• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.305-305
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• 2010

태양전지의 개발이 본격화 되면서 태양전지 웨이퍼 표면에서의 재결합에 의한 손실을 줄이고 전면에서의 반사도를 감소시키기 위한 ARC (Anti-reflection Coating) layer에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 중 대표적인 물질이 실리콘 질화막이 있다. 실리콘 질화막은 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)법으로 저온에서 실리콘 기판 위에 증착 가능한 장점이 있다. 또한 실리콘 질화막의 광학적, 전기적인 특성은 $SiH_4:NH_3$의 화학적 조성비에 의해 결정되며 가스비 가변에 따라 균일도 및 굴절률 조절을 가능케 하여 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 태양전지의 표면 반사도 저감 및 효율 향상에 최적화된 실리콘 질화막을 형성하기 위해 PECVD를 이용하였고, 가스비 가변을 통해 굴절률을 조절하여 실리콘 질화막을 증착하고 이를 이용한 태양전지를 제작한 후 특성을 비교, 분석하였다. 실리콘 질화막 증착을 위해 압력, 온도, 파워를 1Torr, $450^{\circ}C$, 300W로 고정하고 가스비는 $SiH_4$를 45 sccm으로 고정한 후 $NH_3$의 양을 각각 30, 60, 90, 120 sccm으로 가변하였다. $SiH_4:NH_3$ 비율이 45:90일 때 박막의 passivation효과가 최대였으며 이 조건로 ARC를 형성한 태양전지는 77% 후반의 높은 FF(Fill Factor)와 17%의 광 변환 효율을 나타냈다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.200.1-200.1
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• 2013

실리콘 태양전지 표면에는 구조적인 결함에 의해 소수 캐리어의 재결합이 일어난다. 재결합에 의해 캐리어의 반송자 수명은 줄어들게 되고, 태양전지의 효율은 감소하게 된다. 이를 줄이기 위해 태양전지 전 후면에 패시베이션을 하게 되는데, 이번 연구는 단결정 실리콘 태양전지 전면에 SiNx막을 증착함으로 수소 패시베이션이 반송자 수명에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 공정을 위해 $156{\times}156mm^2$, 200 ${\mu}m$, 0.5-3.0 ${\Omega}{\cdot}cm$ and p-type 단결정 실리콘 웨이퍼를 사용하였고, SiNx막을 올리기 전에 KOH 8.5% 용액으로 SDR을 실행하였다. RF-PECVD 장비로 SiNx 막을 증착하였고 증착 온도는 $200{\sim}400^{\circ}C$, 반응기 내부의 압력을 200~1,000 mtorr, SiH4/NH3/N2 각각의 가스 비율 조절, 그리고 플라즈마 RF power 변화시킴에 따라 증착된 SiNx막의 균일도 및 특성을 분석하였다. 반사광 측정 장비인 Reflectometer장비로 막의 두께와 굴절률, 반사율을 측정하였고, 반송자 수명을 측정하여 태양전지의 표면결함을 최대한 패시베이션 시켜주는 조건에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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• pp.285-303
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• 1999

Thin films of hydrogenated amorphous silicon carbide compounds (a-SixC1x:H) of different compositions were deposited on Si substrate by RF plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Experiments were carried out using silane(SiH4) and methane(CH4) as the gas precursors at 1 Torr and at low substrate temperature (25$0^{\circ}C$). The gas flow rate was changed with every other parameters (pressure, temperature, RF power) fixed. The substrate was Si(100) wafer and all of the films obtained were amorphous. The bonding structure of a-SixC1x:H films deposited was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for the film compositions. In addition, the surface morphology of films was investigated by atomic force microscopy (AFM).

