• Title, Summary, Keyword: SiNx

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Study of the hydrogen concentration of SiNx film by Fourier transform infrared spectroscopy (Fourier transform infrared spectroscopy를 이용한 SiNx박막의 수소농도 연구)

  • Lee, Seok-Ryoul;Choi, Jae-Ha;Jhe, Ji-Hong;Lee, Lim-Soo;Ahn, Byung-Chul
    • 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.

Fabrication and Characteristics of a-SiNx:H Thin Films (a-SiNx:H 박막의 제조 및 특성)

  • Park, Wug-Dong;Kim, Young-Jin;Kim, Ki-Wan
    • 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.

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SiC/SiNx 복합층을 열처리에 의하여 형성된 SiC 나노입자의 광학적 성질

  • Park, Hun-Min;O, Do-Hyeon;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.393-393
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    • 2013
  • 나노입자를 포함하는 합성물은 전자소자와 광전소자의 응용 가능성 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 복합층을 사용한 소자의 전기적 성질에 대한 연구는 많이 진행되었으나, SiC/SiNx 다층 복합층 소자에 대한 광학적 특성에 대한 연구는 상대적으로 미흡하다. 본 연구는 SiC/SiNx 다층 복합층을 사용하여 스퍼터링 방법으로 형성하고 열처리를 사용하여 복합층의 미세구조와 광학적 특성을 조사하였다. SiNx층을 p-형 Si 기판 위에 성장한 후 SiC층을 형성하였다. 3번의 주기적인 성장으로 다층구조를 형성하고, 30분 동안 열처리 하였다. 투과전자현미경상은 SiC/SiNx 복합층에 SiC 나노입자가 형성한 것을 확인하였다. 광류미네센스 스펙트럼 결과는 형성한 SiC/SiNx 복합층을 열처리할 때 SiC층에서 나타나는 주된 피크 위치가 변위되는 것을 보였다. 광류 미네센스 스펙트럼 결과에서 나타난 주된 피크가 열치리에 따라 변화하는 원인을 규명하였다.

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Nitric Acid를 이용한 SiNx/SiO2 Double Layer Passivation

  • Choe, Jae-U;Kim, Hyeon-Yeop;Lee, Jun-Sin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.405-405
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    • 2011
  • 실리콘 질화막(SiNx : H)는 결정질 실리콘 태양전지 제작 공정에서 ARC (Anti Reflection Coating)과 표면 패시베이션의 역할로써 많이 사용되었지만, layer 자체의 quality가 좋지 않기 때문에 최근에는 SiNx/SiO2 이중 layer로 passivation layer를 형성하고 있다. SiO2 layer는 Si substrate를 소스로 하여 성장시키기 때문에 막의 질이 우수하기는 하지만, 막 성장을 위해서 Furnace를 이용해야 하기 때문에, 공정 시간과 공정 비용을 증가시키는 단점이 있다. 본 연구에서는 SiO2 layer를 Furnace가 아닌, 질산(HNO3)을 이용하여SiNx/Thin SiO2 passivation layer 제작하였다. 실험에서는 SiO2 성장을 위해서 질산 용액에 p-type wafer를 dipping하여 시간대 별, SiO2 막의 두께를 관찰하였고, passivation의 효과를 확인하기 위해 lifetime을 측정하였다. 그 결과 SiNx/SiO2 이중 passivation layer는 SiNx 단일 막으로 passivation을 하였을 때보다, lifetime이 10 us 상승했고, 셀 제작시 효율은 약 1.1%, Fill Factor는 약 4% 정도 증가한 것을 확인할 수 있었다.

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Growth of SiC film on SiNx/Si Structure (SiNx/Si 구조를 이용한 SiC 박막성장)

  • Kim, Gwang-Cheol;Park, Chan-Il;Nam, Gi-Seok;Im, Gi-Yeong
    • 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.

