Silicon nitride (SiNx:H) films made by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) are generally used as antireflection layers and passivation layers on solar cells. In this study, we investigated the properties of silicon nitride (SiNx:H) films made by PECVD. The passivation properties of SiNx:H are focused on by making the antireflection properties identical. To make equivalent optical properties of silicon nitride films, the refractive index and thickness of the films are fixed at 2.0 and 90 nm, respectively. This limit makes it easier to evaluate silicon nitride film as a passivation layer in realistic application situations. Next, the effects of the mixture ratio of the process gases with silane (SiH4) and ammonia (NH3) on the passivation qualities of silicon nitride film are evaluated. The absorption coefficient of each film was evaluated by spectrometric ellipsometry, the minority carrier lifetimes were evaluated by quasi-steady-state photo-conductance (QSSPC) measurement. The optical properties were obtained using a UV-visible spectrophotometer. The interface properties were determined by capacitancevoltage (C-V) measurement and the film components were identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Rutherford backscattering spectroscopy detection (RBS) - elastic recoil detection (ERD). In hydrogen passivation, gas ratios of 1:1 and 1:3 show the best surface passivation property among the samples.
목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 하드 코팅 막과 SiO2 막을 쌓은 후, FDTD(Finite-difference time-domain) 시뮬레이션을 이용하여 평균 반사율을 계산하고 나노 구조 형태에 따른 반사방지 효과를 연 하였다.
방 법: 시뮬레이터 설계에서 굴절률이 1.55인 안경렌즈 위에 하드발수막을 3μm로 하고, 그 위에 SiO2 막을 100nm에서 900nm의 두께로 변화시켰으며, SiO2 막에 역원추 모양의 나노 구조를 만들었다. 역원추 체적비를 최적으로 만들기 위해 역원추의 배열을 육방정 형태로 하였다. 시뮬레이션 주기와 역원추 깊이와 반지름을 변화시켰으며, 또한 최적의 반사방지 효과를 찾기 위해 평균 반사율 등고선 지도를 만들었다.
결 과: 안경렌즈의 평균 반사율을 얻은 결과, 시뮬레이션 주기는 100nm에서 300nm일 때 역원추 깊이는 700nm 이상에서 최적상태였으며, 역원추 반경은 시뮬레이션 주기의 반일 때 최적이 되었으며, 최적상태에 서 안경렌즈의 평균 반사율은 0.15%이었다.
결 론: 안경렌즈 코팅막을 역원추 나노 구조로 만들면 안경렌즈에서 초발수 현상이 나타날 뿐 아니라, 반사방지 효과가 나타나 안경렌즈의 여러 층의 반사방지막 코팅을 대신할 수 있으리라 기대된다