• 한국결정성장학회지
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• 제10권1호
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• pp.42-47
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• 2000

일반적인 쵸크랄스키(CZ)방법으로 성장된 실리콘 단결정봉(Ingot)을 가공하여 경면 연마한 후 RTA법으로 수소 분위기에서 열처리하여 실리콘 웨이퍼 표면 및 표면 근처의 특성 변화에 대하여 고찰하였다 수소 열처리를 통하여 표면의 COP (결정결함)가 현저히 감소하는 것을 확인하였고 깊이 5um까지의 영역에서도 결정결함의 밀도가 감소하였다. 또한 수소 열처리에 의해 실리콘 웨이퍼 표면이 에칭 및 실리콘의 재배열에 의해 형성되는 테라스(Terrace) 형태도 관찰되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.177-184
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• 2000

약한 cusp 자장이 가하여진 Czochralski실리콘 단결정 성장에서 유동장의 종횡비에 따라 부력과 열모세관 현상이 용융물질의 유동과 물질(산소)전달에 미치는 영향이 수치적인 방법으로 연구되었다. 실리콘 단결정 성장이 진행됨에 따라 도가니안의 용융물질의 깊이가 즐어들어 유동장의 종횡비가 감소하고, 이에 따라 현존하는 유동장에 작용하는 자장의 상대적인 형태가 변화하므로 유동의 형태가 계속 변화한다. 유동장 내부에서 자유표면으로 접근하여 Marangoni 대류를 구성하는 용융물질의 흐름(열모세관 현상)과 함께 도가니 벽 근처의 자유표면 바로 아래에서 순환류가 발생하는데, 이 순환류의 존재로 인하여 부력의 효과가 “전반적으로”나타나지 않고 도리어 “국소적으로”나타나는 특성을 갖는다. 종횡비가 작아질수록 유동장의 대부분에서 자장의 반경방향 성분이 축방향 성분보다 우세하여 용융물질의 유동은 횡방향 성분(수평성분)이 현저해지므로 자오면에서의 온도분포는 점차 반경방향에 의존하는 특성을 갖게 된다 종횡비가 작아질수록 결정의 가장자리에서 온도구배가 작아지며 따라서 열모세관 현상포 약화된다 또 이때 결정주위의 산소의 농도가 작아지며 따라서 흡수되는 산소의 양도 작아진다.

• 한국결정성장학회지
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• 제2권1호
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• pp.20-29
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• 1992

전영역에 결쳐서 고용영역이 존재하는 $BaTiO_3-NaNbO_3$계에서, congruent melting composition인 $30BaTiO_3{cdot}70NaNbO_3$조성의 고용체 단결정을 Czochralski법에 의하여 육성하였다. 직경 15-50mm, 길이 20-30mm인 단결정이 결정인상속도 2.0mm/h, 결정회전수 5.0-1-rpm에서 육성되었다. 그러나 결정 육성중 육성되는 결정의 열전도도가 낮기 때문에, 발생하는 잠열(latent heat)의 방출이 충분치 않아 고-액계면이 평탄하게 유지되지 않았고 그결과로 육성된 결정중에는 corestructures가 관찰되었다. 육성된 결정에서 core 부분을 제외한 다른 부분은 inclusion등이 없는, 광학적으로 균질한 단결정이었고 가시광 영역에서 양호한 광투과율을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권3호
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• pp.325-335
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• 1994

Floating zone법으로 Spinel$(MgO.Al_2O_3)$을 성장시켰다. $MgO.Al_20_3$ spinel의 용융점은 $2135^{\circ}C$ 정도이고, 용융액으로부터 단결정을 성장시키는 방법에 있어서 매우 중용한 사항이다. Verneuil법과 RF-유도가열법을 이용한 czochralski법으로 성장시킨 경우가 보고된 바 있으나, 본 공법으로는 처음이라 사료된다. 본 연구에서는 halogen적외선 lamp를 이용한 image fur-nace에서 용융하여 아래쪽으로 하강함으로 인해 단결정을 육성시키는 floating zone법을 사용하여, $MgAl_2O_4$ spinel 단결정을 성장하였다. 또한 전이금속 이온을 doping하여 용융점의 하강 효과와 함께 적색, 녹색을 띈 단결정을 성장시켰다. 결론으로 성장계면과 용융대의 안전성에 주목하여 spinel 단결정 성장 기구를 규명하려 하였으며 성장계면이 오목함(결정쪽으로)에서 비롯되는 성장시의 양상에 대해 고찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제2권2호
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• pp.119-125
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• 1992

