양전지에 사용하기 위한 가장 적합한 특성은 3.6(NH3/SiH4)의 가스비율을 나타내었다. 이를 통하여 PECVD 내에서 구현 할 수 있는 가스의 혼합(SiH4+NH3+N2, SiH4+NH3, SiH4+N2)을 달리하여 박막의 광학적 및 패시베이션 특성을 분석하였다. 이후 $156{\times}156mm$ 대면적 결정질 실리콘 태양전지를 제작하여 SiH4+NH3+N2 의 가스 혼합에서 17.2%의 변환 효율을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.241-241
• /
• 2012

$SF_6$와 $NF_3$는 디스플레이 장치의 제조공정 중 $SiN_x$박막을 건식식각공정에서 사용되고 있다. 이 논문에서는 이 두 가스에 대한 건식식각의 특성을 관찰하기 위해서 CCP-RIE를 이용하여 가스와 산소의 유량비($SF_6$/$O_2$>, $NF_3$/$O_2$), 압력, 전력 비(13.56 MHz/2 MHz)를 변화시키는 다양한 공정조건하에서 실험을 진행하였다. 이 실험에서 $NF_3$를 이용한 $SiN_x$ 박막 건식식각률이 $SF_6$를 이용한 건식식각률보다 모든 공정 조건하에서 높게 나타났다. 불소원자의 OES 강도와 V/I probe 를 이용하여 건식식각률과 비례하는 상관관계 변수를 발견하였고 이를 플라즈마 변수와 관련하여 해석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.134-136
• /
• 2002

유리기판 위에서 제작된 다결정 실리콘 TFT(Thin Film Transistor) 에서는 열전도율이 낮은 실리콘 산화막 같은 물질이 사용되기 때문에 열에 대해서 낮은 임계점을 갖는다. 이로 인하여. 게이트와 드레인에 높은 전압이 걸리는 조건에서 동작시킬 경우에는 다결정 실리콘 TFT에서의 열화 현상이 두드러지게 나타나게 된다. 그러나, 열전도율이 실리콘 산화막(SiO2) 보다 열배 이상 높은 실리콘 질화막(SiNx)을 ILD(inter-layer dielectric) 재료로 사용했을 때 같은 스트레스 조건에서 다결정 실리콘의 신뢰성이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.