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The characteristics of MIS devices using difference between various band gap of the SiNx (SiNx의 band gap 차이를 이용한 MIS 소자의 메모리 특성)

  • Son, Hyuk-Joo;Jung, Sung-Wook;Jang, Kyung-Soo;Kim, Kyung-Hae;Yi, Jun-Sin
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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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.

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A Study on the Silicon Nitride for the poly-Si Thin film Transistor (다결정 박막 트랜지스터 적용을 위한 SiNx 박막 연구)

  • 김도영;김치형;고재경;이준신
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.16 no.12S
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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.

SiNx 무기 박막의 수직액정 배향 능력

  • Kim, Byeong-Yong;Kim, Yeong-Hwan;Park, Hong-Gyu;O, Byeong-Yun;Ok, Cheol-Ho;Han, Jeong-Min;Seo, Dae-Sik
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • pp.185-185
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    • 2009
  • The aligned liquid crystals (LCs) display on SiNx thin films using ion-beam (IB) irradiation was studied with controllability ofpretilt angle depending on incident energies of the IB. Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) was used to orient the LCs on SiNx alignment films. The LCs alignment property for the SiNx thin films were observed to verify the practical application potential (figure1). A good LCs alignment of vertical alignment LCs cells on SiNx thin film surfaces irradiated with incident IB energy of 1800eV was achieved. Also, a good LC alignment by the IB irradiation on the SiNx thin film surface was observed at an annealing temperature of $180^{\circ}C$. However, the alignment defects of the nematic liquid crystal was observed at an annealing temperature above $230^{\circ}C$. The atomic force microscopy (AFM) images of LCs on SiNx thin film surfaces irradiated with IB energy was used for the surface analysis.

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결정질 태양전지 Local Back Contact 구조 후면에서의 B-H 결합에 의한 태양전지 특성 저하에 대한 연구

  • Song, Gyu-Wan;Yu, Gyeong-Yeol;Lee, Jun-Sin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.420-420
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    • 2011
  • 결정질 태양전지에서 고효율 달성을 위한 LBC(Local Back Contact) 구조의 중요성이 강조되고 있다. LBC 구조에서 후면 passivation 형성을 위한 SiNX layer를 PECVD로 형성 시, 실리콘 bulk 내로 H+ 원자가 침투하여 Boron과 결합하게 되면 Boron이 bulk 내에서 dopant로 작용을 하지 못하게 되어, 후면에서 p-층을 형성하고, 이는 VOC의 저하를 야기 시킨다. 본 연구에서는 LBC 구조에서 후면 passivation 시 bluk 내 B-H결합으로 인한 태양전지 특성 저하 문제를 해결하기 위해, SiNX를 증착하기 전에 얇은 산화막 barrier를 성장시켜 Bulk 내에 H+ 침투를 최소화 하였다. PECVD를 이용한 N2O 플라즈마 처리, HNO3 Wet Chemical Oxidation의 방법을 통해 substrate와 SiNX 사이에 얇은 oxide 층을 형성하였으며, 각각의 조건에 대해 lifetime 측정을 실시하였다. 그 결과 SiON/SiNx를 이용한 막의 lifetime이 $94.5{\mu}s$로 가장 우수하였고, Reference에 비해 25.4% 증가함을 확인할 수 있었다. 그러나 HNO3/SiNx에서는 30.6%, SiON에서는 84.3% 감소함을 확인하였다. Voc 측정 결과 또한 SiON/SiNx를 이용한 막이 670mV로 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 LBC구조에서 후면에 얇게 SiON/SiNx막을 형성함으로서 H+이온의 침투를 저지하여 후면 B-H결합을 막아 태양전지 특성 저하를 감소시키는 것을 확인할 수 있었다.

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고굴절률 PECVD SiNx 박막의 성장 및 그 표면특성 분석

  • Chu, Seong-Jung;Jeong, Jae-Uk;Jeong, Ui-Seok;Park, Jeong-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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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.

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