• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.73-78
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• 2003

항공우주 분야의 MEMS 기술의 중요성은 경량화 및 높은 분해능 등의 목적아래 점차 증가하고 있는 추세이다. 따라서 MEMS 기기의 제작에 있어 박막 물성의 조사 및 개선 방안은 중요한 논점이 되고 있으며, 박막의 잔류응력은 MEMS 기기 제작 및 구동에 있어 해결해야 할 중요한 문제점으로 남았있다. 따라서 본 논문에서는 MEMS 기기의 구조제로 많이 쓰이는 LPCVD 다결정 실리콘에 He+, Ar+ 이온을 주입함으로써 응력 구배를 완화하였다. 또한 Nano-indenter를 이용한 CSM 방법을 사용하여, 다결정 실리콘의 탄성계수와 경도를 압입 깊이에 따라 측정하였다. 그 결과, 이온 주입에 의한 결정성의 변화가 탄성계수와 경도를 감소시키지만, 이온 농도가 증가함에 따라 탄성계수와 경도가 증가하는 현상을 관찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.142-142
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• 2010

본 논문은 단결정 및 다결정 실리콘 기판 상에 아산화질소 플라즈마 처리를 통하여 형성한 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 특성과 이의 어플리케이션에 관한 것이다. 초박형 절연막은 현재 다양한 전자소자의 제작과 특성 향상을 위하여 활용되고 있으나 일반적인 화학 기상 증착 방법으로는 균일도를 확보하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 디스플레이의 구동소자로 활용되는 박막 트랜지스터의 특성 향상과 비휘발성 메모리 소자의 터널링 박막에 응용하기 위하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 증착과 이의 특성을 분석하였고, 실제 어플리케이션에 적용하였다. 실리콘 산화막과 실리콘 계면상에 존재하는 질소는 터널링 전류와 결함 형성을 감소시키며, 벌크 내에 존재하는 질소는 단일 실리콘 산화막에 비해 더 두꺼운 박막을 커패시턴스의 감소없이 이용할 수 있는 장점이 있다. 아산화질소 플라즈마를 이용하여 활성화된 질소 및 산소 라디칼들이 실리콘 계면을 개질하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 형성할 수 있다. 플라즈마 처리 시간과 RF power의 변화에 따라 형성된 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 및 광학적, 전기적 특성을 분석하였다. 아산화질소 플라즈마 처리 방법을 사용한 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 시간과 박막 두께의 함수로 전환해보면 초기적으로 증착률이 높고 시간이 지남에 따라 두께 증가가 포화상태에 도달함을 확인할 수 있다. 아산화질소 플라즈마 처리 시간의 변화에 따라 형성된 박막의 전기적인 특성의 경우, 플라즈마 처리 시간이 짧은 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 경우 전압의 변화에 따라 공핍영역에서의 기울기가 현저히 감소하며 이는 플라즈마에 의한 계면 손상으로 계면결합 전하량이 증가에 기인한 것으로 판단된다. 또한, 전류-전압 곡선을 활용하여 측정한 터널링 메카니즘은 2.3 nm 이하의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 직접 터널링이 주도하며, 2.7 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 F-N 터널링이 주도하고 있음을 확인할 수 있다. 결론적으로 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 활용하여 전기적으로 안정한 박막트랜지스터를 제작할 수 있었으며, 2.5 nm 두께를 경계로 터널링 메커니즘이 변화하는 특성을 이용하여 전하 주입 및 기억 유지 특성이 효과적인 터널링 박막을 증착하였고, 이를 바탕으로 다결정 실리콘 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권6호
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• pp.254-261
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• 2010

