• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.271-271
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• 2010

고효율 실리콘 태양전지를 제작하기 위하여 surface passivation, 레이저와 lithography기술들이 연구되어 지고 있다. 결정질 실리콘 태양전지의 기판의 두께가 점점 얇아지면서 surface-to-volume 비율이 증가되어 surface passivation은 매우 중요하다. surface passivation은 크게 2가지 방법으로 진행되고 있으다. 첫 번째는 Si의 dangling bond의 passivation과 surface recombination process 제어에 기초를 두고 있다. 일반적으로 박막을 이용한 실리콘 passivation은 $SiO_2$, SiN, a-Si, $Al_2O_3$박막 4가지가 이용되어 왔다. 본 연구에서는 p-type SoG기판위에 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 $Al_2O_3$박막의 negative fixed charge의 internal electric field로 surface passivation을 연구하였다. TMA와 $H_2O/O_3$을 사용하여 ALD $Al_2O_3$를 10~30nm두께를 갖도록 증착하였다. 표면 처리 조건, $Al_2O_3$박막 두께, ALD 공정 조건과 후열처리등에 따른 실리콘의 특성, carrier lifetime변화를 측정하여 효과적인 field induced passivation을 제시하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.775-779
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• 2006

In this study, sputtered $Al_2O_3$ thin films were evaluated as a passivation layer in the process of InGaN-based blue LEDs in order to improve the brightness of LED lamps. In terms of packaged LED lamps, lamps with $Al_2O_3$ passivation layer emanated higher brightness than those with $SiO_2$ passivation layer, and LED lamps with 90 nm $Al_2O_3$ passivation layer were the brightest among four kinds of lamps. Although lamps with $Al_2O_3$ passivation had a slight increase in operating voltage, their brightness was improved about 13.6 % compare to the lamps made of conventional LEDs without the changes of emitting wavelength.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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• pp.420-423
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• 2008

The characteristics of $Al_2O_3/Ag/Al_2O_3$ multilayer passivaton prepared by twin target sputtering (TTS) system for organic light emitting diodes. The $Al_2O_3/Ag/Al_2O_3$ multilayer thin film passivation on a PET substrate had a high transmittance of 86.44 % and low water vapor transmission rate (WVTR) of $0.011\;g/m^2$-day due to the surface plasmon resonance (SPR) effect of Ag interlayer and effective multilayer structure for preventing the intrusion of water vapor. Using synchrotron x-ray scattering and field emission scanning electron microscope (FESEM) examinations, we investigated the growth behavior of Ag layer on the $Al_2O_3$ layer to explain the SPR effect of the Ag layer. This indicates that an $Al_2O_3/Ag/Al_2O_3$ multilayer passivation is a promising thin film passivation scheme for organic based flexible optoelectronics.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.93-93
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• 2009

실리콘 태양전지의 효율 향상을 위한 노력의 일환으로 결정질 실리콘 웨이퍼 표면passivation 물질 중 Atomic Layer Deposition (ALD)을 이용하여 증착한 $Al_2O_3$ 박막에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 $Al_2O_3$ 박막의 증착 전 실리콘 웨이퍼의 산화막 두께에 따른 passivation 효과에 대해서 연구하였다. 실리콘 산화막은 $HNO_3$ 용액을 사용하여 화학적으로 생성시켰으며 $HNO_3$ 용액과의 반응 시간을 조절하여 실리콘 산화막의 두께를 조절하였다. 실리콘 산화막 생성 후 ALD로 $Al_2O_3$ 박막을 증착하였으며 증착 후 $N_2$ 분위기에서 annealing 하였다. Annealing 후 passivation 효과는 Quasi-Steady-State Photo Conductance를 사용하여 minority carrier의 lifetime을 측정하였다. Capacitance-Voltage measurement, Transmission Electron Microscopy, Ellipsometry를 사용하여 실리콘 산화막의 두께에 따른 $Al_2O_3$ 박막의 passivation 효과를 분석하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권3호
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• pp.197-200
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• 2014

We investigated the influence of blistering on $Al_2O_3$/SiON stacks and $Al_2O_3$/SiNx:H stacks passivation layers. $Al_2O_3$ film provides outstanding Si surface passivation quality. $Al_2O_3$ film as the rear passivation layer of a p-type Si solar cell is usually stacked with a capping layer, such as $SiO_2$, SiNx, and SiON films. These capping layers protect the thin $Al_2O_3$ layer from an Al electrode during the annealing process. We compared $Al_2O_3$/SiON stacks and $Al_2O_3$/SiNx:H stacks through surface morphology and minority carrier lifetime after annealing processes at $450^{\circ}C$ and $850^{\circ}C$. As a result, the $Al_2O_3$/SiON stacks were observed to produce less blister phenomenon than $Al_2O_3$/SiNx:H stacks. This can be explained by the differences in the H species content. In the process of depositing SiNx film, the rich H species in $NH_3$ source are diffused to the $Al_2O_3$ film. On the other hand, less hydrogen diffusion occurs in SiON film as it contains less H species than SiNx film. This blister phenomenon leads to an increase insurface defect density. Consequently, the $Al_2O_3$/SiON stacks had a higher minority carrier lifetime than the $Al_2O_3$/SiNx:H stacks.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.94-94
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• 2009

