• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.61-61
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• 2003

다결정 실리콘 박막은 박막 트랜지스터와 실리콘 태양전지등에 응용되며, 비정질 실리콘을 재결정화 하여 얻어지는 다결정 실리콘 박막이 주로 이용되고 있다. 비정질 실리콘 박막을 금속 원소와 접촉시킨 상태에서 열처리할 경우 결정화 온도가 낮아지고 결정화에 필요한 열처리 시간이 짧아지게 된다. 금속을 실리콘 박막 표면에 가하는 방법은 진공증착법등으로 비정질 실리콘 박막 위에 금속원소 층을 형성하는 방법이 주로 이용되었다. 본 연구에서는 AlCl$_3$와 NiCl$_2$ 금속화합물 분위기에서 LPCVD 비정질 실리콘 박막을 열처리하여 결정화 거동을 관찰하였다. 금속화합물과 결정화할 비정질 실리콘 박막을 각각 다른 온도로 가열해 줄 수 있는 노를 이용하여 열처리를 시행하였다. AlCl$_3$와 NiCl$_2$ 분말을 혼합하여 소스로 이용한 경우 48$0^{\circ}C$ 5시간 열처리로 결정화가 완료되었으며, 박막 전체에 걸친 균일도와 재현성이 우수하였다. AlCl$_3$와 NiCl$_2$를 이용한 결정화 초기 상태에는 박막 전면에 걸쳐 등근 형태의 결정립이 균일한 핵 생성으로 나타났다. 이와 같은 결과는 Al과 Ni이 고상결정화에 동시에 작용하면서 나타난 것으로, Al이 가해진 비정질 실리콘으로 인해 결정화 속도가 빨라지고 결함이 작은 결정립을 얻을 수 있었으며, Ni로 인해 결정화의 균일성과 재현성을 높일 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.71-72
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• 2009

칼코게나이드(chalcogenide)계 비정질 반도체는 그들의 독특한 광학적, 전기적 특성 때문에 활발한 연구가 진행되고 있다. 비정질 Se는 유연한 원자구조로 인해 가장 먼저 광학적으로 상용화되었으며, 응용성이 매우 큰 반도체 재료중 하나로 Ge-Se와 같이 Se를 기본으로 한 칼코게나이드 유리 반도체가 주목받고 있다. 따라서 본 연구에서는 비정질 칼코게나이드 $Ge_xSe_{100-x}$(x=25,95) 조성에 대한 광학적 특성을 연구 하였다. 시료는 5N의 순도를 갖는 Ge, Se 물질을 준비하고 조성비에 맞추어서 석영관에 진공 봉입한 후 용융 혼합하여 $Ge_{25}Se_{75}$와 $Ge_{95}Se_5$조성의 두 가지 비정질 벌크를 제작하였다. 열증착 방법으로 유리 기판위에 박막을 제작하였고 UV-vis-NIR spectrophotometer를 사용하여 투과도를 측정하였다. 측정한 스펙트럼을 이용하여 Swanpoel method로 굴절률을 계산하고 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.41-41
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• 2003

비정질 실리콘 박막은 단결정 실리콘에 비해 저가이고 저온형성이 가능하여, 대면적/고효율의 실리콘 박막 태양전지 제작에 응용되고 있다. 태양전지에 적용하기 위해서는 우수한 암전류 및 광전류 특성을 나타내야 하고, 광학적 밴드 갭 특성 또한 중요하다. 본 연구에서는 HDP(High Density Plasma) PECVD 장비를 이용하여 나노결정립 및 비정질 실리콘 박막을 형성하고, 각 박막의 전기적, 광학적 특성을 측정, 평가하였다. 나노결정립 및 비정질 실리콘 박막의 전기적 특성은 Keithley 4200을 이용하여 암전류를 특성을 측정하였고, Solar Simulator를 이용하여 AM1.5, 100mW/$\textrm{cm}^2$ 조건에서 광전류 특성을 측정하였다. 또한, Spectrometer를 이용하여 박막의 투과율을 측정하여 Tauc Plot을 통해 광학적 밴드 갭을 계산하였다. 본 연구에서 형성된 비정질 실리콘 박막은 -$10^{6}$의 우수한 Photoresponse($\sigma$$_{ph}$ $\sigma$$_{d}$) 특성을 나타내었다. 또한, 비정질 실리콘 박막 내에 나노결정립이 형성됨에 따라 암전류는 증가하고, 광학적 밴드 갭도 증가하는 것을 알 수 있었다. 이렇게 밴드 갭이 증가된 나노결정립 실리콘 박막은 태양전지의 Window 층에 적용하면 효율 증가에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 기계와재료
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• v.5 no.1 s.15
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• pp.76-83
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• 1993

• 기계와재료
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• v.10 no.2 s.36
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• pp.103-109
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• 1998

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.292-293
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• 2011

보로노이 다면체 기법은 금속비정질재료에서의 20면체 Short-Range order와 같은 원자 구조를 분석하는 가장 유용한 도구 중에 하나이다. 기존의 보로노이 다면체 기법에서는 다면체의 평면은 다른 크기를 가진 원자간 거리의 중간에 위차하였다. 하지만, 이러한 방법은 필연적으로 분석 오차를 발생시킨다. 대안적인 방법으로서 근평면법이라고 불리우는 가중 보로노이법을 사용하면, 원자의 크기의 차이를 고려하여 해석할 수 있다. 본논문에서는 이러한 근평면법을 여러 가지의 성분비를 가진 비정질 재료에 적용하여 기존의 보로노이법과 비교 분석하였다. 결과적으로 보로노이 인덱스, 원자체적 분포, 보로노이 다면체 분포, 20면체의 공간 분포등등에서 기존의 보로노이법은 완전히 잘못된 결과를 보여줄 수도 있다는 것이 발견되었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.3
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• pp.309-317
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• 1996

