• 제목/요약/키워드: NH3 Plasma

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Silicon 기판과 SiON 박막 사이의 계면 결함 감소를 위한 $NH_3$ Plasma Treatment 방법에 관한 연구

  • 공대영;박승만;이준신
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.131-131
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    • 2011
  • 이종접합 태양전지 제작을 위해 기판의 buffer layer로 사용되는 기존의 a-Si 박막을 SiON 박막으로 대체하려는 연구가 진행 중이다. 기존의 a-Si 박막은 대면적에서 균일도를 담보하기 어렵고, 열적 안정성에 취약한 문제점이 있다. 이에 반해 SiON 박막은 일종의 화학 반응인 oxidation 방법으로 형성이 되기 때문에 막의 균일도를 담보 할 수 있고, $400^{\circ}C$이상의 온도에서 형성되기 때문에 열적 안정성이 우수한 장점이 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기판위에 직접 형성이 되기 때문에 기판과 SiON 계면 사이의 pssivation이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 이종접합 태양전지에 적용키 위한 SiON 박막을 형성하고, 기판과 SiON 계면에서의 passivation 향상을 위한 계면 결함 감소에 대한 연구를 진행하였다. 실험을 위한 SiON 박막은 공정온도 $450^{\circ}C$, 공정압력 100 mTorr, 증착파워 120 mW/cm2에서 5분간 증착하였으며, 이때 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 증착된 박막은 2~4 nm의 두께로 증착이 되었으며, 1.46의 광학적 굴절률을 가지는 것으로 분석되었다. 계면의 결함을 줄이기 위해 PECVD를 이용한 NH3 plasma treatment를 실시하였다. 공정온도 $400^{\circ}C$, 공정압력 150mTorr~450 mTorr, 플라즈마 파워 60mW/cm2에서 30분간 진행하였으며, 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 계면의 결함이 줄었는지 확인하기 위해 C-V 측정을 위한 시료를 제작하여 분석을 하였다. 실험 결과 VFB가 NH3 plasma treatment 이후 positive 방향으로 shift 됨을 알 수 있었다. Dit 분석을 통해 공정 압력 450 mTorr에서 $4.66{\times}108$[cm2/eV]로 가장 낮은 계면 결함 밀도를 확인 할 수 있었다. 결과적으로 NH3 plasma 처리를 통해 positive charge를 갖는 N-content가 형성되었음을 예측해 볼 수 있으며, N-content가 증가하면, 조밀한 Si-N 결합을 형성하면서, boron 및 phosphorus diffusion을 막는데 효과적이다. 또한, plasma treatment 과정에서 H-content에 의한 passivation 효과를 기대할 수 있다.

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플라즈마 에칭 및 $PdCl_2/SnCl_2$ 촉매조건이 무전해 동도금 피막의 성능에 미치는 영향 (Effect of Plasma Etching and $PdCl_2/SnCl_2$ Catalyzation on the Performance of Electroless Plated Copper Layer)

  • 오경화;김동준;김성훈
    • 한국의류학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.843-850
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    • 2003
  • Cu/PET film composites were prepared by electroless copper plating method. In order to improve adhesion between electroless plated Cu layer and polyester (PET) film, the effect of pretreatment conditions such as etching method, mixed catalyst composition were investigated. Chemical etching and plasma treatment increased surface roughness in decreasing order of Ar>HCl>O$_2$>NH$_3$. However, adhesion of Cu layer on PET film increased in the following order: $O_2$<Ar<HCl<NH$_3$. It indicated that appropriate surface roughness and introduction of affinitive functional group with Pd were key factors of improving adhesion of Cu layer. PET film was more finely etched by HCI tolution, resulting in an improvement in adhesion between Cu layer and PET film. Plasma treatment with NH$_3$produced nitrogen atoms on PET film, which enhances chemisorption of Pd$^{2+}$ on PET film, resulting in improved adhesion and shielding effectiveness of Cu layer deposited on the Pd catalyzed surface. Surface morphology of Cu plated PET film revealed that Pd/Sn colloidal particles became more evenly distributed in the smaller size by increasing the molar ratio of PdCl$_2$; SnCl$_2$from 1 : 4 to 1 : 16. With increasing the molar ratio of mixed catalyst, adhesion and shielding effectiveness of Cu plated PET film were increased.d.

