• 대한금속재료학회지
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• 제50권8호
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• pp.569-573
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• 2012

In order to understand the difference in SiC deposition between the $CH_3SiCl_3-H_2$ and $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ systems, we calculate the phase stability among ${\beta}$-SiC, graphite and silicon. We constructed the phase-diagram of ${\beta}$-SiC over graphite and silicon via computational thermodynamic calculation considering pressure (P), temperature (T) and gas composition (C) as variables. Both P-T-C diagrams showed a very steep phase boundary between the SiC+C and SiC region perpendicular to the H/Si axis, and also showed an SiC+Si region with a H/Si value of up to 6700 in the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$, and 5000 in the $CH_3SiCl_3-H_2$ system. This difference in phase boundaries is explained by the ratio of Cl to Si, which is 4 for the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system and 3 for the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system. Because the C/Si ratio is fixed at 1 in the $CH_3SiCl_3-H_2$ system while it can be variable in the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system, the functionally graded material is applicable for better mechanical bonding during SiC coating on graphite substrate in the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.228-231
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• 2006

This paper briefly introduces silicon based thin film solar cells: amorphous (a-Si:H), microcrystalline ${\mu}c-Si:H$ single junction and $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ tandem solar cells. The major difference of a-Si:H and ${\mu}c-Si:H$ cells comes from electro-optical properties of intrinsic Si-films (active layer) that absorb incident photon and generate electron-hole pairs. The a-Si:H film has energy band-gap (Eg) of 1.7-1.8eV and solar cells incorporating this wide Eg a-Si:H material as active layer commonly give high voltage and low current, when illuminated, compared to ${\mu}c-Si:H$ solar cells that employ low Eg (1.1eV) material. This Eg difference of two materials make possible tandem configuration in order to effectively use incident photon energy. The $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ tandem solar cells, therefore, have a great potential for low cost photovoltaic device by its various advantages such as low material cost by thin-film structure on low cost substrate instead of expensive c-Si wafer and high conversion efficiency by tandem structure. In this paper, the structure, process and operation properties of Si-based thin-film solar cells are discussed.

• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.359-361
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• 1998

$SiH_{4}$를 반응물질로 사용하여 electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition(ECR-PECVD)로 실리콘 기판위에 증착한 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)으로부터 가시 photoluminescence(PL) 가 관찰되었다. a-si:H/Si로 부터의 PL은 다공질실리콘으로부터의 PL과 유사하였다. 급속열처리에 의해 $500^{\circ}C$에서 2분간 산소분위기에서 어닐링된 시편의 수소함량은 1~2%로 줄어들었고 시편은 가시 PL을 보여주지 않았는데 이는 a-Si:H의 PL과정에서 수소가 중요한 역할을 한다는 것을 뜻한다. 증착된 a-Si:H의 두께가 증가함에 따라 PL의 세기는 감소하였다. $SiH_{4}$를 사용하여 ECR-PECVD에 의해 Si상에 증착된 a-Si:H로부터의 가시 PL은 Si과 증착된 a-Si:H막 사이에 증착이 이루어지는 동안에 형성된 수소화실리콘으로부터 나오는 것으로 추론된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.468-473
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• 2003

본 연구에서는 박막트랜지스터의 특성 향상을 위하여 강유전성 박막을 게이트 절연층으로 사용하기 위하여 강유전성 박막과 a-Si:H의 계면특성을 조사하였다. 먼저 강유전성 박막 중에 대표적인 SrTiO$_3$를 I-BEAM 증착기로 박막을 형성시켰다. 형성된 박막은 N2 분위기에서 $150^{\circ}C∼600^{\circ}C$로 1시간 ANNEALING하여 전자현미경으로 표면을 측정하였다. SrTiO$_3$의 유전상수는 50∼100 정도였으며 항복전계는 1∼l.5 MV/cm로 매우 우수한 유전특성을 갖고 있었다. 강유전체 박막 위에 a-SiN:H,a-Si:H(n-type a-Si:H) 등을 PECVD로 증착하여 MFNS구조를 형성하였다. 계면특성을 C-V PLOTTER로 측정한 결과 SrTiO$_3$ 박막은 SiN과의 접합이 매우 안정되어 있었고 C-V특성은 SiN/a-Si:H과 유사하였다. 그러나 FERROELECTRIC/a-S:H의 경우가 훨씬 CAPACITANCE 값이 컸으며, 이는 강유전체 박막의 높은 유전상수에 기인 된 것이라 생각된다.

