• Title/Summary/Keyword: 마이크로소자

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Characteristics of Organic Solar Cell having an Electron Transport Layer co-Deposited with ZnO Metal Oxide and Graphene using the Cyclic Voltammetry Method (순환전류법을 이용해 ZnO 금속산화물과 Graphene을 동시에 제막한 전자수송층을 갖는 유기태양전지의 특성)

  • Ahn, Joonsub;Han, Eunmi
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.29 no.1
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    • pp.71-75
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    • 2022
  • Graphene oxide was stirred with a ZnCl2:NaCl electrolyte and electrochemically coated by cyclic voltammetry to simplify the electron transpfer layer film forming process for organic solar cells and to fabricate an organic solar cell having it. The device structure is FTO/ZnO:graphene/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/Ag. Morphology and chemical properties of ETL were confirmed by scanning electron microscopy(SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and Raman spectroscopy. As a result of XPS measurement, ZnO metal oxide and carbon bonding were simultaneously confirmed, and ZnO and graphene peaks were confirmed by Raman spectroscopy. The electrical characteristics of the manufactured solar cell were specified with a solar simulator, and the ETL device coated twice at a rate of 0.05 V/s showed the highest photoelectric conversion efficiency of 1.94%.

Soft Interconnection Technologies in Flexible Electronics (플렉시블 전자소자의 유연전도성 접합 기술)

  • Lee, Woo-Jin;Lee, Seung-Min;Kang, Seung-Kyun
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.29 no.2
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    • pp.33-41
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    • 2022
  • Recent necessities of research have emerged about soft interconnection technologies for stable electric connections in flexible electronics. Mechanical failure in conventional metal solder interconnection can be solved as soft interconnections based on a small elastic modulus and a thin thickness. To enable stable electric connection while improving mechanical properties, highly conductive materials be thinned or mixed with a material that has a small elastic modulus. Representative soft interconnection technologies such as thin-film metallization, flexible conductive adhesives, and liquid metal interconnections are presented in this paper, and be focused on mechanical/electric properties improving strategies and their applications.

A Study on the Characteristics of a Quantum Dots Light-Emitting Diodes Using a Mixed Layer of Quantum Dots and Hole Transport Materials (양자점과 정공 수송 물질의 혼합층을 사용한 양자점 전계발광 소자의 특성 연구)

  • Yoon, Changgi;Oh, Seongkeun;Kim, Jiwan
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.28 no.4
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    • pp.69-72
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    • 2021
  • Various studies for QLEDs using inkjet printing has been actively conducted. Multilayers in QLEDs need an orthogonal process inevitably using different solvents and it makes the inkjet printing process more difficult and expensive. Therefore, coating two layers in a single process can reduce the fabrication step, resulting in the process time. In this study, we fabricated QLEDs of standard structure using a mixture of emission layer and hole transport layer. The mixed layer was fabricated by dissolving TFB and QDs in chlorobenzene, and the maximum luminance of the device was 45,850 cd/m2. It shows the bright future of the electroluminescence devices applied with inkjet printing process.

A Study on Contact Resistance Properties of Metal/CVD Graphene (화학기상증착법을 이용하여 합성한 그래핀과 금속의 접촉저항 특성 연구)

  • Dong Yeong Kim;Haneul Jeong;Sang Hyun Lee
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.30 no.2
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    • pp.60-64
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    • 2023
  • In this study, the electrical contact resistance characteristics between graphene and metals, which is one of important factors for the performance of graphene-based devices, were compared. High-quality graphene was synthesized by chemical vapor deposition (CVD) method, and Al, Cu, Ni, and Ti as electrode materials were deposited on the graphene surface with equal thickness of 50 nm. The contact resistances of graphene transferred to SiO2/Si substrates and metals were measured by the transfer length method (TLM), and the average contact resistances of Al, Cu, Ni, and Ti were found to be 345 Ω, 553 Ω, 110 Ω, and 174 Ω, respectively. It was found that Ni and Ti, which form chemical bonds with graphene, have relatively lower contact resistances compared to Al and Cu, which have physical adsorption properties. The results of this study on the electrical properties between graphene and metals are expected to contribute to the realization of high-performance graphene-based devices including electronics, optoelectronic devices, and sensors by forming low contact resistance with electrodes.

Multi-Level FeRAM Utilizing Stacked Ferroelectric Structure (강유전성 물질을 이용한 Multi-level FeRAM 구조 및 동작 분석)

  • Seok Heon Kong;June Hyeong Kim;Seul Ki Hong
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.30 no.3
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    • pp.73-77
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    • 2023
  • In this study, we developed a Multi-level FeRAM (Ferroelectrics random access memory) device utilizing different ferroelectric materials and analyzed its operation through C-V analysis using simulations. To achieve Multi-level operation, we proposed an MFM (Multi-Ferroelectric Material) structure by depositing two different ferroelectric materials with distinct properties horizontally on the same bottom electrode and subsequently adding a gate electrode on top. By analyzing C-V peaks based on the polarization phenomenon occurring under different voltage conditions for the two materials, we confirmed the feasibility of achieving Multi-level operation, where either one or both of the materials can be polarized. Furthermore, we validated the process for implementing the proposed structure using semiconductor fabrication through process simulations. These results signify the significance of the new structure as it allows storing multiple states in a single memory cell, thereby greatly enhancing memory integration.