Reactive Ion Etching of NiFe Film with Organic Resist Mask and Metal Mask by Inductively Coupled Plasma

  • Kanazawa, Tomomi;Motoyama, Shin-Ichi;Wakayama, Takayuki;Akinaga, Hiroyuki
    • Journal of Magnetics
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    • 제12권2호
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    • pp.81-83
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    • 2007
  • Etching of NiFe films covered with an organic photo-resist or Ti was successfully performed by an inductively coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) system using $CHF_3/O_2/NH_3$ discharges exchanging $CHF_3$ for $CH_4$ gas gradually. Experimental results showed that the organic photo-resist mask can be applied to the NiFe etching. In the case of the Ti metal mask, it was found that the etching-selectivity Ti against NiFe was significantly varied from 7.3 to ${\sim}0$ by changing $CHF_3/CH_4/O_2/NH_3$ to $CH_4/O_2/NH_3$ discharges used in the ICP-RIE system. These results show that the present RIE of NiFe was dominated by a chemical reaction rather than a physical sputtering.

플라즈마 처리에 의한 양액 성분 변화 (Change of Hydroponic Components by Plasma Treatment)

  • 김동석;박영식
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.363-368
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    • 2012
  • The influence of plasma discharge on the nutrient components ($NO_3$-N, $NH_4$-N, $PO_4$-P, K, Ca, and Mg) and water quality [pH, ORP (oxidation-reduction potential) and electric conductivity] of hydroponic water were investigated. It was observed that the $NH_4$-N, $PO_4$-P, K, Ca, and Mg were kept at the constant concentrations for plasma discharging of 90 min. On the other hand, $NO_3$-N concentration was increased with proceeding of the plasma discharge. The increase of $NO_3$-N concentration was considered with the fact that nitric acid was created from nitrogen among supplying air for the insulation of inside of dielectric barrier. ORP and electric conductivity was increased with plasma discharging time. However, pH was decrease with what because of the generation of the nitric acid. When adjusting the hydroponic ingredients, pH and conductivity must to be considered because of the change of pH and conductivitiy with the discharging.

저온 플라즈마 공정에 의한 NOx 제거시 공정 변수의 영향 (Effect of Process Variables on NOx Removal by Low Temperature Plasma Process)

  • 박정환;김동주;김교선
    • 산업기술연구
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    • 제21권A호
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    • pp.279-284
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    • 2001
  • In this study, we analyzed the $NO_X$ removal effiency by the low temperature plasma process and investigated the effect of several process variables. Most of NO is converted into $NO_2$ and, later, into $HNO_3$ which reacts with $NH_3$ to form $NH_4NO_3$ particles. As the frequency of appling voltage increases, as the applied voltage increases or as the residential time increases, removal efficiency of the NO supplied initially increase. The removal efficiency of $NO_X$ also increases with the increase of $NH_3$ supplied.

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Etching of MTJ (Magnetic Tunnel Junction) in an ICP Etching System for STT-MRAM applications

  • 박종윤;강세구;전민환;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.169-169
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    • 2011
  • STT-MRAM (수직자화 자기메모리)는 자화반전 현상을 원리로 구동하는 비휘발성 메모리로 기존의 메모리 장치에 비해 빠른 접근 속도와 높은 저장 밀도를 가지며 영구적인 기록이 가능하다. 이러한 장점들에 더해 적은 소모 전력을 지니므로 기존의 SRAM등의 한계를 극복할 대안으로 각광받고 있으며 차세대 메모리 군의 선두주자로 가장 적합한 후보중 하나이다. STT-MRAM의 건식 식각 방식에 있어 가장 큰 이슈는 소자 구동에 핵심적인 역할을 하는 MTJ(Magnetic Tunnel Junction)의 식각이다. MTJ는 free layer, tunnel barrier, pinned layer 3개의 층으로 구성되어 있으며 양 끝 layer에는 강자성체인 CoFeB가 사용되고 tunnel barrier에는 절연층인 MgO가 사용되고 있다. 이러한 물질들은 기존의 반도체 소자에서는 사용되지 않았던 물질들로 기존 공정에서 사용되던 Cl2 based plasma etching에서는 측벽에 비화발성 반응물과 잔류 Cl2에 의해 부식이 발생하는 문제점이 드러나고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 대안으로 CO/NH3/Ar나 CH4/Ar 같은 새로운 가스 조합을 사용하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구에 의해 기존의 Cl2 plasma를 이용한 식각에서 나타나는 문제점은 해결이 되었으나 또 다른 문제점들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 stack MRAM sample을 사용하여 기존의 사용되는 Cl2/Ar plasma와 대안 gas인 CO/NH3, CH4/Ar plasma에서의 식각을 진행하였으며 실험 조건(gas 비율 변화, Bias power 변화, 식각 시간)에 따른 식각 속도의 변화나 식각 후의 profile에 대하여 관찰하였다. 이에 따라 식각후에 어떠한 차이점이 있는 지를 알아보았으며 CO/NH3나 CH4/Ar plasma에서 식각시 나타나는 문제점에 대하여도 조명해 보았다.

