• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2010

기존의 박막트랜지스터에 비하여 대면적의 박막 형성이 용이하고 높은 이동도의 특성을 가지는 ZnO는 상온에서 높은 밴드갭 에너지(3.4eV)와 엑시톤 결합에너지(60meV)로 인해 가시광영역을 투과시킬 뿐만 아니라 가시광으로 인해 유도되는 광 캐리어가 생성되어 열화되는 현상이 없는 장점을 가지고 있다. 또한 다른 물질에 비해 높은 이동도($1{\sim}100\;cm2/V{\cdot}s$)로 인해 기존의 실리콘 기반의 박막트랜지스터를 대체할 수 있는 물질로 최근 주목 받고 있다. 이러한 ZnO는 접합된 소스와 드레인 전극의 Work function 및 resistivity의 차이에 따라 전기적 특성에도 많은 변화가 생기게 된다. 본 연구에서는 박막트랜지스터의 전극에 이용되는 금속에 변화를 주어 이에 따른 전기적 특성에 대해 연구하였다. 이를 위해 먼저, P-type 실리콘 위에 습식 방법으로 SiO2를 300nm성장 시켰고, ZnO 박막을 Sputtering 방식으로 증착하여 트랜지스터를 제작하였다. 그리고 소자의 소스와 드레인 전극으로 사용되는 금속은 E-beam evaporator과 RF Magnetron Sputter를 이용하여 증착하였다. 또한 금속의 Work function을 확인하기 위해 Capacitor를 제작하여 이에 대한 Capacitance-Voltage 특성과 함께, 박막트랜지스터의 Current-Voltage 특성을 확인해 보았다. 이와 같이 소스와 드레인 전극의 최적화된 Material을 이용하여 전기적 특성이 향상된 박막트랜지스터 소자를 기대할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.129-134
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• 2008

본 논문에서는 적자생존 원리에 기반한 유전자 알고리즘을 이용하여 일차원 비선형 광자 결정 구조에 대해 분석하고, 광 트랜지스터로의 적용 가능성을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 증명한다. 이와 같은 형태의 최적 설계는 해석식이 필요한 steepest decent 최적 알고리즘과 달리 유전자 알고리즘은 탁월한 성능을 낼 수 있으며, 광 트랜지스터 뿐만 아니라 다른 광자 결정 광소자의 설계에 유용하게 적용될 수 있다. 또한, global minimum 최적해 부근에서 여러 가지의 해가 얻어지기 때문에 광 트랜지스터가 어떤 모양을 가져야 되는지 분석하는데 많은 도움을 주는 장점을 갖는다. 완전 광 필터 트랜지스터를 설계하기 위해 신경회로망 모델을 이용하여 초기 설계를 수행한 후, 유전자 알고리즘에 의해 최종적인 최적화 설계가 수행된다. 시뮬레이션으로부터 얻어진 일차원 광자 결정 트랜지스터의 스위칭 On/Off 비는 약 27dB 였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.583-587
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• 2008

본 연구는 LCD 용 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 제조공정에서 가장 중요한 광 식각 공정을 중심으로 전체 공정을 개발하고, 공정의 안정성을 개선하여 소자의 신뢰성을 높이고자 한다. 본 연구의 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 Inverted Staggered 형태로 게이트 전극이 하부에 있다. 실험 방법은 게이트전극, 절연층, 전도층, 에치스토퍼 및 포토레지스터층을 연속 증착한다. 스토퍼층을 게이트 전극의 패턴으로 남기고, 그 위에 $n^+a-Si:H$ 층 및 NPR(Negative Photo Resister)을 형성시킨다. 상부 게이트 전극과 반대의 패턴으로 NPR층을 패터닝하여 그것을 마스크로 상부 $n^+a-Si:H$ 층을 식각하고, 남아있는 NPR층을 제거한다. 그 위에 Cr층을 증착한 후 패터닝하여 소오스-드레인 전극을 위한 Cr층을 형성시켜 박막 트랜지스터를 제조한다. 여기서 각 박막의 패터닝은 광 식각 공정으로 각 단위 박막의 특성에 맞는 광식각 공정이 필요하다. 제조한 박막 트랜지스터에서 가장 흔히 발생되는 문제는 주로 광식각공정시 발생하며, PR의 잔존이나 세척 시 얇은 화학막이 표면에 남거나 생겨서 발생되기도 하며, 이는 소자를 파괴시키는 주된 원인이 될 수 있다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 PR 패터닝, 박막의 식각 그리고 세척 등의 처리공정을 정밀하게 조절하여 소자의 특성을 확실히 개선 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.193-194
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• 2012

