• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2003년도 International Meeting on Information Display
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• pp.237-240
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• 2003

This paper reports the characteristics of TFTs, formed inside a location-controlled grain: "single-crystalline" Si TFTs (c-Si TFTs). Position of the grains were controlled with a great precision by "${\mu}-Czochralski$ (grain-filter) process". Effects of process parameters, such as, deposition method of gate $SiO_2$, crystallization energy density and position of the channel with respect to the grain filters on TFT characteristics is investigated. It is concluded that the characteristics of TFTs drastically improved by avoiding the grain filter from the channel region. With TFTs having the current-flow direction parallel to radial direction from the grain-filter, electron mobility and subthreshold swing of 600 $cm^2/Vs$ and 0.21 V/dec. respectively are obtained.

• 한국결정성장학회지
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• 제1권1호
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• pp.66-73
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• 1991

During the growth of macroscopically dislocation-free Czochralski silicon crystal, micro precipitates causing stacking faults in the silicon wafer during the oxidation are formed Thermal history the cryscausing acquire during the growth process is known to be a key factor determining the nucleation of this micro precipitates. In this article, various mechanisms suggested on the formation of microdefects in the silicon crystal are reviewed to secure the nucleation mechanism of the micro precipitates causing OSF whose pattern is normally ring or annular in CZ silicon crytal. B-defects which are known as vacancy clustering are considered to be the heterogeneous nucleation sites for the micro precipitates causing OSF in the CZ silicon crystals.

• 한국결정성장학회지
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• 제13권5호
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• pp.222-229
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• 2003

InP crystal is an increasingly important semiconductor material in the application of long-wave optoelectronic and high frequency devices. The equilibrium vapor pressure of phosphorus at the melting point of InP is so high that the synthesis process is very difficult. Liquid-encapsulated Czochralski (LEC) pulling from the melt at high pressure is a generally favored technique to grow InP single crystals. This technique involves two steps: the synthesis of polycrystalline powder and the growth of single crystal from the melt at high pressure. This article reviewed the latest development in the preparation of InP crystal and the evaluation on the crystal quality.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.149-156
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• 1999

초크랄스키 결정성장계의 산소농도에 영향을 주는 유동거동에 대한 정보를 얻기 위해 저온모델을 이용하여 실험적으로 초크랄스키 멜트에 내의 유속을 측정하였다. 실리콘 멜트와 유사한 프란틀(Pr) 수를 갖는 저 융점의 Woods metal을 작동유체로 채택하였다. 전기 전도성을 갖는 유체에서 속도 측정이 가능한 일체형 자석 프로우브(Incorporated magnet probe)를 제작하여 멜트 내부의 여러 지점에서 유속을 3차원저긍로 측정하였다. 측정 결과 관찰된 속도장은 자연대류가 지배적이며 비축대칭적인 유동양상을 나타내었다. 또한 멜트의 두 지점에서 동시에 측정된 온도 데이터로부터 상관계수 및 도가니 회전에 의한 온도 wave의전파를 분석한 결과 상관계수의 크기는 기존의 소형 실리콘 멜트의 연구에서 구한 값보다 작게 나타났으며 이러한 현상은 규모가 큰 멜트의 유동은 난류인 거동이 더 강해지기 때문에 발생하는 것으로 파악되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권3호
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• pp.988-1004
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• 1996

The characteristics of flow and oxygen concentration are numerically studied in Czochralski 8" silicon crystal growing process considering radiative heat transfer. The analysis of net radiative heat flux on all relevant surfaces shows growing crystal affects the heater power. Furthermore, the variation of the radiative heat flux along the crystal surface in the growing direction is confirmed and should be a cause of thermal stress and defect of the crystal. The calculated distributions of temperature and, heat flux along the wall boundaries including melt/crystal interface, free surface and crucible wall indicate that the frequently used assumption of the thermal boundary conditions of insulated crucible bottom and constant temperature at crucible side wall is not suitable to meet the real physical boundary conditions. It is necessary, therefore, to calculate radiative heat transfer simultaneously with the melt flow in order to simulate the real CZ crystal growth. If only natural convection is considered, the oxygen concentration on the melt/crystal interface decreases and becomes uniform by the application of a cusp magnetic filed. The heater power needed also increases with increasing the magnetic field. For the case of counter rotation of the crystal and crucible, the magnetic field suppresses azimutal flow produced by the crucible rotation, which results in the higher oxygen concentration near the interface.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권2호
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• pp.45-50
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• 2005