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
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• 한국산업정보학회 2001년도 춘계학술대회논문집:21세기 신지식정보의 창출
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• pp.224-231
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• 2001

2.45 GHz 마이크로웨이브를 사용하는 전자회전공명 플라즈마를 이용하여 화학적 기상증착(electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition; ECR-PECVD) 방법으로 ECR 마이크로웨이브 power, CH$_4$/H$_2$가스 혼합비와 유량, 증착시간, 그리고 기판 bias 전압 등을 변화시켜 가면서 수소가 함유된 비정질 탄소(a-C:H) 박막을 증착하였고, 증착시킨 박막의 특성을 AES(Auger electron spectroscopy), ERDA(elastic recoil detection analysis), FTIR(Fourier transform infrared) 및 Raman 측정 등으로 조사하였다. 증착시킨 a-C:H 박막은 탄소 및 수소원소들로만 구성되어 있음을 AES 측정으로 확인하였다. 그리고 FTIR 측정으로부터 a-C:H 박막은 대부분 sp$^3$결합을 하고 있고 일부는 sp$^2$결합을 하고 있음을 확인하였으며, CH$_4$/H$_2$가스 혼합비와 유량의 변화가 a-C:H 박막의 탄소와 수소의 결합구조에 큰 영향을 미치지 않았으며, 다만 증착시간이 증가할수록 탄소와 수소 원자들의 결합구조가 $CH_3$구조에서 CH$_2$나 CH 구조로 변하고 있음을 알았다. 또한 Raman 스펙트럼의 Gaussian curve fitting을 통하여 sp$^3$/sp$^2$의 결합수에 비례하는 D 및 G peak의 면적 강도비(I$_{D}$/l$_{G}$)는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 증가하였으며, 경도도 역시 증가하였다.하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제38권3호
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• pp.106-111
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• 2005

Ternary Ti-B-C coatings were synthesized on WC-Co and Si wafers substrates by a PECVD technique using a gaseous mixture of $TiCl_4,\;BCl_3,\;CH_4,\;Ar,\;and\; H_2$. The effects of deposition variables such as substrate temperature, gas ratio, $R_x=[BCl_3/(CH_4+BCl_3)]$ on the microstructure and mechanical properties of Ti-B-C coatings were investigated. From our instrumental analyses, the synthesized Ti-B-C coatings was confirmed to be composites consisting of nanocrystallites TiC, quasi-amorphous TiB2, and amorphous carbon at low boron content, on the contrary, nanocrystallites $TiB_2$, quasi-amorphous TiC, and amorphous carbon at relatively high boron content. The microhardness of the Ti-B-C coatings increased from $\~23 GPa$ of TiC to $\~38 GPa$ of $Ti_{0.33}B_{0.55}C_{0.11}$ coatings with increasing the boron content. The $Ti_{0.33}B_{0.55}C_{0.11}$ coatings showed lower average friction coefficient of 0.45, in addition, it showed relatively better wear behavior compared to other binary coatings of $TiB_2$ and TiC. The microstruture and microhardness value of Ti-B-C coatings were largely depend on the deposition temperature.

• 열처리공학회지
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• 제23권2호
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• pp.83-89
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• 2010

Diamond-like carbon (DLC) coating was studied to be a good tribological problem-solver due to its low friction characteristics and high hardness. However, generally hydrogenated DLC film has shown a weak thermal stability above $300^{\circ}C$. However, the silicon doping DLC process by DC pulse plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) for the new DLC coating which has a good characterization with thermal stability at high temperature itself has been observed. And we were discussed a process for optimizing silicon content to promote a good thermal stability using various tetramethylsilane (TMS) and methane gas at high-temperature. The chemical compositions of silicon-containing DLC film was analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) before and after heat treatment. Raman spectrum analysis showed the changed structure on the surface after the high-temperature exposure testing. In particular, the hardness of silicon-containing DLC film showed different values before and after the annealing treatment.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.37-37
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• 2008

Hydrogenated nanocrystalline Si (nc-Si:H) thin films were prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The films were deposited with a radio frequency power of 100 W, while substrates were exposed to direct current (DC) biases in the range from 0 to -400 V. The effects of the DC bias on the formation of nanoscale Si crystallites in the films and on their optical characteristics were investigated. The size of the Si crystallites in the films ranges from ~ 1.9 to ~ 4.1 nm. The relative fraction of the crystallites in the films reached up ~ 56.5 % when the DC bias of -400 V was applied. Based on the variation in the structural, chemical, and optical features of the films with DC bias voltages, a model for the formation of nanostructures of the nc-Si:H films prepared by PECVD was suggested. This model can be utilized to understand the evolution in the size and relative fraction of the nanocrystallites as well as the amorphous matrix in the nc-Si:H films.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.132-136
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• 2009