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Fabrication of soluble organic thin film transistor with ammonia ($NH_3$) plasma treatment

  • Kim, Dong-Woo;Kim, Doo-Hyun;Kim, Keon-Soo;Kim, Hyoung-Jin;Choi, Hong;Lee, Dong-Hyeok;Hong, Mun-Pyo
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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    • pp.566-567
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    • 2009
  • We have examined the silicon nitride ($SiN_x$) as gate insulator with the ammonia ($NH_3$) plamsa treatment for the soluble derivatives of polythiophene as p-type channel materials of organic thin film transistors (OTFTs). Fabrications of the jetting-processed OTFTs with $SiN_x$ as gate insulator by $NH_3$ plasma treatment can be similar to performance of OTFTs with silicon dioxide ($SiO_2$) insulator.

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플라즈마 처리된 카본블랙 담지체에 담지된 백금 촉매의 전기화학적 거동 (Electrochemical Behaviors of Platinum Catalysts Deposited on the Plasma Treated Carbon Blacks Supports)

  • 김석;조미화;이재락;류호진;박수진
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권6호
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    • pp.756-760
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    • 2005
  • 본 연구에서는 카본블랙을 $N_2$-플라즈마 처리하여 표면 관능기를 변화시킨 후 백금을 담지시켜 전기화학적 활성을 향상시키는 방법에 대하여 고찰하였다. $N_2$-플라즈마 처리된 카본블랙의 표면특성은 FT-IR, XPS 그리고 산-염기도 측정법 등으로 분석하였으며, 전기화학적 특성을 알아보기 위하여 순환전류전압곡선(CV)를 측정하였다. FT-IR과 산-염기도 결과에 의하면 카본블랙을 300 W의 일정한 세기로 $N_2$-플라즈마 처리함으로써, 카본블랙 표면에 생성된 자유라디칼에 의해 새로운 염기성 관능기가 형성되어 처리시간이 증가할수록 염기도가 증가함을 알 수 있었다. C-N, C=N, $-NH_3{^+}$, -NH 그리고 =NH 등과 같은 새로운 염기성 관능기에 의해 염기도 값이 증가하였으나, 일정 반응시간 이후에는 카본블랙 표면에 도입한 약한 결합을 이루는 관능기가 파괴되어 새로운 관능기를 형성하지 못하고 아무런 영향을 미치지 못하는 것으로 판단된다. 결과적으로, 백금/카본블랙 촉매의 전기화학적 활성은 300 W의 세기로 처리하였을 때 최적의 표면처리 시간은 30초이다.

플라즈마 강화 원자층 증착법에 의한 TaNx 박막의 전기 전도도 조절 (Electrical Conductivity Modulation in TaNx Films Grown by Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)

  • 류성연;최병준
    • 한국재료학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.241-246
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    • 2018
  • $TaN_x$ film is grown by plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) using t-butylimido tris(dimethylamido) tantalum as a metalorganic source with various reactive gas species, such as $N_2+H_2$ mixed gas, $NH_3$, and $H_2$. Although the pulse sequence and duration are the same, aspects of the film growth rate, microstructure, crystallinity, and electrical resistivity are quite different according to the reactive gas. Crystallized and relatively conductive film with a higher growth rate is acquired using $NH_3$ as a reactive gas while amorphous and resistive film with a lower growth rate is achieved using $N_2+H_2$ mixed gas. To examine the relationship between the chemical properties and resistivity of the film, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is conducted on the ALD-grown $TaN_x$ film with $N_2+H_2$ mixed gas, $NH_3$, and $H_2$. For a comparison, reactive sputter-grown $TaN_x$ film with $N_2$ is also studied. The results reveal that ALD-grown $TaN_x$ films with $NH_3$ and $H_2$ include a metallic Ta-N bond, which results in the film's higher conductivity. Meanwhile, ALD-grown $TaN_x$ film with a $N_2+H_2$ mixed gas or sputtergrown $TaN_x$ film with $N_2$ gas mainly contains a semiconducting $Ta_3N_5$ bond. Such a different portion of Ta-N and $Ta_3N_5$ bond determins the resistivity of the film. Reaction mechanisms are considered by means of the chemistry of the Ta precursor and reactive gas species.