• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.49 no.3
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• pp.301-306
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• 2016

The effects of nanotexturing and post-etching on the reflection and quantum efficiency properties of diamond wire sawn (DWS) multicrystalline silicon (mc-Si) solar cell have been investigated. The chemical solutions, which are acidic etching solution (HF-$HNO_3$), metal assisted chemical etching (MAC etch) solutions ($AgNO_3$-HF-DI, HF-$H_2O_2$-DI) and post-etching solution (diluted KOH at $80^{\circ}C$), were used for micro- and nano-texturing at the surface of diamond wire sawn (DWS) mc-Si wafer. Experiments were performed with various post-etching time conditions in order to determine the optimized etching condition for solar cell. The reflectance of mc-Si wafer texturing with acidic etching solution showed a very high reflectance value of about 30% (w/o anti-reflection coating), which indicates the insufficient light absorption for solar cell. The formation of nano-texture on the surface of mc-Si contributed to the enhancement of light absorption. Also, post-etching time condition of 240 s was found adequate to the nano-texturing of mc-Si due to its high external quantum efficiency of about 30% at short wavelengths and high short circuit current density ($J_{sc}$) of $35.4mA/cm^2$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.141-141
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• 2012

X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법과 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 인하여 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR은 두께 분석 측정의 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 XRR용 두께 표준물질을 이온빔 스퍼터링 증착방법을 이용하여 제작하였다. 두께 표준물질 제작에 있어 공기 중 노출에 의해 산화가 되지 않는 산화물 박막과 산화물 기판을 선택하였다. 후보물질은 glass, sapphire, quartz, SiO2기판과 HfO2, Ta2O5, Cr2O3 산화물 타켓을 이용하여 박막을 제작하였다. 제작된 후 보물질은 교정된 XRR을 통하여 박막의 두께, 계면 및 표면 거칠기, 밀도등 박막의 구조특성분석을 하였다. Glass, quartz의 경우 기판 표면 거칠기가 좋지 않아 제작된 샘플의 X-선 반사율 곡선이 급격히 떨어지면서 측정되는 각도의 영역이 작아졌다. Sapphire로 제작한 시편은 측정된 데이터와 simulation의 curve fitting이 양호하지 않았다. 이 중 SiO2기판을 사용하고 HfO2박막을 증착한 샘플이 다른 후보물질보다 XRR curve fitting 결과가 가장 양호하여 두께 표준물질로 응용하기에 적절하였다. 그리고 AFM (Atomic Force MicroScope)을 이용하여 기판의 거칠기 및 증착한 박막표면 거칠기 측정을 하였고, TEM (Transmission Electron Microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 데이터와 비교하였다. 이러한 결과를 토대로 XRR용 두께 표준물질 제작할 수 있었고, 추후 불확도 평가 및 비교실험을 통하여 제작된 XRR용 두께 표준물질을 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.123-124
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• 2006

본 연구에서는 KOH 용액을 사용한 Si 습식 이방성 식각실험 진행 후, 나타나는 표면의 거친 현상을 완화하는 데에 중점을 두고 연구를 진행하였다. 이를 위해 $SiO_2$ 웨이퍼 위에 Photo-lithography 공정으로 형성시킨 PMER 패턴을 Mask로 사용하여 HF 용액으로 $SiO_2$를 식각시켰으며, 형성된 $SiO_2$를 Mask로 사용하여 KOH 용액으로 Si을 식각시켰다. 이 때, KOH와 혼합하는 용액으로 IPA와 Ethan이을 각각 사용하여 실험을 진행하였으며, ESEM을 이용하여 표면을 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.263-263
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• 2016

