• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.504-504
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• 2011

최근 디지털 프린팅 기술의 핵심기술로 떠오르고 있는 잉크젯 프린팅 기술은 최근 기존의 문서인쇄 뿐 아니라, 직물 인쇄, 태양전지 등의 다양한 반도체 소자 제조에 널리 활용되고 있으며, 점차 그 응용 분야를 넓혀가고 있다. 특히 thermal 방식의 잉크젯 피린팅 기술은 etching, thin film process, lithography등의 반도체 공정 기술을 이용하여 제작할 수 있기 때문에, 현재 잉크젯 프린팅 기술은 대부분 thermal 방식을 체택하고 있다. 이러한 thermal 잉크젯 프린팅 방법에서는 잉크를 토출시키기 위하여, 전기적 에너지를 열에너지로 전환하는 전자저항막층이 필수적으로 필요하게 되는데, 이러한 전자저항막층은 수백도가 넘는 고온 및 잉크와 접촉으로 인한 부식 및 산화 문제가 발생할 수 있는 열악한 환경에서 사용되므로, Ta, SiN과 같은 보호층을 필수적으로 필요로 한다. 그러나 최근 잉크젯 프린터의 고해상도 고속화, 대면적 인쇄성 등과 같은 다양한 요구 증가에 따라, 잉크젯 프린터의 저전력 구동이 이슈로 떠올라 열효율에 방해가 되는 보호층을 제거할 필요성이 제기되고 있다. 지금까지는 Poly-Si, $HfB_2$, TiN, TaAl, TaN _0.8 등의 물질들이 잉크젯 프린터용 전자저항막 물질로 연구되거나 실제로 사용되어져 왔으나, 이러한 물질들을 보호층을 제거하는 경우 쉽게 산화되거나, 부식되는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 기존 전자저항막의 기능을 만족시키면서, 산화나 부식에 대한 강한 내성을 가져 보호층을 제거하더라도 안정적으로 구동이 가능한 하이브리드 기능성(히터 + 보호층)을 가지는 잉크젯 프린터용 전자저항막 물질의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 자기조립특성을 가져 정밀제어가 가능한 원자층증착법(Atomic Layer Deposition)을 이용하여 원자/나노 단위의 미세 구조 컨트롤을 통해 내열 내산화 내부식성 저온도저항계수를 동시에 가지는 다기능성 전자저항막을 설계 및 개발하고자 하였다. 전자저항막 개발을 위하여 우수한 내부식 내산화성을 가지고 결정립 크기에 따른 온도저항계수 조절이 가능한 platinum group metal들과 전기 저항 및 내열성 향상을 위한 물질의 복합구조막을 원자증증착법으로 증착하였다. 또한, 전자저항막 증착시 미세구조와 공정 변수가 내부식성, 내산화성, 그리고 온도저항계수에 미치는 영향을 체계적으로 연구하여, proto-type의 inkjet printhead를 구현하였다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.19 no.3
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• pp.23-29
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• 2020

Electrochromic (EC) device is an element whose transmittance is changed by electrical energy. Coloring and decoloring states can be easily controlled and thus used in buildings and automobiles for energy saving. There exist several types of EC devices; EC using electrolytes, polymer dispersed liquid crystal (PDLC), and suspended particle device (SPD) using polarized molecules. However, these devices involve solutions such as electrolytes and liquid crystals, limiting their applications in high temperature environments. In this study, we have studied all-solid-state EC device based on Tin(IV) oxide (SnO₂). A coloring phase is achieved when electrons are accumulated in the ultraviolet (UV)-treated SnO₂ layer, whereas a decoloring mode is obtained when electrons are empty there. The UV treatment of SnO₂ layer brings in a number of localized states in the bandgap, which traps electrons near the conduction band. The SnO₂-based EC device shows a transmittance of 70.7% in the decoloring mode and 41% in the coloring mode at a voltage of 2.5 V. We have achieved a transmittance change as large as 29.7% at the wavelength of 550 nm. It also exhibits fast and stable driving characteristics, which have been demonstrated by the cyclic experiments of coloration and decoloration. It has also showed the memory effects induced by the insulating layer of titanium dioxide (TiO₂) and silicone (Si).