수평자장을 건 Czochralski(HMCZ) 방법으로 자장강도(B)와 도가니 회전속도(C)가 실리콘 단결정의 산소편석에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. B=2, 3, 4kG와 C=4-15rpm에서 <100> 방향으로 성장시킨 57mm 직경의 단결정들 내의 산소분포는 대체로 축을 따라서 불균일하였고 톱니모양을 나타내었다. 종래의 CZ 방법과 비교할 때, 이러한 산소분포의 불균일성은 위 강도의 수평자장이 결정성장계면으로의 산소전달에 불안정한 요소로 작용했음을 나타낸다고 볼 수 있다. 반면에 C의 증가는 산소분포의 불균일성의 약화와 산소농도의 전반적인 증가를 유도하였다. 이 결과를 토대로 B=2kG에서 27-36ppma인 산소분포를 가진 단결정이 프로그램된 C에 의해서 얻어졌다. 소자제조공정을 모의한 열처리 과정에서 HMCZ 실리콘의 산소석출은 종래의 CZ 실리콘의 산소석출에 비해서 상대적으로 불균일하였고, as-grown 상태에서의 고르지 못한 HMCZ 실리콘의 산소분포가 주요 원인임이 밝혀졌다.

• 센서학회지
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• 제7권4호
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• pp.234-242
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• 1998

Czochralski 방법을 사용하여 격자결함이 적은 CsI 단결정 섬광체를 육성하기 위한 최적육성조건을 구하기 위하여 광투과율의 변화와 열형광특성을 이용하였다. 결정화과정을 반복할수록 불필요한 불순물 분포와 열형광강도 및 glow 피이크의 수가 감소하였다. 결정성장방향은 (110)이었고, 육성한 CsI의 결정구조는 체심입방체이었다. 그리고 격자상수는 $4.568{\AA}$ 임을 확인할 수 있었다. CsI:3rd의 활성화 에너지(trap깊이)는 약 0.45 eV 이었고, 주파수인자는 $5.18{\times}10^5\;sec^{-1}$이었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권5호
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• pp.171-174
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• 2016

The diamond wire sawing method to produce silicon wafers for the photovoltaic application is still a new and highly investigated wafering technology. This technology, featured as the higher productivity, lower wear of the wire, and easier recycling of the coolant, is expected to become the mainstream technique for slicing the silicon crystals. However, the saw marks on the wafer surface have to be investigated and improved. This paper discusses the removal of saw marks on diamond wire-sawn single crystalline silicon wafer. With a pretreatment step using tetramethyl ammonium hydroxide ($(CH_3)_4NOH$, TMAH) and conventional texturing process with KOH solution (1 % KOH, 8 % IPA, and DI water), the saw marks on the surface of the diamond wire-sawn silicon wafers can be effectively removed and they are invisible to naked eyes completely.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.350-355
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• 2009

The crysralline silicon solar cell where the solar cell market grows rapidly is occupying of about 85% or more high efficiency and low cost endeavors many crystalline solar cells. The fabricaion process of high efficiency crystalline silicon solar cells necessitate complicated fabrication processes and Ti/Pd/AG contact, This metal contacts have only been used in limited areas in spite of their good srability and low contact resistance because of expensive materials and process. Commercial solar cells with screen-printed solar cells formed by using Ag paste suffer from loe fill factor and high contact resistance and low aspect ratio. Ni and Cu metal contacts have been formed by using electroless plating and light-induced electro plating techniques to replace the Ti/Pd/Ag and screen-printed Ag contacts. Copper and Silver can be plated by electro & light-induced plating method. Light-induced plating makes use the photovoltaic effect of solar cell to deposit the metal on the front contact. The cell is immersed into the electrolytic plating bath and irradiated at the front side by light source, which leads to a current density in the front side grid. Electroless plated Ni/ Electro&light-induced plated Cu/ Light-induced plated Ag contact solar cells result in an energy conversion efficiency of 16.446 % on 0.2~0.6${\Omega}$ cm, $20{\times}20mm^2$, CZ(Czochralski) wafer.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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• pp.179-200
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• 1996