SiOC thin film of hybrid-type that is the limelight as low dielectric material of next generation were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method with bistrimethylsilylmethane (BTMSM) precursor increased by 2 sccms from 24 sccms to 32 sccm. Manufactured samples are analyzed components by measuring FT/IR absorption lines. It is a tendency that seems to be growing of Si-O-Si(C) bonding group and narrowing of Si-O-$CH_3$ bonding group relative to the increasing flow-rate BTMSM. The chemical shift in the XPS analysis was shown in the specimens between the BTMSM=26 sccm and BTMSM = 28 sccm. The binding energy of Si 2p, C 1s and O 1s electron orbit spectra was the low-est at the specimen of the BTMSM=26 sccm. From the results of electrical Properties using the 1 MHz C - V measurements, the dielectric constant was 2.32 at the specimen with the BTMSM = 26 sccm.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.6-14
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• 2006

본 논문은 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비 공정용 챔버(Chamber) 세정을 위한 새로운 플라즈마 세정방법에 적합한 플라즈마 발생방법과 플라즈마 발생을 위한 고주파 전원장치의 전력회로에 관한 연구이다. 세정에 요구되는 고밀도 플라즈마는 안테나 형태의 기존 ICP(Inductively Coupled Plasma) 방식에 강자성체인 페라이트 코어를 적용하므로 써 $1{\times}10^{11}[EA/cm^3]$이상의 고밀도 플라즈마 발생을 가능하게 하였다. 플라즈마 발생을 위한 400[kHz] 고주파 전력 변환장치의 경우 범용 HB(Half Bridge) 인버터 방식을 적용하여 플라즈마 부하에서도 안정적인 영전압 스위칭 동작을 확인 하였다. 변압기 직렬결합 방식을 사용한 10[kW] 고출력을 통해 $A_r$과 $NF_3$가스 분위기하에서 플라즈마의 밀도와 $NF_3$가스 분해율을 측정하므로서 고주파 전력 변환 장치의 성능을 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.233-233
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• 2012

나노입자가 가지는 고유한 특성이 부각되면서 이를 소자 특성 향상에 응용하고자 하는 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 박막에 포함된 나노입자는 메모리, 고효율 박막형 태양전지 등에 이용될 수 있는 가능성을 보여주었으며, 나노입자에 기반 하는 소자 제조에 관한 연구가 이루어지면서 플라즈마 내 발생하는 나노입자를 이용하여 패터닝 등에 적용하고자 하는 연구가 국내외에서 활발히 이루어지고 있다. 특히 플라즈마에서 발생하는 나노입자는 플라즈마 내 전기적 및 화학적 특징으로 인해 다른 입자 제조 공정과 달리 응집이 없는 균일한 입자를 제조할 수 있다. 이러한 플라즈마 내 발생 입자를 응용하기 위해서는 각각의 응용 분야에 적합한 입경 분포 제어가 요구된다. 하지만 입자 합성 시 크기분포 특성에 관한 연구는 기존의 포집 및 전자현미경을 이용한 방법으로 실시간으로 분석하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 분포를 측정할 수 있는 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여, PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)의 입자 생성 조건에 따라 continuous, pulse, dual pulse로 분류되는 공정 조건에서 생성되는 입자의 크기 분포를 측정하였다. 또한 그 결과를 기존의 동일한 조건에서 포집 후 SMPS (scanning mobility particle sizer)와 전자 현미경을 이용하여 분석한 결과와 비교하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 PECVD 장치 내부에 연결하여 진행하였다. PECVD를 이용한 실리콘 나노입자 형성의 주요 변수는 RF pulse, 가스(Ar, SiH4, H2)의 유량, Plasma power, 공정 압력 등이 있으며 각 변수를 조절하여 공정 환경을 구성하였다. 결론적으로 본 연구를 통하여 PECVD를 이용해 각각의 공정 환경에서 생성되는 실리콘 나노입자의 실시간 입경 분포 분석을 PBMS로 수행하는 것에 신뢰성이 있음을 알 수 있었으며, 그 경향을 확인할 수 있었다. 추후 지속적 연구에 의해 변수에 따른 나노입자 생성을 데이터베이스화 하여 요구되는 응용분야에 적합한 특성을 가지는 나노입자를 형성하는 조건을 정립 하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.