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.40-41
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• 2002

차세대 반도체 및 나노소자 산업에 대한 국제적 기술은 고밀도 직접화의 추세에 따라서 .게이트 산화막의 두께가 급속히 작아지는 추세이다. 지금까지 이산화규소(A1₂O₃)가 게이트 산화막으로 주로 사용되어 왔으나 점차 SiON 혹은 high k 박막으로 바뀌고 있다. 본 연구에서는 차세대 반도체 소자에 사용될 게이트 산화막 물질인 SiON 박막과 Al₂O₃박막에 대한 SE(Spectroscopic Ellipsometry)분석 모델을 확립하였고, SE 측정결과를 TEM, MEIS, XRR의 결과들과 비교하였다. SiON 박막의 굴절률 값은 Si₃N₄와 SiO₂가 물리적으로 혼합되어 있다고 가정하여 Bruggeman effective medium approximation을 사용하여 구하였다. 동일한 시료를 절단하여 TEM, MEIS, 그리고 XRR에 의하여 SiON 박막의 두께를 측정하였으며, 그 결과 SE와 XRR에 의해 얻어진 박막두께가 TEM과 MEIS의 결과 값보다 약 0.5 nm 크게 주어짐을 알 수 있었다(Table 1 참조). 본 연구결과는 비파괴적이며 비접촉식 측정방법인 SE가 2～4nm 두께의 초미세 SiON 박막의 두께와 N 농도의 상대적 값을 빠르고 쉽게 구할 수 있는 유용한 측정방법 임을 보여주었다. 기존의 게이트 산화물인 SiO₂를 대체할 후보 물질들 중의 하나인 A1₂O₃의 유전함수를 구하기 위하여 8 inch, p-type 실리콘 기판 위에 성장된 5 nm, 10 nm, 및 20 nm 두께의 A1₂O₃ 박막의 유전함수와 두께를 측정하였다. 이 시료들에 대한 SE data는 vacuum-UV spectroscopic ellipsometer를 사용하여 세 개의 입사각에서 0.75 eV에서 8.75 eV까지 0.05 eV 간격으로 측정되었다. A1₂O₃ 박막의 유전함수와 두께를 얻기 위하여 공기층/A1₂O₃ 박막/Si 기판으로 구성된 3상계 모델을 사용하였다. Si 기판에 대한 복소 유전함수는 문헌상의 값(1)을 사용하였고, A1₂O₃ 박막의 유전함수는 5개의 미지상수를 갖는 Tauc- Lorentz(TL) 분산함수(2)를 사용하였다. A1₂O₃ 박막의 경우 두께가 증가함에 따라서 굴절률이 커짐을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.139-139
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• 2016

반도체 다마신배선용 도금용 구리도금첨가제는 대표적으로 accelerator, suppressor 및 leveler 첨가제를 사용하여 다마신 패턴을 채우고 평탄화를 시킬 수 있다. Si 반도체 공정기술에 기반한 정확한 구조분석을 통해 각각의 첨가제의 기능이 비교적 체계적으로 연구되었으며, 최근에는 유속영향을 많이 받는 것으로 알려진 leveler 첨가제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 대표적 leveler 첨가제의 하나인 Janus Green B(JGB, $C_{30}H_{31}ClN_6$)를 0 ~ 1 mM을 첨가하여 Si 기판위에 증착된 Cu 씨드층 상의 도금후 표면상태 및 불순물의 농도를 분석하고, 이 박막층들의 결정립 성장 경향성을 electron backscattered diffraction(EBSD) 분석을 통해 진행하였다. C, H, N 등의 불순물이 JGB 농도와 선형적 관계를 가지고 증가하는 것을 알 수 있었으며, S와 O의 불순물도 JGB 농도 증가에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 0.1 mM 첨가한 경우에 60% 정도 결정립 성장이 진행된 것을 알 수 있었으며, 0.2 mM을 넣은 경우에는 결정립 성장이 일어나지 않은 것을 알 수 있었다. 흥미로운 점은 4 point probe를 통한 면저항 측정을 통해 EBSD를 통한 결정립성장이 관찰되지 않은 0.2 mM JGB를 첨가한 경우에 대해서도 면저항의 감소가 관찰되며, 오히려 JGB 농도가 높을수록 이러한 면저항의 감소가 빠르게 시작되는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 JGB 농도 증가에 따라 박막층의 불순물의 농도가 증가하고 막내에 존재하는 불순물의 농도가 증가하면 내부응력장이 커짐으로 인해 더욱 빠른 속도로 불순물의 재배치가 일어난 것으로 보인다. 이러한 불순물이 결정립계면에 편석되는 경우에 pinning을 통해 결정립계면의 이동을 저하시킬 수 있으므로 결정립의 성장 억제가 가능해진 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.106.2-106.2
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• 2013

