• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.95-99
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• 2013

Furnace is currently the most important doping process using POCl3 in solar cell. However furnace need an expensive equipment cost and it has to purge a poisonous gas. Moreover, furnace typically difficult appling for selective emitters. In this study, we developed a new atmospheric pressure plasma source, in this procedure, we research the atmospheric pressure plasma doping that dopant is phosphoric acid($H_3PO_4$). Metal tube injected Ar gas was inputted 5 kV of a low frequency(scores of kHz) induced inverter, so plasma discharged at metal tube. We used the P type silicon wafer of solar cell. We regulated phosphoric acid($H_3PO_4$) concentration on 10% and plasma treatment time is 90 s, 150 s, we experiment that plasma current is 70 mA. We check the doping depth that 287 nm at 90 s and 621 nm at 150 s. We analysis and measurement the doping profile by using SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy). We calculate and grasp the sheet resistance using conventional sheet resistance formula, so there are 240 Ohm/sq at 90 s and 212 Ohm/sq at 150 s. We analysis oxygen and nitrogen profile of concentration compared with furnace to check the doped defect of atmosphere.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권4호
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• pp.56-62
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• 1999

본 연구에서, (Ba,Sr)TiO\sub 3\ 박막이 rf 전력, dc 바이어스 전압 및 반응로 압력과 같은 식각 공정 변수를 변화하여 ICP에서 Cl\sub 2\Ar 가스 혼합비에 따라 식각되었다. 0.2의 Cl\sub 2\/(Cl\sub 2\+Ar) 가스 혼합비, 600 W의 rf 전력,250 V의 dc 바이어스 전압 및 5 mTorr의 반응로 압력의 공정 조건하에서 식각율은 56nm/min이었다. 이때 Pt, SiO\sub 2\ 막에 대한 BST 박막의 식각 선택비는 각각 0.52, 0.43이었다. 식각된 BST 박막의 표면반응은 XPS로 분석하였다. Ba는 BaCl\sub 2\ 와 같은 화학적인 반응과 물리적인 스퍼터링에 의해 제거되었다. Sr의 제거는 Sr과 Cl의 화확적인 반응보다 Ar 이온 충격이 더 효과적이었다. Ti는 TiCl\sub 4\ 와 같은 화학반응에 의해 용이하게 제거되었다. XPS 분석 결과를 비교하기 위하여 SIMS의 분석을 수행하여 비교한 결과 동일한 결론을 도출하였다.

• 신재생에너지
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• 제9권2호
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• pp.23-29
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• 2013

Furnace and laser is currently the most important doping process. However furnace is typically difficult appling for selective emitters. Laser requires an expensive equipment and induces a structural damage due to high temperature using laser. This study has developed a new atmospheric pressure plasma source and research atmospheric pressure plasma doping. Atmospheric pressure plasma source injected Ar gas is applied a low frequency (a few 10 kHz) and discharged the plasma. We used P type silicon wafers of solar cell. We set the doping parameter that plasma treatment time was 6s and 30s, and the current of making the plasma is 70 mA and 120 mA. As result of experiment, prolonged plasma process time and highly plasma current occur deeper doping depth and improve sheet resistance. We investigated doping profile of phosphorus paste by SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) and obtained the sheet resistance using generally formula. Additionally, grasped the wafer surface image with SEM (Scanning Electron Microscopy) to investigate surface damage of doped wafer. Therefore we confirm the possibility making the selective emitter of solar cell applied atmospheric pressure plasma doping with phosphorus paste.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.29.1-29.1
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• 2009

