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

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.84-84
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• 2000

수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)과 미세결정질 실리콘 ($\mu$c-Si:H)은 저온.건식 공정인 PECVD로 값싼 유리 기판을 사용하여 넓은 면적에 증착이 가능하다는 큰 장점으로 인해 광전소자(photovoltaic device)와 박막 트랜지스터(TFTs)등에 폭넓게 응용되어 왔으며 최근에는 nm 크기의 실리콘 결정(nc-Si)에서 가시광선 영역의 발광 현상이 발견됨에 따라 광소자로서의 특성을 제어하기 위해서는 성장 조건과 공정 변수에 따른 구조 변화에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 UHV-ECR-PECVD 법을 이용하여 H2로 희석된 SiH4로부터 a-Si:H과 $\mu$c-Si:H를 증착하였다. 그림 1은 SiH4 20sccm/H2 50sccm/25$0^{\circ}C$에서 기판의 DC bias를 변화시키면서 박막을 증착시킬 때 나타나는 박막의 구조 변화를 raman spectrum의 To phonon peak의 위치와 반가폭의 변화로 나타낸 것이다. 비정질 실리콘 박막은 DC bias를 증가시킴에 따라 무질서도가 증가하다가 어떤 critical DC bias에서 최대치를 이룬후 다시 질서도가 증가한다. 이온의 충격력에 의해 박막내에 응력이 축적되면 박막의 에너지 상태가 높아지고 이 축적된 응력이 ordering에 대한 에너지 장벽을 넘을 수 있을 만큼 커지게 되면 응력이 풀리면서 ordering이 가능해지는 것으로 생각된다. 그림 2는 수소 결합 형태의 변화이다. 박막의 무질서도가 증가할 경우 알려진 바와 같이 2000cm-1근처의 peak은 감소하고 2100cm-1 부근이 peak이 증가하는 현상을 보였다. 본 논문에서는 여러 공정 변수, 특히 DC bias에 따르는 박막의 구조 변화와 다른 성장 조건(온도, 유량비)이 critical DC bias나 결정화, 결정성 등에 미치는 영향에 대한 분석결과를 보고하고자 한다.등을 이용하여 광학적 밴드갭, 광흡수 계수, Tauc Plot, 그리고 파장대별 빛의 투과도의 변화를 분석하였으며 각 변수가 변화함에 따라 광학적 밴드갭의 변화를 정량적으로 조사함으로써 분자결합상태와 밴드갭과 광 흡수 계수간의상관관계를 규명하였고, 각 변수에 따른 표면의 조도를 확인하였다. 비정질 Si1-xCx 박막을 증착하여 특성을 분석한 결과 성장된 박막의 성장률은 Carbonfid의 증가에 따라 다른 성장특성을 보였고, Silcne(SiH4) 가스량의 감소와 함께 박막의 성장률이 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 줄어들어 성장률이 Silane가스량에 의해 지배됨을 볼 수 있다. UV-VIS spectrophotometer에 의한 비정질 SiC 박막의 투과도와 파장과의 관계에 있어 유리를 기판으로 사용했으므로 유리의투과도를 감안했으며, 유리에 대한 상대적인 비율 관계로 투과도를 나타냈었다. 또한 비저질 SiC 박막의 흡수계수는 Ellipsometry에 의해 측정된 Δ과 Ψ값을 이용하여 시뮬레이션한 결과로 비정질 SiC 박막의 두께를 이용하여 구하였다. 또한 Tauc Plot을 통해 박막의 optical band gap을 2.6~3.7eV로 조절할 수 있었다. 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.부터 전분-지질복합제의 형성 촉진이 시사되었다.이것으로 인하여 호화억제에 의한 노화 방지효과가 기대되었지만 실제로 빵의 노화는 현저히 진행되었다. 이것은 quinua 대체량 증가에 따른 반죽의 안정성이 저하되어 버린 것으로 생각되어진다. 더욱이 lipase를 첨가하면 반죽이 분화하는 경향이 보여졌지만 첨가량 75ppm에 있어서 상당히 비용적의 증대가 보였다. 이것은 lipase의 가수분해에 의해

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1998.02a
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• pp.39-40
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• 1998

Diffusion barrier characteristics of hf(C,N) thin films for Cu metalliztion was investgated. Hf(C,N) thin films were depposited on Si(100) suvstrates by ppulsed D. C pplasma enhanced metal-organic chemical vappor depposition (ppE-MOCVD) using Tetrakis diethyl amido hafnium (Hf[NC2H5)2]4 : TDEAHf) and N2 as pprecursors. X-ray diffraction analyses sheet resistance measurment and Rutherford backscattering sppectroscoppy analyses revealed that HF(C,N) films pprevent diffusion of Cu fairly well upp to $600^{\circ}C$. At $700^{\circ}C$ however Hf(C,N) films allowed a significant diffusion of Cu into the Si substrate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.231-232
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• 2016

We have fabricated the nc-Si, IGZO based nonvolatile memory TFTs using mobile protons, which can be generated by simple hydrogen insertion process via H-NB treatment at room temperature. The TFT devices above exhibited reproducible hysteresis behavior, stable ON/OFF switching, and non-volatile memory characteristics. Also executed hydrogen treatment in order to figure out the difference of mobile proton generation between PECVD and our modified H-NB CVD. The room temperature proton-insertion process can reveal flexible inorganic based all-in-one display panel including driving circuit and memory circuit.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.2
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• pp.78-83
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• 2005

