• 전기의세계
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• 제27권6호
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• pp.4-8
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• 1978

반도체공업은 현대 전자공업의 핵심산업으로 그 비중은 날이 갈수록 커가고 있다. 다시 말하면 오늘날의 반도체산업은 반도체기술의 급격한 발전에 힘입어 반도체소자 자체가 하나의 시스템화하는 경향으로 내닫고 있는 것이다. 따라서 반도체공업이 곧 전자공업이라고 표현해도 과언이 아닐 정도로 그 중요성은 이미 주지하는 사실인 것이다. 우리나라에서는 전자공업의 육성을 위해서는 새로운 차원에서의 방향설정이 필요하다는 것을 절감하고 수년에 걸쳐 그 중추산업인 반도체산업의 육성에 고심노력하여 왔으며 이제는 도약의 단계에 접어들었다고 볼수 있다. 그러나 그러한 목표는 하루아침에 이루어지는 것이 아니며 그때 그때의 문제점을 직시 파악하여 보다 나은 대안을 개척하여 극복해 나아갈 때 이루어 질 것이다. 본 논고에서는 오늘날 우리나라 반도체공업의 위치는 어디까지 왔으며 현시점에서의 문제점은 무엇인가를 정확히 고찰하고 세계 반도체산업의 기술 및 시장동향을 감안하여 기술적인 육성방향과 정책적인 대안을 마련하고자 하는 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.260-260
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• 2011

투명 비정질 산화물반도체는 디스플레이의 구동소자인 박막 트랜지스터에 채널층으로 사용된다. 또한 투명하면서 유연성이 있는 소자를 저비용으로 제작할 수 있는 장점을 가진다. 투명 산화물반도체 재료 중 IGZO는 Si 또는 GaAs와 같은 공유결합성 반도체와는 다른 전자 배치로 전도대가 금속이온의 ns 궤도에서 형성되며, 가전도대가 산소 음이온의 2p 궤도에서 형성된다. 특히 큰 반경의 금속 양이온은 인접한 양이온과 궤도 겹침이 크게 발생하게 되며 캐리어의 효과적인 이동 경로를 제공해줌으로써 다른 비정질 반도체와는 다르게 높은 전하이동도(~10 $cm^2$/Vs)를 가진다. 따라서 저온공정에서 우수한 성능의 TFT소자를 제작할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 TFT 채널층으로 사용하기 위한 a-IGZO박막의 산소분압에 따른 특성변화를 분석 하였다. a-IGZO박막은 Pulsed Laser Deposition (PLD)를 이용하여 산소분압(20~200 mTorr) 변화에 따라 Glass기판에 증착하였다. 증착된 a-IGZO 박막의 구조적 특성으로는 X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), 광학적 특성은 UV-vis spectroscopy 분석을 통해서 알아보았다. TFT 채널층의 조건으로는 낮은 off-current, 높은 on-off ratio를 위해 고저항 ($10^3\;{\Omega}cm$)의 진성반도체 성질과 source/drain금속과의 낮은 접촉저항(ohmic contact) 등의 전기적 성질이 필요하다. 따라서 이러한 전기적 특성확인을 위해 transmission line method (TLM)을 사용하여 접촉저항과 비저항을 측정하였고, 채널층으로 적합한 분압조건을 확인해볼 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.83-87
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• 2023

