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제안 방법
- RF 마그네트론 코스퍼터링을 이용하여 약 5 × 10−7Torr의 초기 압력에서 Ar 유량 30 sccm, 공정 압력 1.5 mTorr로 상온에서 증착하여 비정질 실리콘막을 제조하였다.
- 일반적으로 박막의 경우 저각 입사 XRD를 사용하지만, 본 실험은 일반적인 XRD를 사용하여 피크 위치를 이용한 성분 분석은 가능했지만, 기판과 하부 알루미늄 층의 영향을 완전히 배제할 수 없었으므로 표면 배향에 대한 자세한 분석을 할 수 없었다. 따라서, 정확한 표면 배향을 확인을 위해 EBSD분석을 실시하였다.
- AIC 공정은 다결정 실리콘 층이 알루미늄 아래 생성되어, 화학 기계적 연마(Chemical-mechanical polishing, CMP)를 이용한 알루미늄 층의 제거가 필요하다. 본 연구에서는 다결정 실리콘 시드층의 생성 후 잔류 알루미늄의 제거 공정이 필요없이 연속적인 에피텍시얼 성장이 가능한 역 알루미늄 유도 결정화(Inverse aluminum-induced crystallization, I-AIC) 공정을 사용하여 다결정 실리콘 시드층을 형성하고, 특성을 분석하였다.
- 증착된 실리콘막을 자연 산화를 통해 산화방지막(SiO2) 을 형성한 뒤, 열증착법으로 알루미늄막을 증착하였다. 시편은 고순도 질소 분위기에서 450~550℃ 온도 범위에서 알루미늄과 실리콘 층이 모두 교환될 때까지 열처리를 하였다. I-AIC 시편의 구조는 Fig.
- 5 mTorr로 상온에서 증착하여 비정질 실리콘막을 제조하였다. 증착된 실리콘막을 자연 산화를 통해 산화방지막(SiO2) 을 형성한 뒤, 열증착법으로 알루미늄막을 증착하였다. 시편은 고순도 질소 분위기에서 450~550℃ 온도 범위에서 알루미늄과 실리콘 층이 모두 교환될 때까지 열처리를 하였다.
대상 데이터
- I-AIC 공정에 사용된 시편의 기판으로는 유리 기판(corning glass)이 사용되었으며, 기판을 아세톤 용액에 담근 후 초음파 세척(Ultrasonic cleaner)과 가열을 통해 불순물을 제거하고, 메탄올 용액에서도 동일하게 진행하였다. 그리고 고순도 탈이온수(deionized water) 를 이용하여 시편의 정전기를 없애주는 것은 물론 시편에 잔류하는 아세톤과 메탄올을 제거하고, 고순도 질소(99.
- I-AIC공정을 이용하여 실리콘 태양전지용 시드층 사용을 위한 다결정 실리콘을 제조하였다. 본 연구를 통해 IAIC 공정에서 SiO2 산화층 생성에 필요한 산화시간이 다결정 실리콘 시드층의 결정립 크기 및 배향에 중요한 변수임을 확인하였다.
이론/모형
- 열처리 공정 후, 비정질 실리콘의 결정화 여부와 결정분율을 X선 회절 분석법(X-ray diffraction)과 라만 분광법(Raman)을 통해 확인하였다. 또한 열처리 온도(450, 500, 550℃)와 산화막 형성을 위해 공기 중에 노출시키는 시간(10분, 60분)에 따른 다결정 실리콘의 결정립 크기와 표면 배향을 확인하기 위해 후방 산란 전자 회절법(EBSD: electron backscattering diffraction)을 이용하였다.
- 열처리 공정 후, 비정질 실리콘의 결정화 여부와 결정분율을 X선 회절 분석법(X-ray diffraction)과 라만 분광법(Raman)을 통해 확인하였다. 또한 열처리 온도(450, 500, 550℃)와 산화막 형성을 위해 공기 중에 노출시키는 시간(10분, 60분)에 따른 다결정 실리콘의 결정립 크기와 표면 배향을 확인하기 위해 후방 산란 전자 회절법(EBSD: electron backscattering diffraction)을 이용하였다.
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