• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.121-122
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• 2011

광도파로 기반 센서의 성능을 개선시키기 위해서는 코어와 클래딩 층의 굴절률 차를 크게 하여 표면감도를 향상시켜야 한다. 이를 위해 센서용 광도파로 코어 층을 위한 고굴절률 SiNx 박막을 플라즈마 화학기상증착(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition)법을 이용하여 성장한 후 그 표면특성을 분석하였다. 이 때 플라즈마 화학기상증착 공정 조건 중 NH3 가스를 제외하여 Si 성분이 많은 고굴절률 SiNx 박막의 성장을 유도하고 He/SiH4 가스유량비를 0에서 100까지 변화시켜 SiNx 박막의 표면거칠기를 제어하였다. Si기판 위에 SiNx 박막을 10분 성장 후 BOE(buffered oxide etchant)로 선택식각하여 그 박막두께를 alpha step으로 측정하는 방법으로 He/SiH4 가스유량비 조건별 박막성장률을 계산하였다. 그 결과 He/SiH4 가스유량비 증가함에 따라 박막성장률이 33 nm/min에서 19 nm/min으로 선형적인 감소함을 알 수 있었다. 박막두께가 190 nm가 되도록 He/SiH4 가스유량비 조건별 SiNx 박막을 성장한 후 그 표면특성을 AFM (atomic force microscope)으로 관찰하였다. 이를 통해 He/SiH4 가스유량비가 50일 때 SiNx 박막의 표면거칠기가 최소가 됨을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.3
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• pp.215-219
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• 2008

The bonding structure and composition of silicon nitride (SiNx) films were investigated by using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). SiNx films were deposited on Si substrate at $340^{\circ}C$ using a conventional PECVD system. The compositions of Si and N in SiNx films were confirmed by using Rutherford backscattering spectroscopy (RBS) and photoluminescence (PL) analysis. The surface morphology of SiNx films was also analyzed by using atomic force microscopy (AFM). It was found that the contents of NH(at. %) is the reverse related with those of SiH corresponding to the result of FT-IR. we conclude that a quantitative analysis on SiNx films can be possible through a precise detection of the contents of H in SiNx films with a FT-IR analysis only.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.4
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• pp.276-281
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• 2000

Silicon carbide(SiC) films were grown on modified Si(111) surface with a SiNx in the NH$_3$surrounding. Thickness of SiC films was decreased with increasing of the nitridation time. Also, voids having crystal defects were removed at interface of SiC/Si according to growth parameters. SiC films were grown on SiNx/Si substrate of 100, 300 and 500nm thickness. SiC films were deposited along [111] direction and columnar grains of SiC crystal. The void-free film was observed in the interface of SiC/SiNx. This result suggests that fabrication of SiC devices are applied to SiNx replacing silicon oxide in SOI structure.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.147-147
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• 2010

태양전지의 효율 향상을 위해 웨이퍼 표면에 반사방지막 코팅을 위한 패시베이션 물질들에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 이 과정에서 널리 사용하는 ARC 물질로 SiNx 박막이 있다. SiNx 박막은 PECVD 법으로 저온에서 실리콘 기판 위에 증착 가능한 장점이 있다. 플라즈마 분위기 가스로 아르곤 또는 질소 사용하며 SiNx 박막의 광학적, 전기적인 특성은 화학적 조성비에 의해 결정되며 증착온도 가변에 박막의 특성이 변화하며 이를 이용하여 태양전지의 효율을 향상 시킬 수 있다. 본 연구에서는 SiNx 박막을 형성하는데 질소 가스 분위기에서 PECVD를 이용하여 증착하고 그 특성을 분석하였다. 박막은 0.8 Torr의 압력에서 $150^{\circ}C\;{\sim}\;450^{\circ}C$의 기판온도로 증착되었으며 이때의 RF power은 100W ~ 300W로 가변 되었다. 증착된 박막은 1.94 에서 2.23의 폭넓은 굴절률 값을 가지고 있었다. $SiH^4/NH_3$ 가스 비의 증가에 따라 박막 두께와 굴절률이 감소함을 확인할 수 있었다.증착된 SiNx 박막의 소수반송자 수명 측정 결과 굴절률 2.23인 박막의 경우 약 87 us의 수명을 나타냈으며, 굴절률이 1.94로 줄어듦에 따라 소수 반송자 수명 역시 79 us로 감소하였다. SiNx 박막은 n-rich 보다 Si-rich 인 경우 effective 반송자 수명을 증가시켜 표면 재결합 속도를 줄이는데 유용함을 확인하였다. 또한 증착온도가 증가할수록, RF power가 증가 할수록 소수 반송자 수명 역시 증가하였다. 반사도의 경우 $SiH_4$의 비율이 증가할수록 반사도가 감소함을 확인 하였으며, 증착온도 증가에 따라, RF power 증가에 따라 반사도가 감소하였다. 결과적으로 $450^{\circ}C$의 기판온도와 300W의 RF power에서 증착된 SiNx 박막의 경우 가장 우수한 전기적, 광학적 특성을 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.197-198
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• 2008