The intrinsic instabilities of fluid flow occurred in the melt of the Czochralski crystal growth system Czochralski method, asymmetric flow patterns and temperature profiles in the melt have been studied by many researchers. The idea that the non-symmetric structure of the growing equipment is responsible for the asymmetric profiles is usually accepted at the first time. However further researches revealed that some intrinsic instabilities not related to the non-symmetric equipment structure in the melt could also appear. Ristorcelli had pointed out that there are many possible causes of instabilities in the melt. The instabilities appears because of the coupling effects of fluid flow and temperature profiles in the melt. Among the instabilities, the B nard type instabilities with no or low crucible rotation rates are analyzed by the visualizing experiments using X-ray radiography and the 3-D numerical simulation in this study. The velocity profiles in the Silicon melt at different crucible rotation rates were measured using X-ray radiography method using tungsten tracers in the melt. The results showed that there exits two types of fluid flow mode. One is axisymmetric flow, the other is asymmetric flow. In the axisymmetric flow, the trajectory of the tracers show torus pattern. However, more exact measurement of the axisymmetrc case shows that this flow field has small non-axisymmetric components of the velocity. When fluid flow is asymmetric, the tracers show random motion from the fixed view point. On the other hand, when the observer rotates to the same velocity of the crucible, the trajectory of the tracer show a rotating motion, the center of the motion is not same the center of the melt. The temperature of a point in the melt were measured using thermocouples with different rotating rates. Measured temperatures oscillated. Such kind of oscillations are also measured by the other researchers. The behavior of temperature oscillations were quite different between at low rotations and at high rotations. Above experimental results means that the fluid flow and temperature profiles in the melt is not symmetric, and then the mode of the asymmetric is changed when rotation rates are changed. To compare with these experimental results, the fluid flow and temperature profiles at no rotation and 8 rpm of crucible rotation rates on the same size of crucible is calculated using a 3-dimensional numerical simulation. A finite different method is adopted for this simulation. 50×30×30 grids are used. The numerical simulation also showed that the velocity and flow profiles are changed when rotation rates change. Futhermore, the flow patterns and temperature profiles of both cases are not axisymmetric even though axisymmetric boundary conditions are used. Several cells appear at no rotation. The cells are formed by the unstable vertical temperature profiles (upper region is colder than lower part) beneath the free surface of the melt. When the temperature profile is combined with density difference (Rayleigh-B nard instability) or surface tension difference (Marangoni-B nard instability) on temperature, cell structures are naturally formed. Both sources of instabilities are coupled to the cell structures in the melt of the Czochralski process. With high rotation rates, the shape of the fluid field is changed to another type of asymmetric profile. Because of the velocity profile, isothermal lines on the plane vertical to the centerline change to elliptic. When the velocity profiles are plotted at the rotating view point, two vortices appear at the both sides of centerline. These vortices seem to be the main reason of the tracer behavior shown in the asymmetric velocity experiment. This profile is quite similar to the profiles created by the baroclinic instability on the rotating annulus. The temperature profiles obtained from the numerical calculations and Fourier transforms of it are quite similar to the results of the experiment. bove esults intend that at least two types of intrinsic instabilities can occur in the melt of Czochralski growing systems. Because the instabilities cause temperature fluctuations in the melt and near the crystal-melt interface, some defects may be generated by them. When the crucible size becomes large, the intensity of the instabilities should increase. Therefore, to produce large single crystals with good quality, the behavior of the intrinsic instabilities in the melt as well as the effects of the instabilities on the defects in the ingot should be studied. As one of the cause of the defects in the large diameter Silicon single crystal grown by the

• 한국결정성장학회지
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• 제23권6호
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• pp.272-278
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• 2013

본 논문에서는 CZ법으로 성장시킨 300 mm 사파이어 단결정의 c-축 변형 특성 및 내부 응력 상태를 수치해석하고, 사파이어 단결정에서 sub-grain 결함이 없는 성장 길이를 예측하였다. CZ 성장로의 hot zone 구조는 Ir 도가니 형상 및 상부 단열재 추가 설치 등으로 변경하였다. 본 연구의 시뮬레이션 결과, hot zone 구조 변경에 의한 c-축 변형 차이는 결정 내부에 sub-grain 결함 등이 내부에 생성되어 발생한다. Hot zone 구조 변경에 의해 sub-grain 결함이 없는 성장 길이를 기존 보다 최대 약 57 mm 정도 증가시킬 수 있을 것으로 예측되었다. 그리고 c-축 wafer에 대한 sub-grain 결함을 실험적으로 분석하고, 시뮬레이션 예측 결과와 잘 일치하고 있는 것을 확인하였다. 그 결과, CZ 공정을 이용해 약 250 mm까지 sub-grain 결함이 없는 사파이어 결정을 성공적으로 성장시킬 수 있었다.