• 한국진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.15-23
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• 2009

깨끗한 Si(100)-$2{\times}1$, D를 먼저 흡착시킨 Si(100)-$2{\times}1$, 그리고 이온 빔에 의해 원자 수준으로 거칠어진 Si(100) 등의 세 가지 표면에 각각 $Si_2H_6$의 흡착시켜 포화 실릴($-SiH_3(a)$) 흡착층을 형성시키고 실험적으로 비교 고찰하였다 전구체 흡착 거동(기작)과 함께 $Si_2H_6$의 표면 분해(화학)흡착 반응성은 개질을 시켜주지 않은 깨끗한 Si(100)-$2{\times}l$ 표면에서 가장 크게 나타났다. 이 결과는 화학흡착 반응 즉, $H_3Si-SiH_3$ 결합 분해와 두 개의 Si-$SiH_6(a)$ 표면결합 형성이 표면의 Dangling Bond Pair 상에서 동시적으로(Concertedly) 일어나는 $Si_2H_6$의 분해흡착 기작으로 설명될 수 있었다. 또한 Si(100)-$2{\times}l$ 표면에 흡착된 $-SiH_3(a)$의 매우 논은 열적 안정성은 ${\sim}0.9\;ML$나 되는 표면 덮힘도와 함께 실릴기로 조밀하게 흡착된 표면에 Dangling Bond가 존재하지 않는 것에 의한 것으로 밝혀졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.312-312
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• 2011

In SiH4/H2 discharge for growth process of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), silane polymers, produced by SiH2 + Sin-1H2n ${\rightarrow}$ SinH2n+2, have no reactivity on the film-growing surface. However, under the SiH2 rich condition, high silane reactive species (HSRS) can be produced by electron collision to silane polymers. HSRS, having relatively strong reactivity on the surface, can react with dangling bond and form Si-H2 networks which have a close correlation with photo-induced degradation of a-Si:H thin film solar cell [1]. To find contributions of suggested several external plasma conditions (pressure, frequency and ratio of mixture gas) [2,3] to suppressing productions of HSRS, some plasma characteristics are studied by numerical methods. For this study, a zero-dimensional global model for SiH4/H2 discharge and a one-dimensional particle-in-cell Monte-Carlo-collision model (PIC-MCC) for pure SiH4 discharge have been developed. Densities of important reactive species of SiH4/H2 discharge are observed by means of the global model, dealing 30 species and 136 reactions, and electron energy probability functions (EEPFs) of pure SiH4 discharge are obtained from the PIC-MCC model, containing 5 charged species and 15 reactions. Using global model, SiH2/SiH3 values were calculated when pressure and driving frequency vary from 0.1 Torr to 10 Torr, from 13.56 MHz to 60 MHz respectively and when the portion of hydrogen changes. Due to the limitation of global model, frequency effects can be explained by PIC-MCC model. Through PIC-MCC model for pure SiH4, EEPFs are obtained in the specific range responsible for forming SiH2 and SiH3: from 8.75 eV to 9.47 eV [4]. Through densities of reactive species and EEPFs, polymerization reactions and production of HSRS are discussed.

• 센서학회지
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• 제4권2호
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• pp.58-63
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• 1995

$SiH_{4}$와 $NH_{3}$의 RF 글로우방전 분해에 의한 PECVD법으로 a-SiNx:H박막을 제조하고 기판온도, RF 전력, 그리고 $NH_{3}/SiH_{4}$ 유량비 등의 변화에 따른 a-SiNx:H 박막의 유전상수와 광학적 밴드갭 등을 조사하였다. a-SiNx:H막의 유전상수와 광학적 밴드갭은 기판온도, RF 전력 및 $NH_{3}/SiH_{4}$ 유량비 등의 증착변수에 따라 크게 변화하였다. 기판온도가 증가할수록 a-SiNx:H막의 유전상수는 증가하였으며 광학적 밴드갭은 감소하였다. 기판온도, RF 전력, 가스압력, $NH_{3}/SiH_{4}$ 유량비 및 두께를 각각 $250^{\circ}C$, 20 W, 500 mTorr, 10 및 $1500\;{\AA}$로 하였을 때 a-SiNx:H막의 유전상수, 절연파괴전장 및 광학적 밴드갭은 각각 4.3, 1 MV/cm 및 2.9 eV로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.640-644
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• 1998