Fabrication of good quality P-type GaN remained as a challenge for many years which hindered the III-V nitrides from yielding visible light emitting devices. Firstly Amano et al succeeded in obtaining P-type GaN films using Mg doping and post Low Energy Electron Beam Irradiation (LEEBI) treatment. However only few region of the P-GaN was activated by LEEBI treatment. Later Nakamura et al succeeded in producing good quality P-GaN by thermal annealing method in which the as deposited P-GaN samples were annealed in N2 ambient at temperatures above $600^{\circ}C$. The carrier concentration of N type and P-type GaN differs by one order which have a major effect in AlGaN based deep UV-LED fabrication. So increasing the P-type GaN concentration becomes necessary. In this study we have proposed a novel method of activating P-type GaN by electrochemical potentiostatic method. Hydrogen bond in the Mg-H complexes of the P-type GaN is removed by electrochemical reaction using KOH solution as an electrolyte solution. Full structure LED sample grown by MOCVD serves as anode and platinum electrode serves as cathode. Experiments are performed by varying KOH concentration, process time and applied voltage. Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS) analysis is performed to determine the hydrogen concentration in the P-GaN sample activated by annealing and electrochemical method. Results suggest that the hydrogen concentration is lesser in P-GaN sample activated by electrochemical method than conventional annealing method. The output power of the LED is also enhanced for full structure samples with electrochemical activated P-GaN. Thus we propose an efficient method for P-GaN activation by electrochemical reaction. 30% improvement in light output is obtained by electrochemical activation method.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권2호
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• pp.211-218
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• 2013

Large quantities of irradiated graphite waste from graphite-moderated nuclear reactors exist and are expected to increase in the case of High Temperature Reactor (HTR) deployment [1,2]. This situation indicates the need for a graphite waste management strategy. Of greatest concern for long-term disposal of irradiated graphite is carbon-14 ($^{14}C$), with a half-life of 5730 years. Fachinger et al. [2] have demonstrated that thermal treatment of irradiated graphite removes a significant fraction of the $^{14}C$, which tends to be concentrated on the graphite surface. During thermal treatment, graphite surface carbon atoms interact with naturally adsorbed oxygen complexes to create $CO_x$ gases, i.e. "gasify" graphite. The effectiveness of this process is highly dependent on the availability of adsorbed oxygen compounds. The quantity and form of adsorbed oxygen complexes in pre- and post-irradiated graphite were studied using Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS) and Xray Photoelectron Spectroscopy (XPS) in an effort to better understand the gasification process and to apply that understanding to process optimization. Adsorbed oxygen fragments were detected on both irradiated and unirradiated graphite; however, carbon-oxygen bonds were identified only on the irradiated material. This difference is likely due to a large number of carbon active sites associated with the higher lattice disorder resulting from irradiation. Results of XPS analysis also indicated the potential bonding structures of the oxygen fragments removed during surface impingement. Ester- and carboxyl-like structures were predominant among the identified oxygen-containing fragments. The indicated structures are consistent with those characterized by Fanning and Vannice [3] and later incorporated into an oxidation kinetics model by El-Genk and Tournier [4]. Based on the predicted desorption mechanisms of carbon oxides from the identified compounds, it is expected that a majority of the graphite should gasify as carbon monoxide (CO) rather than carbon dioxide ($CO_2$). Therefore, to optimize the efficiency of thermal treatment the graphite should be heated to temperatures above the surface decomposition temperature increasing the evolution of CO [4].

• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.238-244
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• 2013

