• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제5권5호
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• pp.194-198
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• 2004

The influences of the deep-level concentration of p-type Si substrates on the optical properties of nano-porous silicon (PS) are investigated by deep level transient spectroscopy (DLTS) and photoluminescence (PL). Utilizing a Si substrate with Fe contaminations significantly enhanced the PL intensity of PS. All the PS samples formed on Fe-contaminated silicon substrates had stronger PL yield than that of reference PS without any intentional Fe contamination but the emission peak is not significantly changed. For the PS 1000 sample with Fe contamination of 1,000 ppb, the maximum PL intensity showed about ten times stronger PL than that of the reference PS sample. From PL and DLTS results, the PL efficiency strongly depends on the Fe-related trap concentration in Si substrates.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권7호
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• pp.430-437
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• 2008

Porous self-bonded silicon carbide (SBSC) ceramics were fabricated at temperatures ranging from 1700 to $1850^{\circ}C$ using SiC, silicon (Si), and three different carbon (C) sources, including carbon black, phenol resin, and xylene. The effects of the Si:C ratio and carbon source on porosity and strength were investigated as a function of sintering temperature. Porous SBSC ceramics fabricated from phenol resin showed higher porosity than the others. In contrast, porous SBSC ceramics fabricated from carbon black showed better strength than the others. Regardless of the carbon source, the porosity increased with decreasing the Si:C ratio whereas the strength increased with increasing the Si:C ratio.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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• pp.146-149
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• 2004

Porous silicon(PS) as an excellent light diffuser can be used as an antireflection layer without other antireflection coating(ARC) materials. PS layers were obtained by electrochemical etching(ECE) anodization of silicon wafers in hydrofluoric acid/ethanol/de-ionized(DI) water solution($HF/EtOH/H_2O$). This technique is based on the selective removal of Si atoms from the sample surface forming a layer of PS with adjustable optical, electrical, and mechanical properties. A PS layer with optimal ARC characteristics was obtained in charge density (Q) of 5.2 $C/cm^2$. The weighted reflectance is reduced from 33 % to 4 % in the wavelength between 400 and 1000 nm. The weighted reflectance with optimized PS layers is much less than that obtained with a commercial SiNx ARC on a potassium hydroxide(KOH) pre-textured multi-crystalline silicon(mc-Si) surface.

• 한국진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.99-104
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• 2007

[ $Febry-P{\acute{e}}rot$ ] 프린지 패턴 (fringe pattern)과 광발광성 (photoluminescence, PL)의 광학적 성질을 동시에 가지고 있는 다공성 실리콘을 이용하여 가스센서를 개발하였다. 다공성 실리콘 샘플은 p-type 실리콘 웨이퍼 (boron-doped, <100> orientation, resistivity $1{\sim}10{\Omega}$)를 이용하여 전기화학적 식각을 통하여 만들어 졌다. 다공성 실리콘 샘플들은 열적 산화 방법과 hydrosilylation 방법을 통하여 그 표면이 수소로 종결된 다공성 실리콘 (Si-H)과 산화된 다공성 실리콘(Si-OH), 두 가지 각각 다른 표면 성질을 갖는 다공성 실리콘을 제작 하였다. 준비된 두 가지 다른 다공성 실리콘 칩들은 메탄올, 아세톤, 헥산, 그리고 톨루엔의 증기에 노출 시켰을 때 Febry-P rot 프린지 패턴의 변화나 PL의 변화를 관측하여 다공성 실리콘을 이용한 VOCs (volatile organic compounds) 센서로서의 응용에 대하여 연구하였다. $Febry-P{\acute{e}}rot$ 프린지 패턴은 유기 물질의 증기압이 클수록 단파장으로 이동하는 폭이 컸고, 광 발광성은 극성도가 큰 물질일수록 소강현상이 크게 일어나는 것을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제4권1호
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• pp.10-13
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• 2001

광전기화학적 양극 산화법으로 다공질 실리콘 (porous silicon, PS)을 제조할 때 전해질에 음이온성 계면활성제의 한 종류인 Pentadecafluorooctanoic acid (PDFO)를 첨가하여 제조한 PS의 광발광(photoluminescence, PL)의 변화를 조사하였다. 사용한 웨이퍼는 비저항이 $0.4\~0.8{\Omega}{\cdot}cm$인 n-형 단결정 실리콘 (100)이었으며, 일정전위 4V를 600초 동안 걸어주어 다공성 실리콘을 제조하였다. 이 때 나타난 PL의 변화는 첨가한 계면활성제의 농도가 1mM에서 50mM로 증가함에 따라서 PL의 중심파장이 600nm에서 550nm로 단파장 이동함을 보여주었으며, PL의 세기는 감소함을 보여주었다. FT-IR을 사용하여 에칭된 다공성 실리콘 위에 PDFO가 존재함을 알 수 있었고 Goniometer를 사용한 물방울 각도 측정을 통해서 생성된 표면이 소수성임을 알 수 있었다. 이로부터 계면활성제의 소수성 부분인 포화탄화불소 사슬 부분이 표면에 전체적으로 누워있다고 유추하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권8호
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• pp.560-564
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• 2003

