• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.49.1-49.1
• /
• 2010

본 연구에서는 증착법에 의해 제조된 다결정 실리콘을 이용한 태양전지 제작과 관련하여 다결정 실리콘 씨앗층 제조를 위한 기판에 대하여 연구를 수행하였다. 다결정 실리콘 씨앗층을 제조할 수 있는 기술중 aluminum-induced layer exchange(ALILE) 공정을 이용하여 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하였다. glass/Al/oxide/a-Si 구조로 알루미늄과 비정질 실리콘 계면에 알루미늄 산화막을 다양한 두께로 형성시켜, 알루미늄 유도 결정화에서 산화막의 두께가 결정화 특성에 미치는 영향, 결정결함, 결정크기에 대하여 연구하였다. 형성된 다결정 실리콘 씨앗층 막의 특성은 OM, SEM, FIB, EDS, Raman spectroscopy, XRD, EBSD 을 이용하여 분석하였다. 그 결과 산화막의 두께가 증가할수록 결함도 함께 증가하였다. 16nm 두께의 산화막 구조에서 <111> 방향의 우선배향성을 가진, $10{\mu}m$의 sub-grain 결정립을 갖는 씨앗층을 제조 하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권10호
• /
• pp.1019-1023
• /
• 2012

본 연구에서는 새로운 알루미늄 유도 결정화 공정을 제안하였다. 알루미늄 박막에 직접 3 A의 정전류를 인가하여 $1cm{\times}1cm$ 넓이의 두께 200 nm 비정질 실리콘 박막을 수십 초 내에 결정화하는 방법이다. 결정화된 다결정 실리콘 박막은 520 $cm^{-1}$ 에서의 라만 분광 피크를 통해 확인할 수 있었다. 공정 후, 알루미늄이 식각된 다결정 실리콘 박막은 다공성 구조임을 SEM 을 통하여 확인할 수 있었다. 또 한, 이차이온질량분석(secondary ion mass spectroscopy)에서 알루미늄 농도가 $10^{21}cm^{-3}$으로 헤비 도핑된 것을 확인 할 수 있었으며, 실시간으로 측정된 열화상 카메라의 결과를 통해 결정화는 820 K 근처에서 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1448-1450
• /
• 2001

본 연구에서는 알루미늄 마스크를 이용하여 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도하는 새로운 엑시머 레이저 어닐링 방법을 제안한다. 제안된 방법은 비정질 실리콘 박막 위에 알루미늄 패턴을 형성하여 선택적으로 레이저 빔을 차단시키고, 액상 실리콘의 열을 금속박막을 통해 방출시킴으로써 다결정 실리콘 결정립의 수평성장을 유도할 수 있다. 제안된 레이저 결정화 방법을 이용하여 최대 1.6${\mu}m$의 수평성장 결정립을 형성하였고, 알루미늄 패턴의 경계로부터 결정립을 성장시킴으로써 결정립 경계의 위치를 제어하였다. 제안된 방법을 이용하여 제작한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 기존의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에 비해 전계효과 이동도 및 온/오프 전류비 등의 전기적 특성이 우수하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.65-72
• /
• 2012

본 연구에서는 비정질 실리콘의 알루미늄 유도 결정화(AIC)가 시도되었다. 결정질 실리콘의 좀 더 큰 입자를 얻기 위해, 선택적인 핵생성(Selective nucleation) 시도는 비정질 실리콘 밑의 실리카($SiO_2$) 층의 습식 파우더 분사 처리와 함께 진행됐다. 또한 니켈 층은 실리콘 원자가 알루미늄 층으로 이동하는 것을 방지하기 위한 확산 방지막(Diffusion barrier)으로 선택되었다. $520^{\circ}C$에서 열처리를 한 후에 XRD 분석을 통해 Si(111) 방향으로 결정화된 결정질 실리콘을 확인했고 니켈은 실리콘과 알루미늄 사이의 확산 방지막으로 매우 효과적인 재료라는 것을 입증하였다. 이 연구는 고성능의 태양전지에 적용하는 결정질 실리콘 막의 좀 더 큰 입자를 얻기 위한 방법 중의 하나라고 기대된다.

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

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.129-129
• /
• 2003

최근에 능동 영역 액정 표시 소자(Active Matrix Liquid Crystal Display, AMLCD)에서 고해상도와 빠른 응답속도를 요구하게 되면서부터 다결정 실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 쓰이게 되었다. 그리고 일반적으로 디스플레이의 기판을 상대적으로 저가의 유리를 사용하기 때문에 저온 공정이 필수적이다. 따라서 새로운 저온 결정화 방법과 부가적으로 최근 디스플레이 개발 동향 중 하나인 대화면에 적용 가능한 공정인 금속유도 결정화 (Silicide Mediated Crystallization, SMC)가 연구되고 있다. 이 소자는 top-gated coplanar구조로 설계되었다. (그림 1)(100) 실리콘 웨이퍼위에 3000$\AA$의 열산화막을 올리고, LPCVD로 55$0^{\circ}C$에서 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막을 550$\AA$ 증착 시켰다. 그리고 시편은 SMC 방법으로 결정화 시켜 TEM(Transmission Electron Microscopy)으로 SMC 다결정 실리콘을 분석하였다. 그 위에 TFT의 게이트 산화막을 열산화막 만큼 우수한 TEOS(Tetraethoxysilane)소스로 사용하여 실리콘 산화막을 1000$\AA$ 형성하였고 게이트는 3000$\AA$ 두께로 몰리브덴을 스퍼터링을 통하여 형성하였다. 이 다결정 실리콘은 3$\times$10^15 cm^-2의 보론(B)을 도핑시켰다. 채널, 소스, 드래인을 정의하기 위해 플라즈마 식각이 이루어 졌으며, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막으로 passivation하고, 알루미늄으로 전극을 형성하였다 그리고 마지막에 TFT의 출력특성과 전이특성을 측정함으로써 threshold voltage, the subthreshold slope 와 the field effect mobility를 계산하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.119-120
• /
• 2009