전자 및 반도체 기술 분야에서는 Si를 대체할 혁신적인 반도체 소재 연구가 활발하게 진행 중이다. 그러나 대체 소재에 대한 연구는 진행 중이지만 2차원 물질을 채널로 사용하는 트랜지스터의 구성요소, 특히 기생 저항과 RF(고주파) 응용 프로그램과의 관계에 대한 연구는 매우 부족한 편이다. 본 연구는 이러한 부족한 부분을 메우기 위해 다양한 트랜지스터 구조에 중점을 두고 전기적 성능에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다. 연구 결과, Access 저항과 Contact 저항이 반도체 소자 성능 저하의 주요 요인 중 하나로 작용함을 확인하였으며, 특히 고도로 scaling down된 경우 그 영향이 더욱 두드러지는 것을 확인하였다. 고주파 RF 소자에 대한 수요가 계속해서 증가함에 따라 원하는 RF 성능을 달성하기 위한 소자 구조 및 구성 요소를 최적화하기 위한 가이드라인을 수립하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 2차원 물질을 채널로 사용하는 다음 세대 RF 트랜지스터의 설계 및 개발에 도움이 될 수 있는 구조적 가이드라인을 제공함으로써 이 목표에 기여할 수 있다.

• 공학교육연구
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• 제3권1호
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• pp.84-91
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• 2000

현대는 시스템화되고 융합화되어가는 시대이다. 시스템이 다른 시스템과 모여 융합되고, 이들이 다시 커다란 형태의 시스템으로 융합되어 다시금 하나의 거대한 시스템이 되곤 한다. 전자소자는 개별소자시대를 지나 소자들이 융합되어 시스템으로 통합되는가 하면 반도체집적화로 시스템화되고 있다. 이 연구는 전자공학 2년제 교육과정을 시대에 따라 시스템 및 반도체 설계 특성화의 방향으로 모듈화하고 학제간의 유기적인 융합을 고려하여 재구성하였다. 이 교육과정은 다학기제의 모듈화 모델로 개발하여 산학연계 현장교육 및 심화교육 등을 가능토록 개발하였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권4호
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• pp.66-73
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• 1997

반도체 스위칭소자를 이용한 커패시터 방전 임펄스 착자기는 착자요크에 순간적인 고전류 임펄스를 방전시켜 여러 종류의 영구자석을 생산하는데 사용된다. 요즈음 이러한 착자기의 비용은 상당히 고가이다. 본 연구에서는 반도체 스위칭 소자를 이용한 커패시터 방전 임펄스 착자기의 비용산정을 위한 방법 및 그 경제적 분석에 대하여 제시하였다. 이를 위하여 5개의 부시스템으로 구성되는 비용 구조를 이용하였다. 특히 Learning Curve를 이용한 임펄스 착자기의 비용감소 및 평가절하에 의한 비용의 변동추이를 관찰하였다. 중용량 착자기와 연결된 철심요크 (브러시레스 직류모터의 8극 회전자 자석용)를 이용하여 신뢰할 수 있는 결과를 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2011

현재 전력 반도체는 신재생/대체 에너지 시스템, 자동차/전기자동차, 디스플레이/LED 드라이브 IC 등과 같이 산업용뿐만 아니라 가정용에서도 그 수요가 급증하고 있다. 이러한 전력 반도체는 각 시스템에서 전력 변환, 분배 및 관리를 하는 역할을 하게 되는데, 이러한 전력 시스템에 적용되기 위해서는 고속 스위칭, 낮은 전력 손실 및 발열, 소형화 등의 특성이 요구되어진다. 이러한 특성을 만족하기 위해 현재 전력반도체는 수평형 소자에서 수직 형태로의 구조적 변경을 꽤하고 있으며, 또한 수직형 구조에서도 더욱 소형화와 고밀도 전류, 낮은 전력 손실 특성을 구현하기 위해 여러 가지 형태의 어레이 기술을 개발하고 있다. 본 연구에서는 사각 형태의 어레이 (square array, mesh type)를 가지는 수직형 TDMOS (Trench double diffused metal oxide effect transistor)에서 트렌치 부분을 중심으로 액티브 영역과 그 외각 영역의 도핑 농도와 접합 깊이의 변화에 따른 전기적 특성 변화를 파악함으로써 TDMOS의 안정적인 구동 영역을 확보하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구는 silvaco 시뮬레이션 툴을 이용하여 실제 소자 제작 공정과 유사한 형태로의 공정을 가상적으로 진행하고, 액티브 영역과 그 외각 영역의 도핑 및 접합 깊이를 결정하는 이온 주입량과, 후속 열처리의 온도와 시간 등을 변화함으로써 그 전기적 특성을 상호 비교하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.775-777
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• 2016