최근 실리콘 태양전지는 점점 얇아 지는 추세에 있다. 실리콘 태양전지에 있어 실리콘의 두께를 감소시키는 것은 실리콘 소모량을 줄이는데 있어 필수적인 조건이 되었다. 이에 따라 실리콘 표면의 passivation도 더욱 중요하게 여겨지고 있다. 실리콘 태양전지의 passivation막의 한 종류인 $Al_2O_3$는 다른 산화막 물질들과는 달리 negative fixed charge를 가지고 있고 charge의 양이 다른 산화막의 density보다 높아 p-type 실리콘의 경우 후면 passivation막으로 이용이 고려되고 있다. 본 연구에서는 atomic layer deposition으로 $Al_2O_3$막을 실리콘 위에 증착하여 열처리에 따른 그 특성을 비교하고 태양전지를 제작하였다. $Al_2O_3$막을 rapid thermal annealing을 통해 서로 다른 분위기에서 열처리 한 결과를 capacitance-voltage를 통해 측정하여 비교, 분석하였고 ellipsomety 분석을 통해 광학적 특성을 비교하였다. 또한 열처리 온도의 변화에 따른 $Al_2O_3$내에 charge에 변화가 있다는 것을 관찰하였다. 이러한 charge의 변화가 태양전지의 passivation에 영향을 주는지 관찰하기 위해 Quasi-steady state photoconductace를 통해 lifetime의 변화를 관찰 하였다. 이러한 실험결과로부터 열처리 분위기와 온도를 최적화 하여 태양전지 passivation 특성을 증가시킬 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.754-759
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• 2013

Aluminum oxide($Al_2O_3$) film deposited by atomic layer deposition (ALD) is known to supply excellent surface passivation properties on crystalline Si surfaces. Since $Al_2O_3$ has fixed negative charge, it forms effective surface passivation by field effect passivation on the rear side in p-type silicon solar cell. However, $Al_2O_3$ layer formed by ALD process needs very long process time, which is not applicable in mass production of silicon solar cells. In this paper, plasma-assisted ALD(PA-ALD) was applied to form $Al_2O_3$ to reduce the process time. $Al_2O_3$ synthesized by ALD on c-Si (100) wafers contains a very thin interfacial $SiO_2$ layer, which was confirmed by FTIR and TEM. To improve passivation quality of $Al_2O_3$ layer, the deposition temperature was changed in range of $150{\sim}350^{\circ}C$, then the annealing temperature and time were varied. As a result, the silicon wafer with aluminum oxide film formed in $250^{\circ}C$, $400^{\circ}C$ and 10 min for the deposition temperature, the annealing temperature and time, respectively, showed the best lifetime of 1.6ms. We also observed blistering with nanometer size during firing of $Al_2O_3$ deposited on p-type silicon.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.111-115
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• 2015

실리콘 태양전지의 효율을 향상하기 위해서는 소수 캐리어의 높은 수명이 필수조건이다. 따라서, 이를 달성하기 위한 실리콘 표면결함을 없애줄 수 있는 부동화(passivation) 기술이 매우 중요하다. 일반적으로 PECVD 법이나 열산화 공정을 통해 얻어진 $SiO_2$ 박막이 부동화 층으로 많이 사용되나 1000도에 이르는 고온 공정과 낮은 열적 안정성이 문제로 여겨진다. 본 연구에서는 원자층 증착법을 이용하여 400도 미만의 저온 공정을 통해 $Al_2O_3$ 부동화 박막을 형성하였다. $Al_2O_3$ 박막은 고유의 음의 고정 전하밀도로 인해 낮은 표면 재결합속도를 보이는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 질소 도핑을 통해 높은 음의 고정 전하 밀도를 얻고 이를 통해 좀 더 향상된 실리콘 표면 부동화 특성을 얻고자 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.320.1-320.1
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• 2013

We have investigated the effect of surface passivation for crystalline silicon solar cell using ozone-based atomic layer deposited (ALD) $Al_2O_3$. We examined passivation properties such as uniformity, carrier lifetime, thickness, negative fixed charge density at AlOx/Si interface, and reflectance. The influences of process temperature and heat treatment were investigated using microwave photoconductance decay (PCD). Ozone-based ALD $Al_2O_3$ film shows the best carrier lifetime at lower deposition temperature than $H_2O$-based ALD.

• 한국재료학회지
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• 제30권5호
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• pp.262-266
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• 2020

In this paper, we investigated the effect of the passivation stack with Al₂O₃, hydrogenated silicon nitride (SiN_x:H) stack and Al₂O₃, silicon oxynitride (SiON_x) stack in the n type bifacial solar cell on monocrystalline silicon. SiNx:H and SiON_x films were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition on the Al₂O₃ thin film deposited by thermal atomic layer deposition. We focus on passivation properties of the two stack structure after laser ablation process in order to improve bifaciality of the cell. Our results showed SiN_x:H with Al₂O₃ stack is 10 mV higher in implied open circuit voltage and 60 ㎲ higher in minority carrier lifetime than SiON_x with Al₂O₃ stack at Ni silicide formation temperature for 1.8% open area ratio. This can be explained by hydrogen passivation at the Al₂O₃/Si interface and Al₂O₃ layer of laser damaged area during annealing.