Nanometric crystalline silicon (no-Si) embedded in dielectric medium has been paid attention as an efficient light emitting center for more than a decade. In nc-Si, excitonic electron-hole pairs are considered to attribute to radiative recombination. However the surface defects surrounding no-Si is one of non-radiative decay paths competing with the radiative band edge transition, ultimately which makes the emission efficiency of no-Si very poor. In order to passivate those defects - dangling bonds in the $Si:SiO_2$ interface, hydrogen is usually utilized. The luminescence yield from no-Si is dramatically enhanced by defect termination. However due to relatively high mobility of hydrogen in a matrix, hydrogen-terminated no-Si may no longer sustain the enhancement effect on subsequent thermal processes. Therefore instead of easily reversible hydrogen, phosphorus was introduced by ion implantation, expecting to have the same enhancement effect and to be more resistive against succeeding thermal treatments. Samples were Prepared by 400 keV Si implantation with doses of $1\times10^{17}\;Si/cm^2$ and by multi-energy Phosphorus implantation to make relatively uniform phosphorus concentration in the region where implanted Si ions are distributed. Crystalline silicon was precipitated by annealing at $1,100^{\circ}C$ for 2 hours in Ar environment and subsequent annealing were performed for an hour in Ar at a few temperature stages up to $1,000^{\circ}C$ to show improved thermal resistance. Experimental data such as enhancement effect of PL yield, decay time, peak shift for the phosphorus implanted nc-Si are shown, and the possible mechanisms are discussed as well.

• Current Photovoltaic Research
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• v.8 no.1
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• pp.6-11
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• 2020

The power conversion efficiency (PCE) of a two-terminal tandem solar cell depends upon the tunnel-recombination junction (TRJ) between the top and bottom sub-cells. An optimized TRJ in a tandem cell helps improve its open-circuit voltage (V_oc), short-circuit current density (J_sc), fill factor (FF), and efficiency (PCE). One of the parameters that affect the TRJ is the buffer layer thickness. Therefore, we investigated various TRJs by varying the thickness of the buffer or intermediate layer (TRJ-buffer) in between the highly doped p-type and n-type layers of the TRJ. The TRJ-buffer layer was p-type nc-Si:H, with a doping of 0.06%, an activation energy (E_a) of 43 meV, an optical gap (E_g) of 2.04 eV, and its thickness was varied from 0 nm to 125 nm. The tandem solar cells we investigated were a combination of a heterojunction with intrinsic thin layer (HIT) bottom sub-cell and an a-Si:H (amorphous silicon) top sub-cell. The initial cell efficiency without the TRJ buffer was 7.65% while with an optimized buffer layer, its efficiency improved to 11.74%, i.e., an improvement in efficiency by a factor of 1.53.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.98-98
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• 2009

Hydrogenated nano-, microcrystalline silicon 박막(nc-, ${\mu}c-Si:H$)은 박막 트랜지스터 및 실리콘 박막형 태양전지등에 널리 쓰이고 있다. 이러한 결정화 실리콘 박막을 내장형 안테나를 사용하여 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장치를 통하여 증착 후 열처리 공정이 없는 방법을 사용하여 박막을 제작하였다. 특히, 증착시 기판에 바이어스를 함께 인가하므로 증착된 박막의 결정화에 미치는 영향에 관한 연구를 하였다. 기판에 인가된 바이어스가 60W일 때 가장 높은 결정화율을 보이는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.351-352
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• 2012

유도결합 플라즈마(ICP)가 결합된 마그네트론 스퍼터링법으로 수소와 알곤의 혼합비율에 따라 기판 가열 없이 유리기판 위에 실리콘 박막을 증착하였다. 수소 유량에 따른 실리콘 박막의 미세구조 변화는 XRD, Raman spectroscopy, FT-IR 등의 분석을 통해 확인하였다. 수소 유량이 증가할수록 박막의 증착률은 감소하였으며, 수소 혼합비율이 60% 이상일 때 비정질 실리콘이 미세결정질 실리콘으로 전이되는 것을 확인하였다.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.65 no.10
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• pp.1702-1705
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• 2016

We propose a novel hydrogen-reduced p-type amorphous silicon oxide buffer layer between $TiO_2$ antireflection layer and p-type silicon window layer of silicon thin film solar cells. This new buffer layer can protect underlying the $TiO_2$ by suppressing hydrogen plasma, which could be made by excluding $H_2$ gas introduction during plasma deposition. Amorphous silicon oxide thin film solar cells with employing the new buffer layer exhibited better conversion efficiency (8.10 %) compared with the standard cell (7.88 %) without the buffer layer. This new buffer layer can be processed in the same p-chamber with in-situ mode before depositing main p-type amorphous silicon oxide window layer. Comparing with state-of-the-art buffer layer of AZO/p-nc-SiOx:H, our new buffer layer can be processed with cost-effective, much simple process based on similar device performances.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.32 no.12
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• pp.560-564
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• 2022

In this study, lanthanum boron silicate glasses were prepared with a composition of x Li₂O-(60-x)B₂O₃-5CaO-5BaO-7ZnO-10SiO₂-10La₂O₃-3Y₂O₃ where x = 1,3,5,7, and 9 mol%. Each composition was melted in a platinum crucible under atmospheric conditions at 1,400 ℃ for 2 h. Clear glasses with a transmittance exceeding 85 % were fabricated. Their optical, thermal, and physical properties, such as refractive index, Abbe number, density, glass transition (T_g) and Knoop hardness were studied. The results demonstrated that refractive index was between 1.6859 and 1.6953 at 589.3 nm. The Abbe number was calculated using an equation for 589.3 nm (nd), 656.3 nm (nf) and 486.1 nm (nc) and was observed to be in the range from 57.5 to 62.6. As the Li₂O content increased, the glass transition temperature of the optical glass decreased from 608 ℃ to 564 ℃. If glass mold pressing is performed using a material with a low transition temperature and high mechanical strength, then the optical glasses developed in this study can be completely commercialized.