최근 반도체 시장에서는 저비용으로 고성능 박막 트랜지스터(TFT)를 제작하기 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다. 먼저, 재료적인 측면에서는 비정질 상태에서도 높은 이동도와 가시광선 영역에서 투명한 특성을 가지는 산화물 반도체가 기존의 비정질 실리콘이나 저온 폴리실리콘을 대체하여 차세대 디스플레이의 구동소자용 재료로 많은 주목받고 있다. 또한, 공정적인 측면에서는 기존의 진공장비를 이용하는 PVD나 CVD가 아닌 대기압 상태에서 이루어지는 용액 공정이 저비용 및 대면적화에 유리하고 프리커서의 제조와 박막의 증착이 간단하다는 장점을 가지기 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히 산화물 반도체 중에서도 indium-gallium-zinc oxide (IGZO)는 비교적 뛰어난 이동도와 안정성을 나타내기 때문에 많은 연구가 진행되고 있지만, 산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터가 가지는 문제점 중의 하나인 문턱전압의 불안정성으로 인하여 상용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 산화물 반도체의 불안정한 문턱전압의 문제점을 해결하기 위해 마이크로웨이브 열처리를 적용하였다. 또한, 기존의 IGZO에서 suppressor 역할을 하는 값비싼 갈륨(Ga) 대신, 저렴한 지르코늄(Zr)과 하프늄(Hf)을 각각 적용시켜 용액 공정 기반의 Zr-In-Zn-O (ZIZO) 및 Hf-In-Zn-O (HIZO) TFT를 제작하여 시간에 따른 문턱 전압의 변화를 비교 및 분석하였다. TFT 소자는 p-Si 위에 습식산화를 통하여 100 nm 두께의 $SiO_2$가 열적으로 성장된 기판 위에 제작되었다. 표준 RCA 세정을 진행하여 표면의 오염 및 자연 산화막을 제거한 후, Ga, Zr, Hf 각각 suppressor로 사용한 IGZO, ZIZO, HIZO 프리커서를 이용하여 박막을 형성시켰다. 그 후 소스/드레인 전극 형성을 위해 e-beam evaporator를 이용하여 Ti/Al을 5/120 nm의 두께로 증착하였다. 마지막으로, 후속 열처리로써 마이크로웨이브와 퍼니스 열처리를 진행하였다. 그 결과, 기존의 퍼니스 열처리와 비교하여 마이크로웨이브 열처리된 IGZO, ZIZO 및 HIZO 박막 트랜지스터는 모두 뛰어난 안정성을 나타냄을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구에서 제안된 마이크로웨이브 열처리된 용액공정 기반의 ZIZO와 HIZO 박막 트랜지스터는 추후 디스플레이 산업에서 IGZO 박막 트랜지스터를 대체할 수 있는 저비용 고성능 트랜지스터로 적용될 것으로 기대된다.

• Resources Recycling
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• v.17 no.5
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• pp.3-10
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• 2008

We researched recycle of mixed waste acids including HF, $CH_{3}COOH$, $HNO_3$ produced during semiconductor wafer process. At first, we recovered HF in form of $Na_{2}SiF_6$ by precipitation using $NaNO_3$ and $Na_{2}SiO_3$. Concentration of HF was made down from 110 g/L, initial concectration, to 0.5 g/L and Recovery rate of HF was 99.5%. After recovery of HF, concentration of $HNO_3$ and $CH_{3}COOH$ is 498 g/L, 265 g/L respectively. From that mixed acid, we recovered $CH_{3}COOH$ using 2 stages of fractional distillation. In first stage, $CH_{3}COOH$ was distilled for separation from $HNO_3$. And in second stage, we recoverd refined $CH_{3}COOH$ by using fractional distillation for removing a little amount of $HNO_3$ in $CH_{3}COOH$ vapor. The concentration of recovered $CH_{3}COOH$ in second stage is 20% and finally recovery rate of $CH_{3}COOH$ is about 87.5%.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.32 no.12
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• pp.4382-4386
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• 2011

$TiO_2$ hollow spheres were fabricated by using $SiO_2$ as an inorganic template. Spherical $SiO_2$ particles were coated by $TiO_2$ through the nucleation process, and then the core $SiO_2$ part was eliminated by using HF solution. Finally, $TiO_2$ hollow spheres were obtained. The size of the $TiO_2$ hollow spheres was about 300-400 nm and the thickness of the hollow wall was about 20-30 nm. The hollow has several holes whose diameters were within 100-200 nm. Dye-sensitized solar cells fabricated by using the $TiO_2$ hollow spheres were characterized. The solar conversion efficiency of the cell was 8.45% when $TiO_2$ hollow spheres were used as a scattering material, while it was 4.59% when $TiO_2$ hollow spheres were used as a normal electrode material.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.127-127
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• 2011