세가지 다른 방법을 이용하여 형성시킨 비정질 실리콘(SiH4 a-Si, Si2H6 a-Si, Si+ implanted SiH4 a-Si)들에 대한 저온 결정화 기구의 차이를 고전적 이론인 Avrami 식(X=1-exptn, X=결정화 분율, t=열처리 시간, n=지수)을 이용하여 검토하였다. Silane으로 형성된 비정질 실리콘의 결정화 과정에서는 Avrami 식에서의 n의 값이 2.0을 나타내고 있어, 결정성장이 이차원적으로 이루어지면서 핵생성률이 시간에 따라 감소하고 있음을 알 수가 있었다. Si+ 이온 주입에 의하여 형성된 비정질 실리콘의 결정화에서는 3.0의 지수 값이 얻어지고 있어, 정상상태의 핵생성과 함께 2차원적인 결정 성장이 이루어지고 있었다. Disilane으로 형성된 비정질 실리콘에 대한 결정화에서는 2.8의 지수값이 얻어져, 정상상태의 핵 생성이 우세하게 일어나는 2차원적인 결정성장이 일어나고 있음을 알 수 있었다. 또한 TEM을 이용하여 시간에 따라 변하는 핵생성률을 조사하여, Avrami 식의 적용이 타당성 있음을 증명하였다. 마지막으로, 최종 입자의 크기가 열처리 온도에 크게 영향을 받고 있지 않음을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.6
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• pp.644-650
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• 1994

The submicron powders of high-purity silicon have been produced by Electrohydrodynamic Atomization. Field-emission scanning transmission electron microscopy(STEM) is used to determine the microstructure and solidification phase. .Then it is found that the droplets less than 60nm diameter are solidified as the amorphous phase. A useful and accessible characterization of atomic arrangements in amorphous solids can be given in terms of a radial distribution function. According to experimental determinations of the radial distribution function for amorphous silicon, its similarity to the crystalline structure at small radial distances indicates that the basic tetrahedral arrangement found in the diamond cubic structure of silicon must be maintained in the amorphous structure.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.141-142
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• 2008

다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 만들기 위해 가장 많이 사용되는 제작방법은 비정질 실리콘을 기판에 형성한 뒤 결정화 시키는 방법이다. 고온에서 장시간 열처리하는 고상 결정화(SPC)와 레이저를 이용한 결정화(ELA)가 자주 사용되어진다. 그러나 SPC의 경우는 고온에서 장시간 열처리하기 때문에 유리 기판이 변형될 수 있고 ELA의 경우 장비가격이 비싸고 표면일 불균일하다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서 화학 기상 증착법(저온 공정)을 이용하여 비정질 실리콘 박막을 증착 시키고, 이를 금속 촉매를 이용하여 금속 유도 결정화 방법(MIC)으로 결정화 시키는 공정을 이용하였다. 유리 기판 상부에 버퍼 층을 형성한 후 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 비정질 실리콘을 증착하고 Ni-solution을 이용하여 얇게 Ni 코팅하고 그 시료를 약 $650^{\circ}C$의 Rapid Thermal Annealing(RTA) 공정을 이용하여 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 결정화 시키는 연구를 진행하였다. Ni 코팅시간은 20분, RTA 공정은 5시간의 진행시간을 거쳐야 최적의 결정화 정도를 만들어낸다.

• 전기의세계
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• v.34 no.6
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• pp.346-351
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• 1985

고투자율비정질금속자성재료는 원자비가 종래의 고투자율금속자성료보다도 싸고, 제조공정도 간단하게 될 가능성이 있기 때문에 낮은 가격으로도 제작할 수 있는 가능성이 있다. 자기특성에 관해서는 주규소강판에 비하여 포화자속밀도는 낮지만 철손이 상당히 작은 특징이 있으며 퍼말로이에 비해서는 훨씬 높은 투자율 및 포화자속밀도를 갖는다. 따라선 싼값으로 공급된다면 재래의 재료에 대치될 가능성이 커지게 된다. 이미 구미에서는 전자기기용자심 뿐만 아니라 배전용변압기의 철심으로서 실용화가 진행되고 있다. 기계적특성에서도 강도가 현저히 높고, 인성이 풍부하여, 내마모성이 뛰어나다. 이러한 특성과 자기특성을 함께 살린 응용면으로서 자기헤드, 재료, 자기차폐재료 등을 들 수 가 있다. 이상은 고투자율비창질금속자성재료의 실용화와 관련된 유리한 측면인데, 이 재료는 본질적으로 불안저이평횡상태에 있기 때문에, 자기적 및 기계적 특성이 열적으로 불안정하다고 하는 큰 난점을 가지고 있다. 물론 이러한 열적특성을 적극적으로 활용하는 면도 생각되지만, 이 문제는 실용화를 위해서는 큰 방벽이라고 할 수 있을 것이다.