본 논문은 반도체 및 평판 디스플레이 생산공정에서 가동되고 있는 건식 진공펌프들의 정밀 상태진단 및 예지 보수를 위한 pump monitoring system (PMS)의 제품화에 필요한 프로그램의 개발 내용을 소개한다. 본 연구에서 소개하는 건식 진공펌프들의 정밀 상태진단 및 예지보수기법은 PCT 특허 2 건으로 이미 등록된 내용이며, 본 논문은 이들 기법의 실제 구현에서 직면하는 기술적 문제점과 극복 방안을 제시한다. 본 논문에서는 현재 반도체 공정에 사용되고 있는 건식 진공펌프들로부터 측정하는 다중 상태변수들의 조사 결과를 소개한다. 이들 상태변수 측정치들이 갖는 개략적 특성을 통계적 분포함수로 분석한 결과를 우선 보인다. 특히 펌프 구동모터들의 소비 전류신호는 두 평균값에 대한 분포 즉 두 종의 분포함수를, 그리고 온도, purge gas 유량, 배기구 압력 등은 정상적 평균값에 대한 한나의 분포를 보였다. 따라서 구동모터들의 소비전류의 분포 즉 두 상하 수준('low and high' current level)에 따라 batch data를 구분하는 방법의 개발이 필요하였다. 본 연구에서는 step 함수형 eigenvector를 적용하여 소비전류 신호의 상하수준 천이 영역과 방향을 동시에 인식할 수 있는 기법을 개발 적용하였으며, 3300회의 배출가스 부하에 변화에 대한 천이 영역과 방향을 인식에 하나의 실패도 보이지 않음을 확인하였다. 기존의 측정 상태변수에는 회전기계류의 정밀 상태진단 및 예지보수에 핵심적인 기계진동 측정용 진동센서를 포함하고 있지 않은 기술적 문제점이 발견되었다. 기존 진동센서들의 높은 가격 뿐 아니라 진동센서의 출력신호를 저/중/고역 주파수 대역의 실효치로 환산하는 기술적 한계 때문에 진공펌프 상태진단에 아직 사용하고 있지 않고 있다. 본 연구에서는 진동선서 비용의 저감화 방안뿐 아니라 로터 회전 대역(250Hz 이하 저주파 영역), 베어링 진동 대역(250 Hz~2.5 kHz의 중간 주파수 영역), 그리고 기어 진동 대역(2.5 kHz~10 kHz 주파수 영역)별 실효치를 실 시간 측정할 수 있는 진동측정 모듈의 제품화 모델을 개발하였다. 개발 제품의 성능 뿐 아니라 현장 시험결과를 소개한다. 마지막으로 본 연구팀이 개발한 PCT 특허 2 건에 포함된 건식 진공펌프들의 정밀 상태진단 및 예지보수기법에 대한 현장 시험결과를 간략히 소개한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.6
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• pp.9-13
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• 2019

In this study, a miniature thin film-patterned heater was fabricated on a silicon substrate using semiconductor process technology and the thermal characteristics of the applied voltage, power, and temperature of the thin film heater were measured and analyzed. The temperature of the thin film pattern heater increased with increasing power, but the temperature increase rate was gradual at high power intervals. The characteristics of the high temperature section of the platinum thin film-patterned heater were analyzed using the heat resistance model under atmospheric and vacuum conditions. The thermal resistance measured in a vacuum atmosphere was 0.79 [K/mW] higher than the heat resistance value 0.69 [K/mW] in air. The temperature of the thin film pattern heater can be maintained at a low power in a vacuum rather than in air, and these results are expected to be utilized in the structural design of a thin film-patterned heater element.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.11 no.2
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• pp.10-15
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• 2021