Sb/SiC(4H) 및 Ti/SiC(4H) 쇼트키 다이오드(SBD)를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 용량-전압(C-V) 측정으로부터 얻은 n-형 SiC(4H)의 주개(donor) 농도는 약 $2.5{\times}10 ^{17}{\textrm}cm^{-3}$이었다. 순방향 전류-전압(I-V) 특성의 기울기로부터 얻은 Sb/SiC(4H) 쇼트키 다이오드의 이상계수는 1.31이었고, 역방향 항복전장(breakdown field)은 약 4.4$\times$102V/cm 이었다. 용량-전압(C-V) 측정으로부터 얻은 Sb/SiC(4H) SBD의 내부전위(built-in potential) 및 쇼트키 장벽 높이는 각각 1.70V 및 1.82V이었다. Sb/SiC(4H)의 장벽높이 1.82V는 Ti/SiC(4H)의 0.91V보다 높았다. 그러나 Sb/SiC(4H)의 전류밀도와 역방향 항복전장은 Ti/SiC(4H)의 것보다 낮았다. Ti/SiC(4H)는 물론 Sb/SiC(4H) 쇼트키 다이오드는 고전력 전자소자로서 유용하다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권11호
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• pp.70-77
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• 1998

본 논문에서는 nickel/silicon carbide(Ni/SiC) 접합에 의한 Schottky 다이오드를 제작하고, 그 전기적 특성을 조사하였다. Ni/4H-SiC의 경우, 산화막 모서리 단락을 하였을 때 상온에서 973V의 역방향 항복전압이 측정되었으며 이는 모서리 단락되지 않은 Schottky 다이오드의 역방향 항복전압 430V에 비해 매우 높았다. Ni/6H-SiC Schottky 다이오드의 경우, 산화막으로 모서리 단락시켰을 때와 시키지 않았을 때의 역방향 항복전압은 각각, 920V와 160V 였다. 고온에서의 소자 특성도 매우 좋아서 Ni/4H-SiC Schottky 다이오드와 Ni/6H-SiC Schottky 다이오드 모두 300℃까지 전류 특성의 변화가 거의 없었으며 550℃에서도 양호한 정류 특성을 보였다. 상온에서의 Schottky barrier height와 이상인자(ideality factor) 및 specific on-resistance는 Ni/4H-SiC의 경우는 1.55eV, 1.3, 3.6×10/sup -2/Ω·㎠이었으며 Ni/6H-SiC Schottky 다이오드의 경우에 1.24eV, 1.2, 2.6×10/sup -2Ω·㎠/로 나타났다. 실험 결과 Ni/4H-SiC 및 Ni/6H-SiC Schottky 다이오드 모두 고온, 고전압 소자로서 우수한 특성을 나타냄이 입증되었다.

• 한국진공학회지
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• 제6권S1호
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• pp.59-65
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• 1997

Efficient Si(100) etching by thermal H atoms at low substrate temperatures has been achieved. Gas-phase etching product $SiH_4$(g) upon H atom bombardment resulting from direct abstraction of $SiH_3$(a) by impinging H atoms was detected with a quadrupole mass spectrometer over the substrate temperature range of 105-408 K Facile depletion of all surface silyl ($SiH_3$) groups the dissociative adsorption product of disilane ($Si_2H_6$) at 105K from Si(100)2$\times$1 by D atoms and continuous regeneration and removal of $SiD_3$(a) were all consumed. These results provide direct evidence for efficient silicon surface etching by thermal hydrogen bombardment at cryogenic temperatures as low as 105K We attribute the high etching efficiency to the formation and stability of $SiH_3$(a) on Si(100) at lowered surface temperatures allowing the $SiH_3$(a) abstraction reaction by additional H atom to produce $SiH_4$((g).