진공증착 및 이온플레이팅 방법을 이용하여 냉간 압연된 강판상에 알루미늄 피막을 형성시킨 후, 증발율 및 증기분포 변화를 측정하고 각 증착방법에서의 증발율에 따른 증기분포 변화를 비교 및 검토하였다. 본 실험에서의 이온플레이팅은 증발원 근처에 이온화전극을 설치하는 방법으로 고전류 아크 방전을 유도하여 $10^{-4}$ Torr 이하에서도 기존의 이온플레이팅에 비해 높은 이온화율을 얻을 수 있는 아크방전 유도형 이온플레이팅 (Arc-induced Ion Plating; AIIP) 방법을 이용하였다. 전자빔을 이용하면서 알루미나 크루시블을 사용하여 알루미늄을 증발시킬 경우 분당 $2.0{\mu}m$ 이상의 높은 증발율을 얻을 수 있었으며, 이온플레이팅의 경우 이온화된 증기의 상호작용에 따른 산란 효과로 증발율이 다소 낮아짐을 알 수 있었다. $cos^n\phi$로 이루어지는 증기분포의 결정인자(n)의 값이 진공증착의 경우는 1에 근접하는 것으로 나타났고 AIIP의 경우는 2 또는 그보다 더 큰 값으로 이루어지는 것을 확인하였다. 이로부터 이온플레이팅의 경우 불활성 가스의 존재 여부와 이온화율 또는 기판 바이어스 전압의 효과가 다른 조건에 비해 증기분포에 더 크게 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.50-53
• /
• 2019

박막 태양전지에 주로 적용되는 다결정 규소층을 AIC(Aluminum Induced Crystallization) 공정을 이용하여 제조하였다. 결정립의 확대를 위하여 selective diffusion barrier 사용하였다. 이 diffusion barrier는 $Al_2O_3$ 막을 사용하였다. 공정시간의 단축을 위하여 열처리는 RTA(Rapid Thermal Annealing) 공정으로 진행하였다. 비정질 실리콘의 결정화는 XRD 측정을 통해 분석했다. 그 결과 $500^{\circ}C$에서 결정화되었으며, 결정 크기는 $15.9{\mu}m$로 계산되었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제37권1호
• /
• pp.26-35
• /
• 2024

Aluminum-induced crystallization (AIC) as a route to reduce the fabrication cost and to obtain polycrystalline Si (p-Si) thin-film of large grain size is a promising alternative of single-crystalline (s-Si) substrate or p-Si thin-film obtained by conventional methods such as solid phase crystallization (SPC) and laser-induced crystallization (LIC). As the AIC process occurs at the interface between a-Si and Al thin-films, there are various process and interface parameters. Also, it directly means that there is a certain parametric window to obtain p-Si of large grain size having uniform crystal orientation. In this article, we investigate the effect of the various process and interface parameters to obtain p-Si of large grain size and uniform crystal orientation from the literature review. We also suggest the potential use of the p-Si as a virtual substrate for the growth of various compound semiconductors in a form of low-dimension as well as thin-film as a way for their monolithic integration on Si.

• 한국진공학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.207-215
• /
• 2000

진공증착 및 이온플레이팅 방법을 이용하여 냉간 압연된 강판상에 알루미늄피막을 형성시킨 후, 증발율 및 증기분포 변화를 측정하고 각 증착방법에서의 증발율에 따른 증기분포 변화를 비교 및 검토하였다. 본 실험에서의 이온플레이팅은 증발원 근처에 이온화 전극을 설치하는 방법으로 고전류 아크방전을 유도하여 $10^{-4}$ Torr 이하에서도 기존의 이온플레이팅에 비해 높은 이온화율을 얻을 수 있는 아크방전 유도형 이온플레이팅(Arc-induced ion Plating; AIIP) 방법을 이용하였다. 전자빔을 이용하면서 알루미나 크루시블을 사용하여 알루미늄을 증발시킬 경우 분당 2.0 $\mu\textrm{m}$이상의 높은 증발율을 얻을 수 있었으며, 이온플레이팅의 경우 이온화된 증기의 상호작용에 따른 산란 효과로 증발율이 다소 낮아짐을 알 수 있었다. $cos^{n/\phi}$로 이루어지는 증기분포의 결정인자(n)의 값이 진공증착의 경우는 1에 근접하는 것으로 나타났고 AIIP의 경우는 2 또는 그보다 더 큰 값으로 이루어지는 것을 확인하였다. 이로부터 이온플레이팅의 경우 이온화율 또는 기판 바이어스 전압의 효과가 다른 조건에 비해 증기분포에 더 크게 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.