규소 표면의 기계적 손상은 산화 공정 중에 규소 표면에 여러 가지 형태의 결함들을 발생 시킨다. 규소 표면에 손상을 주는 마모 입자가 커짐에 따라 OISF보다는 etch pit의 형상이 동굴형인 선 결함(line defects)들이 많이 발생된다. 이들 결함들은 실리콘 결정을 성장시키는 단계에서 형성되는 결함들과는 상호 관련이 없다. 방향성 응고법으로 성장된 규소 결정속에 존재하는 결함들은 주로 twin과 stacking fault들이며 응고과정에서 발생이 예상되는 응력에 의한 전위는 거의 발견되지 않았다. 따라서 Czochralski 법으로 성장된 단 결정 규소뿐 아니라 방향성 응고법으로 성장된 다 결정 규소 기판도 표면의 결함들을 이용하여 extrinsic gettering을 통한 규소 결정 내부의 불순물 제거의 가능성이 높다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권5호
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• pp.215-222
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• 2009

Many concepts of external magnetic field applications in crystal growth processes have been developed to control melt convection, impurity content and growing interface shape. Especially, travelling magnetic fields (TMF) are of certain advantages. However, strong shielding effects appear when the TMF coils are placed outside the growth vessel. To achieve a solution of industrial relevance within the framework of the $KRISTMAG^{(R)}$ project inner heater-magnet modules(HMM) for simultaneous generation of temperature and magnetic field have been developed. At the same time, as the temperature is controlled as usual, e.g. by DC, the characteristics of the magnetic field can be adjusted via frequency, phase shift of the alternating current (AC) and by changing the amplitude via the AC/DC ratio. Global modelling and dummy measurements were used to optimize and validate the HMM configuration and process parameters. GaAs and Ge single crystals with improved parameters were grown in HMM-equipped industrial liquid encapsulated Czochralski (LEC) puller and commercial vertical gradient freeze (VGF) furnace, respectively. The vapour pressure controlled Czochralski (VCz) variant without boric oxide encapsulation was used to study the movement of floating particles by the TMF-driven vortices.

• 한국재료학회지
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• 제20권12호
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• pp.645-648
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• 2010

The structure and morphology of epitaxial layer defects in epitaxial Si wafers produced by the Czochralski method were studied using focused ion beam (FIB) milling, scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Epitaxial growth was carried out in a horizontal reactor at atmospheric pressure. The p-type Si wafers were loaded into the reactor at about $800^{\circ}C$ and heated to about $1150^{\circ}C$ in $H_2$. An epitaxial layer with a thickness of $4{\mu}m$ was grown at a temperature of 1080-$1100^{\circ}C$. Octahedral void defects, the inner walls of which were covered with a 2-4 nm-thick oxide, were surrounded mainly by $\{111\}$ planes. The formation of octahedral void defects was closely related to the agglomeration of vacancies during the growth process. Cross-sectional TEM observation suggests that the carbon impurities might possibly be related to the formation of oxide defects, considering that some kinds of carbon impurities remain on the Si surface during oxidation. In addition, carbon and oxygen impurities might play a crucial role in the formation of void defects during growth of the epitaxial layer.

• 자원리싸이클링
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• 제31권1호
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• pp.3-11
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• 2022

실리콘은 지각에서 가장 풍부한 금속 원소이다. 금속급 실리콘(MG-Si)은 제강공정의 탈산제, 알루미늄 산업에서 합금 원소, 유기실레인 제조, 태양전지 등의 전자산업에 사용되는 전자급 실리콘 생산 등 산업적으로 널리 응용되는 중요한 금속이다. MG-Si는 전기 아크로에서 석탄, 코크스 또는 목재 칩의 형태인 탄소와 함께 이산화규소를 용융환원하여 만들어진다. MG-Si는 Siemens 공정과 같은 화학 처리를 통해 정제되며, 대부분의 단결정 실리콘은 쵸크랄스키 방식으로 만들고 있다. 이러한 제련 및 정제 방법은 2차 실리콘 자원으로부터 새로운 재활용 공정을 개발하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권6호
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• pp.265-271
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• 2013

Czochralski(CZ) 성장공정은 LED 기판용 고품질의 사파이어 단결정을 성장시키기 위한 중요한 기술 중 하나이다. 본 연구에서는 300 mm 길이의 사파이어 단결정 위한 유도 가열방식의 CZ 성장공정을 FEM으로 수치적 해석하였다. 또한 도가니의 형상 및 상부 단열재 보강 등 hot zone 구조를 변경하고, 결정의 온도 변화를 분석하였다. 본 연구의 결과, 고-액 계면의 높이는 성장 속도의 균형이 이루어져 초기에 80 mm 부터 중기 이후 40 mm 정도까지 감소하였다. 또한 CZ 성장로의 최적 입력 전력은 도가니 형상 변경 및 상부 단열재 보강에 의한 보상효과로 기존 300 mm 용 CZ 성장로 조건과 유사하다. 그리고 Hot zone 구조를 변경한 CZ 성장로를 이용해 성장시킨 결정의 온도는 기존 보다 약 10 K 정도 상승 되는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 도출된 결과를 CZ 성장공정에 적용하여 300 mm 길이를 갖는 c-축 사파이어 단결정을 성공적으로 성장시킬 수 있었고, 단결정 성장공정에 대한 시뮬레이션 분석기법의 타당성 및 유용성을 확인하였다.