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비정질 실리콘 박막의 알루미늄 직접 가열 유도 결정화 공정

Title
비정질 실리콘 박막의 알루미늄 직접 가열 유도 결정화 공정
Other Titles
Direct-Aluminum-Heating-Induced Crystallization of Amorphous Silicon Thin Film
Author
문승재
Keywords
태양전지; 알루미늄 유도 결정화; p형 반도체; 다공성 실리콘; 열화상 카메라 온도; Solar Cell; Aluminum Induced Crystallization; P-Doped Silicon; Porous Silicon; Thermal Imaging
Issue Date
2012-08
Publisher
대한기계학회
Citation
대한기계학회논문집, 2012, 36(10), P.1019~1023, 5P.
Abstract
본 연구에서는 새로운 알루미늄 유도 결정화 공정을 제안하였다. 알루미늄 박막에 직접 3 A의 정전류를 인가하여 $1cm{\times}1cm$ 넓이의 두께 200 nm 비정질 실리콘 박막을 수십 초 내에 결정화하는 방법이다. 결정화된 다결정 실리콘 박막은 520 $cm^{-1}$ 에서의 라만 분광 피크를 통해 확인할 수 있었다. 공정 후, 알루미늄이 식각된 다결정 실리콘 박막은 다공성 구조임을 SEM 을 통하여 확인할 수 있었다. 또 한, 이차이온질량분석(secondary ion mass spectroscopy)에서 알루미늄 농도가 $10^{21}cm^{-3}$으로 헤비 도핑된 것을 확인 할 수 있었으며, 실시간으로 측정된 열화상 카메라의 결과를 통해 결정화는 820 K 근처에서 일어나는 것을 확인할 수 있었다.In this research, a novel direct-aluminum-heating-induced crystallization method was developed for the purpose of application to solar cells. By applying a constant current of 3 A to an aluminum thin film, a 200-nm-thick amorphous silicon (a-Si) thin film with a size of $1cm{\times}1cm$ can be crystallized into a polycrystalline silicon (poly-Si) thin film within a few tens of seconds. The Raman spectrum analysis shows a peak of 520 $cm^{-1}$, which verifies the presence of poly-Si. After removing the aluminum layer, the poly-Si thin film was found to be porous. SIMS analysis showed that the porous poly-Si thin film was heavily p-doped with a doping concentration of $10^{21}cm^{-3}$. Thermal imaging shows that the crystallization from a-Si to poly-Si occurred at a temperature of around 820 K.
URI
http://koreascience.or.kr/article/ArticleFullRecord.jsp?cn=DHGGDU_2012_v36n10_1019http://hdl.handle.net/20.500.11754/48344
ISSN
1225-5963; 1226-4881; 2288-5324
DOI
10.3795/KSME-B.2012.36.10.1019
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