이 논문에서는 다양한 SiNx의 band gap을 이용하여 MIS 구조의 메모리 소자를 제작하고 이를 분석하였다. SiNx 박막은 증착 가스비에 따라 다양한 band gap을 가지게 된다. 본 실험에서는 $SiH_4$ 가스와 $NH_3$ 가스를 사용하여 SiNx 박막을 증착하였다. n-type 단결정 실리콘 기판위에 다양한 가스비에 따라 단일 SiNx 박막을 증착 및 분석하였고, 이를 이용하여 NNN 구조의 MIS 소자를 제작하였다. 제작된 소자는 4.6 V의 hysteresis roof 폭과 1000 초 후에 84.8 %의 retention 값을 갖는 우수한 메모리 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.26-26
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• 2014

식품포장재용 SiNx 박막을 합성하였다. SiNx 박막은 박막이 투명하고 낮은 투습도를 가지고 있어 식품포장재뿐 아니라 유기소자디스플레이에서도 활발히 연구되고 있다. 이 연구에서는 SiNx 박막을 PECVD를 통한 저온 공정으로 PET 기판 위에 합성하여 높은 투과도를 가지며 낮은 투습도를 갖는 박막을 합성하였다. 박막 합성 중의 플라즈마 특성을 알아보기 위해 Optical Emission Spectroscopy (OES)를 통한 플라즈마 진단을 하였으며, 박막의 특성을 알아보기 위해 FT-IR, UV-visible, MOCON 테스트 등을 하였으며, $7.6{\times}10^{-3}g/m^2/day$의 투습도를 갖는 것을 확인하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.58-63
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• 1995

The effects of substrate temperature, RF power, and $NH_{3}/SiH_{4}$ gas flow ratio on the dielectric constant and optical bandgap of amorphous silicon nitride (a-SiNx:H) thin films prepared by PECVD method using RF glow discharge decomposition of $SiH_{4}$ and $NH_{3}$ gas mixtures have been studied. The dielectric constant and optical bandgap of a-SiNx:H thin films were greatly exchanged as by increasing substrate temperature, RF power, and $NH_{3}/SiH_{4}$ gas flow ratio. The dielectric constant of a-SiNx:H films was increased and optical bandgap of a-SiNx:H films was decreased as the substrate temperature was increased. When the substrate temperature, RF power, gas pressure, $NH_{3}/SiH_{4}$ gas flow ratio, and thickness were $250^{\circ}C$, 20 W, 500 mTorr, 10 and $1500\;{\AA}$, respectively, the dielectric constant, breakdown field and optical bandgap of a-SiNx:H film were 4.3, 1 MV/cm, and 2.9 eV, respectively.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.6 no.2
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• pp.134-140
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• 1995

SAW properties of SiNx/ZnO bilayer thin film structure were analyzed. ZnO thin films were deposited by rf magnetron sputter using O2 gas as an oxidizer. Structure of ZnO thin films was affected by Ar/O2 ratio. At the gas ratio of Ar/O2=67/33, the standard deviation of X-ray rocking curve of (002) preferred ZnO thin film was 2.17 degree. This value is sufficient to use ZnO thin films as an acoustic element. SAW velocity of glass/SiNx(7000Å)/Al/ZnO(5μm) structure was max. 2.2% faster than that of ZnO/glass.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.312.2-312.2
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• 2013

태양전지에서 SiNX층은 반사방지막 역할과 표면 페시베이션의 역할을 동시에 하고 있다. SiNx에서 굴절율과 두께는 반사율과 밀접한 관계가 있으며 동시에 표면 소수캐리어 수명에도 큰 영향을 미친다. 따라서 굴절율과 두께를 조절하여 낮은 반사도와 긴 소수캐리어 수명을 가지는 SiNx 박막을 제조하여야 우수한 효율의 태양전지를 제조할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 굴절율과 두께의 SiNx 박막을 결정질 실리콘 태양전지에 적용하여 효율과의 상관관계를 해석하였다. SiNx 박막은 PECVD장비를 이용하여 RF파워, 가스혼합량, 증착시간 등을 각각 변화시키며 형성하였다. RF 파워는 100~500 W로 변화 시켰고 혼합가스 변화는 SiH4가스와 NH3가스, Ar가스를 각각 주입하며 증착하였다. RF 파워 300W, 가스혼합량 SiH4 90sccm, NH3 26sccm, Ar 99sccm과 기판 온도 $300^{\circ}C$, 공정시간 58초에서 포면 반사율 1.09%와 굴절률 1.965, 두께 76nm를 갖는 SiNx층을 형성 할 수 있었다. SiNx층을 증착하여 셀을 제작한 결과, 개방전압: 0.612V, 전류밀도: 38.49 mA/cm2, 충실도: 75.62%, 효율: 17.82%를 얻을 수 있었다.