Prediction of Maximum Bending Strain of a Metal Thin Film on a Flexible Substrate Using Finite Element Analysis (유한요소해석을 통한 유연기판 위의 금속 박막의 최대 굽힘 변형률 예측)

  • Jong Hyup Lee;Young-Cheon Kim
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.31 no.1
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    • pp.23-28
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    • 2024
  • Electronic products utilizing flexible devices experience harsh mechanical deformations in real-use environments. As a result, researches on the mechanical reliability of these flexible devices have attracted considerable interest among researchers. This study employed previous bending strain models and finite element analysis to predict the maximum bending strain of metal films deposited on flexible substrates. Bending experiments were simulated using finite element analysis with variations in the material and thickness of the thin films, and the substrate thickness. The results were compared with the strains predicted by existing models. The distribution of strain on the surface of film was observed, and the error rate of the existing model was analyzed during bending. Additionally, a modified model was proposed, providing mathematical constants for each case.

Analysis of Parasitic Inductance and Switching Losses through Lead Frame Modification and Snubber for Automotive SiC Power Modules (리드프레임 구조 변형 및 스너버 회로를 통한 자동차용 SiC 파워모듈의 기생인덕턴스 감소와 스위칭 손실 분석)

  • Jaejin Jeon;Seokjin Shin;Kyung Tae Min;Sang Won Yoon
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.31 no.3
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    • pp.99-104
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    • 2024
  • With the advancement of power electronics technology and the increasing demand for high-efficiency power semiconductors, silicon carbide (SiC) devices have gained attention as an alternative to overcome the limitations of traditional silicon (Si) semiconductors. SiC devices enable excellent switching efficiency due to their high switching speed. However, parasitic inductance within the power module can cause voltage oscillations and overshoot phenomena, potentially leading to issues with electrical reliability and efficiency. To address these challenges, two approaches were proposed and validated. The first approach involved applying an RC snubber circuit to mitigate the effects of parasitic inductance, thereby improving electrical stability. The second approach focused on optimizing the lead-frame design to reduce parasitic inductance. Both methods were verified through simulations and experiments, demonstrating that the electrical reliability and efficiency of SiC power modules can be simultaneously improved.

휨 구조의 압전 마이크로-켄틸레버를 이용한 진동 에너지 수확 소자

  • Na, Ye-Eun;Park, Hyeon-Su;Park, Jong-Cheol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.476-476
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    • 2014
  • 서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$$0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

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A Study on the Characteristic Analysis of Implemented Baseband AIN MIM Capacitor for Wireless PANs & Mobile Communication (무선PAN 및 이동통신용 기저대역 AIN MIM Capacitor의 구현과 특성분석에 관한 연구)

  • Lee, Jong-Joo;Kim, Eung-Kwon;Cha, Jae-Sang;Kim, Jin-Young;Kim, Young-Sung
    • The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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    • v.7 no.5
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    • pp.97-105
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    • 2008
  • The micro capacitors are passive elements necessary to electronic circuits and wireless portable PAN(personal area network) and Mobile Communications device modules in the baseband circuits in combination with another passive and active devices. As capacitance is proportionally increased with dielectric constant and electrode areas, in addition, inversely decreased the thickness of the dielectric material, thus thin film capacitors are generally seen as a preferable means to achieve high performance and thin film capacitors are used in a variety of functional circuit devices. In this paper, propose dielectric material as AIN(Aluminium nitride) to make micro thin film capacitor, and this capacitor has the MIM(metal-insulator-metal) structure. AIN thin films are widespread applied because they had more excellent properties such as chemical stability, high thermal conductivity, electrical isolation and so on. In addition, AIN films show low frequency response for baseband signal ranges, I-V and C-V electrical characterization of a thin film micro capacitor. The above experimental test and estimated results demonstrate that the thin film capacitor has sufficient and efficient functional performance to be the baseband range frequency of general electronics circuit and passive device applications.

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A Study on the Effect of Reducing the Saturation Magnetization by Substituting the Non magnetic Ion in Mg Mn Ferrites (Mg-Mn훼라이트의 비자성 이온첨가에 의한 포화자화 감소효과)

  • Yu, Byeong-Du;Kim, Jong-O
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.4 no.1
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    • pp.117-124
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    • 1994
  • The reduction of saturation magnetization in the Mg-Mn microwave ferrites was achieved by substituting the non-magnetic A1 ion for Fe ion. It is necessary for extending the operation frequencies that there is no change in other properties of the microwave ferrites. The electrical and magnetic properties are characterized where the composition of the ferrites studied was given by the general formula $(MgO)_{1.0}(MnO)_{0.1}(Al_xFe_{1.9-x}O_{2.85}$ with x ranging from 0.1 to 0.4. The saturation magnetization and the ferromagnetic resonance linewidth was decreased by the substituting amount of $Al_2O_3$. The value of coercive field was low enough over the composition of x=O.2 and the high squareness ratio was obtained all over the amount of substitution. It is feasible to select the proper application area with the combination of various properties ; that is, low coercive field, high squareness ratio, optimum saturation magnetization and ferromagnetic resonance linewidth.

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