본 논문에서는 RTP(rapid thermal process)를 이용한 새로운 산화방법을 고안했으며, 이는 짧은 시간에 다공질 실리콘을 산화시킴으로써 이 기술은 여타 방법에 비해 경제적이고 간편한 방법으로 짧은 시간에 두꺼운 산화막을 성장시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 먼저, 양극반응을 통해 PSL(porous silicon layer)을 형성한 후 이를 저온 산화시킨 후에 급속 열처리 산화공정(RTO: rapid thermal oxidation)를 이용해서 OPSL(oxidized porous silicon layer)을 제조하고, 그 물성 및 전기적 특성을 조사하여, 열 산화로 제작된 OPSL과 그 특성을 비교하였다. 시편의 절연 파괴전압은 약 3.9 MV/cm의 값을 보여 벌크 산화막보다는 적은 값이지만 절연 재료로서는 충분한 값이고, 누설전류는 0 ∼ 50 V의 인가 전압에서 100 ∼ 500 ㎀의 값을 보였다. 그리고, XPS 결과는 RTO 공정 추가가 저온 산화막의 완전 산화에 크게 기여함을 확인하였으며, 저온 산화막의 표면 및 내부에서도 산화반응이 완전하게 이루어졌음을 확인하였다. 이 결과로부터 저온 OPSL을 제조할 때, RTO 공정이 OPSL의 산화 및 치밀화(densification)의 증가에 크게 기여함을 알 수 있었다. 따라서, 이의 방법으로 제조된 OPSL은 저온을 요구하는 공정에서 소자의 절연막, 전기적인 분리층 그리고 실리콘 고주파용 기판 등으로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.242-248
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• 1997

기존의 다공질 실리콘 제작 방법인 chemical etching 방법을 병행하면서 새로운 제 작 방법으로서 dry etching 기술을 적용하여 다공질 실리콘을 제작하였다. 또한, 비교를 위 해 E-beam lithography 기술로 실리콘 구조물을 제작하였는데 이 경우 기술상 문제로 약 0.3$\mu\textrm{m}$의 직경을 가진 구조물이 최소의 크기였다. 따라서 새로운 방법으로 4인치 wafer위에 mask 역할을 해주는 다이아몬드 분말을 spin coater로 입힌 후 Reactive Ion Etching(RIE) 방법으로 미세구조의 다공질 실리콘을 제작하였다. 다양한 조건으로 제작된 sample들의 morphology를 SEM과 AFM 등을 이용하여 분석하였고 이 morphology에 대응하는 PL스펙 트럼을 측정하였다. 그 결과, 다이아몬드 분말을 이용한 dry etching방법으로 제작된 다공질 실리콘의 PL peak의 위치가 chemical etching 방법의 다공질 실리콘의 PL peak 위치인 760nm에 비해 높은 에너지인 590nm로 나타났다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권1호
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• pp.28-32
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• 1998

This paper reports on photoluminescence (PL), luminescence decay curves, and compositional analysis of porous silicon(PS) which is aged under air ambient by Fourier transform infrared vibrational spectroscopy (FTIR) and by Auger electron spectroscopy (AES). Porous silicos which has been aged under air ambient yields two PL band structures, i.e. blue/violet PL and red PL. The evolution of a blue/violet band is pronounced, especially for thin PS film which is prepared in dilute HF solution. The blue/violet PL band has been observed initially to increrase rapidly with aging, then saturated with further atmospheric aging. The ambient air aged PS exhibits a fast decay time of sub-nanosecond at room temperature and shows appreciably faster decay time than that at 20K. Atmospheric aging of this thin blue/violet luminescing PS yield non-stoichiometric oxide judging from the vibrational spectra of Si-O and AES analysis.

• Journal of Photoscience
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• 제6권4호
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• pp.183-186
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• 1999

We have been prepared the porous silicon carbide (PSC) by electrochemical etching of silicon carbide single crystals. Samples of PSC have been studied by the methods of scanning electron microscope (SEM) and photoluminescence (PL). Two PL bands attributed to the blue and green light emission were observed in this study. According to the anodization conditions, the main source of emission in the oxidized layers of PSC lies in the different surface defect centers which consist of different geometrical structures due to the polytypes. It means that origin of these PL bands may be existed in different size pores simultaneously. The present results indicate that the high energy band comes from the top porous layers while the low energy band comes from the lower porous layers.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권6호
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• pp.855-859
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• 2012

Silicon nanowires (SiNWs) were fabricated by a metal-assisted chemical etching of Si and the porous structure on their surfaces was controlled by changing the volume ratio of the etching solution composed of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, and deionized water. The concentration of hydrogen peroxide as the oxidant was varied for controlling the porosity of SiNWs. The optical properties of porous SiNWs were unique and very different from those of single-crystalline Si, as characterized by measuring their photoluminescence and Raman spectra for different porosities.