전하 트랩형 비휘발성 메모리는 10년 이상의 데이터 보존 능력과 빠른 쓰기/지우기 속도가 요구 된다. 그러나 두 가지 특성은 터널 산화막의 두께에 따라 서로 trade off 관계를 갖는다. 즉, 두 가지 특성을 모두 만족 시키면서 scaling down 하기는 매우 힘들다. 이것의 해결책으로 적층된 유전막을 터널 산화막으로 사용하여 쓰기/지우기 속도와 데이터 보존 특성을 만족하는 Tunnel Barrier engineered Memory (TBM)이 있다. TBM은 가운데 장벽은 높고 기판과 전극쪽의 장벽이 낮은 crested barrier type이 있으며, 이와 반대로 가운데 장벽은 낮고 기판과 전극쪽의 장벽이 높은 VARIOT barrier type이 있다. 일반적으로 유전율과 밴드갭(band gap)의 관계는 유전율이 클수록 밴드갭이 작은 특성을 갖는다. 이러한 관계로 인해 일반적으로 crested type의 터널 산화막층은 high-k/low-k/high-k의 물질로 적층되며, VARIOT type은 low-k/high-k/low-k의 물질로 적층된다. 이 형태는 밴드갭이 다른 물질을 적층했을 때 전계에 따라 터널 장벽의 변화가 민감하여 전자의 장벽 투과율이 매우 빠르게 변화하는 특징을 갖는다. 결국 전계에 민감도 향상으로 쓰기/지우기 속도가 향상되며 적층된 유전막의 물리적 두께의 증가로 인해 데이터 보존 특성 또한 향상되는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 SiO2/Al2O3 (2/3 nm)와 SiO2/HfAlO (2/3 nm)의 이중 터널 산화막을 증착 시킨 MIS capacitor를 제작한 후 터널 산화막에 전하가 트랩되는 것을 피하기 위하여 다양한 열처리 온도에 따른 current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), constant current stress (CCS) 특성을 평가하였다. 급속열처리 공정온도는 600, 700, 800, 900 ${^{\circ}C}$에서 진행하였으며, 낮은 누설전류, 터널링 전류의 증가, 전하의 트랩현상이 최소화되는 열처리 공정의 최적화 실험을 진행하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.12
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• pp.1221-1228
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• 2000

TiO$_2$를 포함한 희토류 알루미노 규산염계 (NAS: Nd$_2$O$_3$-Al$_2$O$_3$-SiO$_2$) 유리의 상분리 현상에 대하여 연구되었다. 0~10wt%의 TiO$_2$포함한 NAS 조성은 유리전이온도(T$_{g}$) 부근에서 열처리하여 HF로 부식 후 주사전자현미경, 라만 및 IR 분석기로 상분리가 조사되었다. 그 결과로 상분리한 내부결정화는 8wt% 이상의 TiO$_2$를 포함한 NAS 조성에서 나타났다. 어닐링후 T$_{g}$ 부근에서 열처리의 결과는 투명 연핑크색의 유리를 불투명의 연푸른 우유빛 색으로 변하게 하였으며, Si와 Nd-Ti가 각각 풍부한 10$mu extrm{m}$ 이상과 0.1$\mu\textrm{m}$ 이하의 크기인 구형상의 영역으로 균일한 다상분리를 일으켰다. Nd$_2$O$_3$-Al$_2$O$_3$-SiO$_2$-TiO$_2$계에서 상분리는 내부 결정화와 관련하여 매우 중요한 인자로 확인되었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.1
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• pp.14-21
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• 2010

Ge is one of the attractive channel materials for the next generation high speed metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) due to its higher carrier mobility than Si. But the absence of a chemically stable thermal oxide has been the main obstacle hindering the use of Ge channels in MOS devices. Especially, the fabrication of gate oxide on Ge with high quality interface is essential requirement. In this study, $HfO_xN_y$ thin films were prepared by plasma-enhanced atomic layer deposition on Ge substrate. The nitrogen was incorporated in situ during PE-ALD by using the mixture of nitrogen and oxygen plasma as a reactant. The effects of nitrogen to oxygen gas ratio were studied focusing on the improvements on the electrical and interface properties. When the nitrogen to oxygen gas flow ratio was 1, we obtained good quality with 10% EOT reduction. Additional analysis techniques including X-ray photoemission spectroscopy and high resolution transmission electron microscopy were used for chemical and microstructural analysis.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.12-12
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• 2010

Time dependence of the shift of the threshold voltage of amorphous hafnium-indium-zinc oxide (a-HIZO) has been reported under on-current stress condition. a-HIZO thin films were deposited on $SiO_2$/Si (100) by rf magnetron sputtering. XPS measurement indicates that the Hf metal cations in a-HIZO system after annealing process reduce oxygen vacancies by binding oxygen. It was found that the Hf metal cation can be effectively incorporated in the IZO thin films as a suppressor against both the oxygen deficiencies and the carrier generation in the ZnO-based system.