In this paper, we formed perovskite (CH3NH3PbI3) thin films on glass with wet coating methods, and used various analytical techniques to discuss film thickness, surface roughness, crystallinity, composition, and optical property. The coated semiconductor material has no defects and is uniform, the surface roughness value is very small, and a high absorption rate has been observed in the visible light area. Next, in order to implement the hole shape in the organic-inorganic layer, Samples in the order of a metal mask with holes at regular intervals, a glass coated with a perovskite material, and a magnet were etched with atmospheric pressure plasma equipment. The shape of the hole formed in the perovskite material was analyzed by changing the time. It can be seen that more etching is performed as the time increases. The sample with the longest processing time was examined in more detail, and it was classified into 7 regions by the difference according to the location of the plasma.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.21 no.2
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• pp.101-106
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• 2022

In this paper, WBG semiconductor such as SiC and GaN were applied as power switches for LCL circuit that can be applied to satellite power systems and the test results of the LCL circuit are reported. P-channel MOSFET and N-channel MOSFET, which were generally used in the conventional LCL circuit, were applied together to expand the utility of the test results. The design and stability evaluation were performed using a Micro Cap circuit simulation program. For the test circuit, a module using each switch was manufactured, and a total of 5 modules were manufactured and the steady state and transient state characteristics were compared. From the experimental results, the LCL circuit for power supply of the satellite power system constructed in this paper satisfied the constant current and constant voltage conditions under various operating conditions. The P-channel MOSFET showed the lowest efficiency characteristics, and the three N-channel switches of Si, SiC and GaN showed relatively high efficiency characteristics of up to 99.05% or more. In conclusion, it was verified that the on-resistor of the switch had a direct effect on the efficiency and loss characteristics.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.20 no.4
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• pp.89-95
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• 2021

As the influence of fine dust on society spreads gradually, the public's interest in indoor air is increasingly rising. Air-purifying plants are drawing keen attention due to their natural purifying function enabled by plant physiology. However, as their fine dust reduction mechanism is limited to adsorption only, vegetation bio-filters that optimize purification effects through integration with air-conditioning systems is rising as an alternative. In accordance with the relevant standard test methods, this study looked into the fine dust reduction assessment method by air-conditioning airflow volume that can be used for the industrial spread of vegetation bio-filters. In the case of PM₁₀ at 300 ㎍/m³, it was in the order of EG-B(3,500CMH, 29 min.) < EG-A (2,500CMH, 37 min.) < CG(0CMH, 64 min.) for reaching the maintenance level (100 ㎍/m³) of publicly used facilities. For reaching the WHO Guideline(50 ㎍/m³) requirement, it was in the order of EG-B (51 min.) < EG-A (160 min.) < CG (170 min.). In the case of PM_2.5, it was in the order of EG-B (26 min.) < EG-A (33 min.) < CG (57 min.) for reaching the maintenance level (50 ㎍/m³) of publicly used facilities. It was in the order of EG-B (48 min) < EG-A (140 min) < CG (158 min) for reaching the WHO Guideline (25 ㎍/m³) requirement. The findings from the analysis showed that fine dust can be reduced most efficiently when the system is operated at 3,500CMH level. The limitation of this study is that due to the absence of a way of assessing the stress of plants in vegetation bio-filters, generating optimal air-conditioning air flow of the relevant system and economics analysis against the existing facility-type air purification system have been clarified, which should be explored further though follow-up studies.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.21 no.3
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• pp.80-86
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• 2022

In this paper, the optimal design and circuit simulation verification results of an LLC resonant half-bridge dc-dc converter using a steady-state model with internal loss resistance are reported. Above all, the input/output voltage gain and frequency characteristic equations in the steady-state were derived by reflecting the internal loss resistance in the equivalent circuit. Based on the results, an LLC resonant half-bridge dc-dc converter with an input voltage of 360-420V, an output voltage of 54V, and a maximum power of 3kW was designed, and to verify the design, the PSIM circuit simulation was executed to compare and analyze the result. In particular, the operating range of the converter could be drawn from the frequency characteristic graph of the voltage gain, and when the converter was operated under light and maximum load conditions, it was confirmed that similar results were obtained by comparing simulation results and calculation results in the switching frequency characteristic graph. In addition, the change of the switching frequency with respect to the load current at each input voltage was compared with the calculated value and the simulation result. As a result, it was possible to confirm the usefulness of the analysis result reflecting the internal loss resistance proposed in this paper and the process of the optimal design.