본 연구에서는 다결정 실리콘 태양전지 응용을 위한 다결정 실리콘 씨앗층의 제조와 그의 특성에 관한 연구를 수행하였다. 다결정 실리콘 씨앗층은 glass/Al/$Al_2O_3$/a-Si 구조를 이용하여 aluminum-induced layer exchange(ALILE) 고정으로 제조하였으며, 자연산화막부터 50 nm까지 다양한 크기로 $Al_2O_3$ 막두께를 변화시켜 알루미늄 유도 결정화 공정에서 막의 두께가 결정화 특성 및 결정결함, 결정크기에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 연구결과, ALILE 공정으로 생성된 다결정 실리콘막의 결함은 $Al_2O_3$ 막의 두께가 증가할수록 함께 증가한 반면, 결정화 정도와 결정입자의 크기는 $Al_2O_3$막의 두께가 증가할수록 감소하였다. 본 실험에서는 16 nm 두께 이하의 앓은 $Al_2O_3$ 막의 구조에서 평균 약 $10\;{\mu}m$ 크기의 sub-grain 결정립을 얻었으며, 결정성은 <111> 방향의 우선 배향성 특성을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.141-142
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• 2007

표면 수정에 의한 결정질 실리콘 태양전지의 표면 반사율의 감소는 실리콘 태양전지에 있어서 가장 중요한 문제들 중 하나다. 결정질 실리콘 기판 표면에 텍스쳐링을 이용하여 반사방지막을 형성하는 것은 태양전지의 표면 반사율을 줄이는 측면에서 주목할 만한 것이다. 이 논문에서는 단결정 실리콘과 다결정 실리콘에 텍스쳐링을 이용하여 표면 반사율을 감소할 수 있는 방안에 대해서 연구한다.

• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.233-241
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• 2000

본 연구에서는 동일한 테스트 구조물을 사용하여 현재 다결정실리콘 표면 미세가공 기술에서 널리 사용되고 있는 여러 가지 점착 방지법들의 성능을 비교하였다. 테스트 구조물로는 다양한 폭과 길이를 갖는 일반적인 cantilever와 dimple, antistiction tip, plate를 가지는 cantilever를 사용하였으며 구조물 형태에 따른 점착 방지 결과를 관찰하였다. 희생층 제거 후 구조물과 기판의 점착을 결정하는 건조과정에서는 증발법과 승화건조법을 사용하였다. 증발법에서는 methanol, IPA, DI water 등을 여러 최종 세척액으로 사용하여 표면장력과 세척 온도에 따른 점착 방지 결과를 비교하였다. 승화건조법에서는 중간 세척액으로 methanol을 사용하였다. 그리고 동일한 실험조건으로 stress gradient가 있는 동일한 구조물을 사용하여 stress gradient에 의한 점착 방지 결과를 관찰하였다. 결론적으로 승화건조법이 여러 가지 증발법보다 우수한 결과를 보여주었고 다결정 실리콘 표면 미세가공 기술로 미세 구조물을 부양시킬 때 승화건조법이 가장 우수한 방법이라고 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.57-62
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• 2003

MEMS(미소전기기계시스템) 박막의 푸와송비 측정을 위한 미소굽힙기법이 제안되었다. 푸와송비 측정에 민감한 쌍원시편(두 개의 원모양)을 설계하고 표면미세가공 공정을 사용하여 제작하였다. 미소압입기로 하중을 가한 쌍원시편의 하중-변위 곡선을 분석하여 푸와송비를 측정할 수 있었다. 제안도니 미소굽힘기법은 표면미세가공에 적합하여 소자제작과정에서의 동시측정이 가능하고(in-situ measurement), 소자가 위치해 있는 작은 영영에서의 물성을 국부적으로 측정할 수 있는 장점이 있다. 제안된 기법을 검증하기 위하여 저압화학기상증착법에 의하여 증착된 2.3㎛ 다결정실리콘(Poly-silicon)의 푸와송비를 측정하였다. 실험에 사용된 다결정실리콘막의 푸와송비는 0.2569 이고 쌍원시편의 강성에 대한 측정표준편차는 2.66% 이었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1342-1349
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• 1988