태양전지 제조공정에서 열처리로 레이저를 사용하는 도핑공정은 태양전지의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 그러나 퍼니스를 이용하는 공정에서는 선택적으로 고농도(Heavy) 도핑영역을 형성하기가 어렵다. 레이저를 사용한 선택적 도핑의 경우 고가의 레이저 장비가 요구되어지며, 레이저 도핑 후 고온의 에너지로 인한 웨이퍼의 구조적 손상 문제가 발생된다. 본 연구는 저가이면서 코로나 방전 구조의 대기압 플라즈마 소스를 제작하였고, 이를 통한 선택적 도핑에 관한 연구를 하였다. 대기압 플라즈마 제트는 Ar 가스를 주입하여 수십 kHz 주파수를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 구조로 제작하였다. P-type 웨이퍼(Cz)에 인(P)이 shallow 도핑 된(120 Ohm/square) PSG (Phosphorus Silicate Glass)가 제거되지 않은 웨이퍼를 사용하였다. 대기압 플라즈마 도핑 공정 처리시간은 15 s와 30 s이며, 플라즈마 전류는 40 mA와 70 mA로 처리하였다. 웨이퍼의 도핑프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy)측정을 통하여 분석하였으며, 도핑프로파일로 전기적 특성인 면저항(sheet resistance)을 파악하였다. 도펀트로 사용된 PSG에 대기압 플라즈마 제트로 도핑공정을 처리한 결과 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 도핑깊이가 깊어지고, 면저항이 향상하였다. 대기압 플라즈마 도핑 후 웨이퍼의 표면구조 손상파악을 위한 SEM (Scanning Electron Microscopy) 측정결과 도핑 전과 후 웨이퍼의 표면구조는 차이가 없음을 확인하였으며, 대기압 플라즈마 도핑 폭도 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 증가하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.311-316
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• 2008

저에너지(수 eV) 양전자 빔을 이용하여 도체나 반도체의 표면/계면의 물리화학적 특성 분석에 독특한 유용성이 보고 되고 있다. 기존의 표면 분석법에 비해 표면의 선택도가 향상되어 반도체 소자의 박막 두께가 얇아지는 최신기술에 적합한 분석법으로 주목을 받고 있다. 물질표면에 조사된 저에너지 양전자는 표면 근처의 image potential에 포획이 되어 표면에 있는 전자들과 쌍소멸하며 Auger 전자를 방출한다. 표면으로부터 방출된 Auger 전자의 에너지를 측정함으로 원자의 화학적 구별이 가능하므로 검출기의 에너지 분해도가 중요하다. 기존의 ExB 형태의 에너지 측정기는 분해도가 $6{\sim}10\;eV$ 정도이고 특정한 에너지 영역만을 일정시간 스캔하여 스펙트럼을 측정하므로 측정시간이 길어진다는 단점이 있다. 반면에 Time-Of-Flight(TOF) 시스템은 방출되는 전자들의 에너지를 동시에 검출하므로 측정시간이 단축되어 측정 효율이 향상된다. 에너지 분해도를 높이기 위해서는 측정하고자 하는 전자의 진행거리를 길게 할수록 좋으나, 공간적 제약을 고려한 reflected TOF 시스템과 retarding tube을 이용한 linear TOF 시스템의 에너지 분해도를 이론적으로 시뮬레이션하였다.

• 한국진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.188-198
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• 1993

두께가 6~10 nm인 게이트 산화막의 계면에 염소(Cl)를 도입시킨 n-MOS capacitor 및 n-MOSFET을 제잘하여 물성적인 방법(SIMS, ESCA)과 전기적인 방법에 의해서 소자의 특성을 분석, 평가하였다. Last step TCA법을 이용하여 성장시킨 산화막은 No TCA법으로 성장시킨 것보다 mobility가 7% 정도 증가하였고, 결함 밀도도 감소하였다. Time-zero-dielectric-breakdown(TZDB)으로 측정한 결과, Cl를 도입한 막의 파괴 전계(breakdon field)는 18 MV/cm인데, 이것은 Cl을 도입하지 않은 것보다 약 0.6 MV/cm 정도 높은 값이다. 또한 time-dependent-dielectric-breakdown(TDDB) 결과로부터 수명이 20년 이상인 것으로 평가되었고, hot carrier 신뢰성 측정으로부터 평가한 소자의 수명도 양호한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 Cl을 계면에 도입시킨 게이트 산화막을 가진 소자가 좋은 특성을 나타내고 있으므로 Last step TCA법을 종래의 산화막 성장 방법 대신에 사용하면 MOSFET 소자의 새로운 게이트 절연막 성장법으로서 대단히 유용할 것으로 생각된다.