그래핀(graphene)은 탄소원자가 육각형 벌집 모양 배열의 격자구조를 가지는 원자 한층 두께의 이차원 물질이다. 그래핀은 전도띠(conduction band)와 가전자띠(valence band)가 한 점에서 만나고 에너지와 역격자의 k 벡터가 선형적으로 비례하는 에너지 구조를 가진다. 이로 인해 그래핀은 매우 빠른 전하 이동도를 가지며 원자 한 층의 두께임에도 불구하고 약 2.3%의 빛을 흡수할 수 있으며 자외선 영역부터 적외선 영역까지의 넓은 파장대의 빛을 흡수 할 수 있다. 이와 같은 그래핀의 우월한 성질을 이용하면 광 응답에 고속으로 반응하고 높은 주파수의 광통신에서도 작동 할 수 있는 그래핀 광소자를 제작할 수 있게 된다. 하지만 미래의 고속 그래핀 광소자를 실현하기에 앞서 그래핀의 광응답에 대한 정확한 이해가 필요하다. 그리하여 본 연구에서는 그래핀 광소자를 제작하고 광소자의 광응답 전기적 성질을 분석하여 그래핀의 광응답 특성을 얻어내고자 실험을 진행하였다. 그래핀을 채널 물질로 하고 소스, 드레인, 후면 게이트를 가지는 일반적인 그래핀 전계효과 트랜지스터(field-effect transistor)를 제작하고 채널에 빛을 비추고 비추지 않은 상태에서의 전기적 성질을 측정하고 그 때 얻어진 그래프의 광응답의 원인을 조사하였다. 이 때 얻어지는 $I_D-V_G$ 그래프가 광 조사 시 왼쪽으로 이동하게 되는데 이의 원인을 각 게이트 전압 구간별로 $I_D$-t 그래프를 획득하여 분석하였다. 또한 광원에 펄스를 인가하여 펄스 형태의 광원을 그래핀 전계효과 트랜지스터에 조사시키고 이에 따른 전기적 성질 변화를 관찰하였다 이 때 다양한 게이트 전압이 인가된 상태에서 레이저 펄스 광원에 의한 광전류를 검출하였으며 이를 분석하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.130-133
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• 2002

엑시머 레이저를 이용한 저온($450^{\circ}C$ 이하) 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 제작 시, 소오스/드레인 이온 주입에 의한 실리콘 박막의 격자 손상은 엑시머 레이저 어닐링(Excimer Laser Annealing; ELA) 방법으로 치유한다. 그러나 게이트 전극 모서리에서의 레이저광 회절 현상으로 인해 소오스/드레인 접합부에 도달하는 레이저 에너지 밀도가 감소하여 다량의 결정 결함이 치유되지 못한 채 남게 된다. 이러한 결정 결함은 박막 트랜지스터의 전계 효과 이동도를 저하시키는 요인이 된다. 새롭게 제안한 사선 입사 엑시머 레이저 어닐링(Oblique Incidence Excimer Laser Annealing; OI-ELA) 방법으로 소오스/드레인 접합부의 결정 결함을 제거하고 다결정 박막 트랜지스터의 특성을 향상시켰다.

• 광산업정보
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• 통권29호
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• pp.52-63
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• 2005

• 인포메이션 디스플레이
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• 제21권4호
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• pp.23-35
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• 2020

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제33권5호
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• pp.16-25
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• 2020

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.204-204
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• 2010

본 연구에서는 Glass 기판 위에 우수한 광 투과도를 갖는 ZnO 기반의 Thin Film Transistor (TFT)를 제작하였으며, 이에 대한 전기적 및 광학적 특성을 분석하였다. 소자 구조의 제작은 Maskless Aligner를 이용한 Optical lithograph법을 이용하였다. 채널층은 ZnO로 하였고 Source/Drain 영역은 GaZnO로 하여 전체구조가 ZnO 기반의 homogeneity를 유지하게 하였다. 이때 Gate 절연막은 Bi1.5Zn1Nb1.5O7와 SiO2 두가지 종류로 하여 각각의 특성을 비교하였다. 본연구에서 TFT구조의 각 층은 모두 r. f. 마그네트론 스퍼터법으로 증착하였다. 제작된 TFT들은 채널층 및 절연막 형성 등에 관여된 세부적 실험변수의 변화에 관계없이 약 75% 이상의 우수한 광투과도 특성을 보였다. 전기적 특성 평가에서, 제작된 TFT들은 전반적으로 비교적 낮은 문턱전압과 높은 이동도를 보였다. 하지만, 트랜지스터의 전기적 전송 특성의 주요 인자들인 채널-이동도, 스위칭, 누설 및 이력 등은 ZnO 채널층 혹은 Bi1.5Zn1Nb1.5O7 절연막 형성 시 주입되는 O2 가스의 분압에 의존하는 것이 관측되었다. 이를 통하여 트랜지스터의 각 세부 영역의 구조 및 형성 조건이 트랜지스터의 전기적 특성에 미치는 영향과 상관관계에 대하여 논의한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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• pp.507-509
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• 2007

본 연구는 기존의 방식으로 만든 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 제조공정에서 발생되는 결함에 대한 원인을 분석하고 해결함으로써 수율을 증대시키고 신뢰성을 개선하고자한다. 본 연구의 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 Inverted Staggered 형태로 게이트 전극이 하부에 있다. 실험 방법은 게이트전극, 절연층, 전도층, 에치스토퍼 및 포토레지스터층을 연속 증착한다. 스토퍼층을 게이트 전극의 패턴으로 남기고, 그 위에 $n^+a-Si:H$ 층 및 NPR(Negative Photo Resister)을 형성시킨다. 상부 게이트 전극과 반대의 패턴으로 NPR층을 패터닝하여 그것을 마스크로 상부 $n^+a-Si:H$ 층을 식각하고, 남아있는 NPR층을 제거한다. 그 위에 Cr층을 증착한 후 패터닝하여 소오스-드레인 전극을 위한 Cr층을 형성시켜 박막 트랜지스터를 제조한다. 이렇게 제조한 박막 트랜지스터에서 생기는 문제는 주로 광식각공정시 PR의 잔존이나 세척 시 얇은 화학막이 표면에 남거나 생겨서 발생되며, 이는 소자를 파괴시키는 주된 원인이 된다. 그러므로 이를 개선하기 위하여 ashing 이나 세척공정을 보다 엄격하게 수행하였다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 세척과 여분의 처리공정을 가하여 수율을 확실히 개선 할 수 있었다.