플리즈마 변수로서 가스조성과 압력 및 RF 전력이 인 및 붕소가 각각 다른 양으로 주입된 다결정 실리콘의 식각율 변화에 미치는 영향을 고찰하였다. $POCl_3$에 의해 인이 주입된 경우, 염소조성보다 불소조성이 많은 영역, 즉 $Cl_2$와 $SF_4$의 비가 17대 33일 때, 가장 큰 비등방성과 가장 작은 선폭손실을 달성하였다. 플라즈마 조건에 관계없이 주입된 불순물 농도의 증가에 다라, 인이 주입된 경우는 식각율이 증가하였고, 붕소가 주입된 경우는 식각율이 반대로 감소하였다. 또한, 급속 열처리에 의한 활성화 시간의 함수로서 인이 주입된 다결정실리콘의 식각율변화를 측정한 결과, 도우핑 농도뿐 아니라 활성화된 운반자, 즉 전자의 농도가 그 식각율 증가에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다.

• 신재생에너지
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• 제1권4호
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• pp.6-11
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• 2005

본 고에서는 태양전지 모듈 원가의 60% 이상을 차지하는 실리콘 기판의 생산성을 향상시키고 그에 따라 제조단가를 저감시키기 위한 일환으로 최근 들어 일본과 프랑스를 중심으로 중점적으로 기술개발이 이루어지고 있는 EMCC법 (Electro Magnetic Continuous Casting)에 의한 다결정 실리콘 잉고트의 제조기술에 관하여 연구하였다. 특히, 태양전지급의 고순도 잉고트로 제조하기 위해 높은 용융점과 낮은 전기전도도를 갖는 실리콘의 용해 및 주조 공정이 수냉되는 cold crucible 내에서 이루어지게 됨에 따라 발생하는 종래의 EMCC법의 문제점을 해결하고자, 코일전류 및 도가니 구조 등이 Joule 가열 효과 및 pinch 효과에 미치는 영향을 체계적으로 조사하였다. 연구 결과 대용량의 전원장치나 별도의 2차 가열원을 사용하지 않고서도 실리콘 원료의 가열 및 용해 효율을 현격히 향상시키며 용탕의 전 구간에 걸쳐 전자기력을 용탕의 정수압보다 큰 상태로 유지할 수 있는 EMCC용 무접촉성 도가니의 설계기술 및 이를 활용하는 전자기연주공정기술을 확립하였으며, 그 결과 직경 5cm의 실리콘 잉고트를 1,5mm/min의 속도로 무접촉 조건에서 연속주조할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권1호
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• pp.85-91
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• 1998

인이 높은 농도로 도핑되어진 LPCVD 다결정 실리콘 박막의 열팽창 계수를 마이크로 게이지법을 이용하여 측정하였다. 기존의 박막의 열팽창 계수 측정 법에서는 박막이 기판에 증착되어진 상태에서 측정이 이루어지므로, 기판의 탄성계수와 열팽창계수를 미리 알고 있어야 한다. 이에 비해 마이크로 게이지법에서는 박막의 열\ulcorner창 계수를 도출하기 위하여 기판의 탄성계수 값과 열팽창 계수 값을 필요로 하지 않는다는 장점이 있다. 마이크로 게이지법에서는 전류를 가할 경우 줄 발열에 의해 발생한 마이크로 게이지에의 변위를 측정하고, 그 때 계산된 마이크로 게이지의 평균 온도의 관계에서 열팽창 계수를 계산한다. 다결정 실리콘 박막의 열팽창 계수는 2.9 x $10^{-6}$$^{\circ}C$로 측정되었으며, 이 값들의 표준편차는 0.24x$10^{-6}$$^{\circ}C$였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1199-1200
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• 2008

N형 공핍 모드의 탑 게이트 다결정실리콘 박막 트랜지스터에 비대칭 오프셋 구조를 적용하였다. 이로써 드레인 부근의 전계를 감소시켜, on전류의 큰 손실 없이 누설 전류를 86% 감소시켰다. 박막 트랜지스터는 유리 기판위에 교류 자계 유도 결정화를 이용하여 제작하였고, 마스크 추가 없이 오프셋 구조를 형성하였다. 또한 비정질 실리콘과 n+ 층은 이온 주입을 하지 않고 증착하였다. 이 방법은 능동 구동 디스플레이에서 소비 전력 감소와 이미지 유지에 도움이 될 수 있다.