본 연구에서는 반도체 집적회로에 사용되는 단위소자인 nMOSFET, pMOSFET, NPN 트랜지스터를 0.18um 반도체공정으로 제작하고 펄스방사선 영향 분석을 수행하였다. 펄스방사선 조사시험 결과 nMOSFET의 경우 $2.07{\times}10^8rad(si)/s$ 이상의 선량에서 수십 nA의 광전류가 발생되었으며, pMOSFET의 경우 $3{\times}10^8rad(si)/s$ 이상의 선량에서도 광전류가 발생되지 않는 결과를 확인하였다. NPN 트랜지스터의 경우 MOSFET과는 다르게 광전류가 약 1uA 발생되었다. 따라서 내방사선 IC 설계시 BJT 보다는 MOSFET을 시용하여야 한다.

• 반도체공학회 논문지
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• 제2권2호
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• pp.1-9
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• 2024

반도체 소자의 집적도는 높아져 왔으며 이는 더 작고 밀도가 높은 회로 및 소자를 제조하는 것을 의미한다. 이에 따라 다양한 층간 표면을 매끄럽게 유지하여 미세한 패턴을 형성하고 고밀도 회로를 안정적으로 제작하는데 평탄화 기술이 중요한 역할을 한다. 결과적으로 반도체에서의 CMP(chemical mechanical polishing) 공정은 다층 구조 소자를 만들기 위해서 반드시 필요한 공정이 되었다. 일반적으로 CMP 공정의 슬러리 조성은 세리아(ceria), 분산제(dispersant), 물(DI water) 이렇게 3 가지 성분이 균형을 이루는 것이 중요하다. 본 연구에서는 AMP(2-Amino-2-methyle-1-propanol) 함량을 달리한 양쪽성 계면활성제를 사용한 세리아 슬러리 안정성 연구를 수행하였다. 결과적으로 AMP 함량에 따라 카복실기(-COOH) 영향으로 pH 안정화 되었으며, 세리아 슬러리 응집현상이 발생하지 않았으며 분산 안정성 문제가 없는 것으로 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.152-152
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• 2011

Silicon 기반의 환경에서 연구 및 제조되는 전자소자는 반도체의 기술이 발전함에 따라 chip 선폭의 크기가 30 nm에서 20 nm, 그리고 그 이하의 크기로 점점 더 작아지는 요구에 직면하고 있다. 탄소나노 구조와 나노와이어 기술이 Silicon을 대신할 다음세대 기술로 주목받고 있다. 많은 연구결과들 중에서 III-V CMOS가 가장 빠른 접근 방법이라 예상한다. III-V족 물질을 이용하면 electron 보다 수십 배 이상의 이동도를 얻을 수 있으나 p-type의 구조를 구현하는 것이 해결해야 할 문제이다. p-type 3-5 족 화합물을 이용하여 에너지 밴드 갭의 변화를 가능하게 한다면 hole의 이동도를 크게 향상시킬 수 있어 silicon 기반의 p-type 소자보다 2~3배 더 빠른 소자의 구현이 가능하다. 3-5족 화합물 반도체의 성장 기술이 많이 진보되어 이를 이용하여 고속 소자를 구현한다면 시기적으로 더욱 빨리 다가올 것이라 예측한다. 에너지 밴드갭의 변화와 격자 부정합을 고려하여 SI InP 기판에 GaSb 물질을 채널로 사용한 p-type 2-dimensional hole gas (2DHG) 소자를 구현하였다. 관찰된 소자 구조의 박막 상태의 특징을 보이며 10 um ${\times}$ 10 um AFM 측정결과 1 nm 이하의 표면 거칠기를 가지며 상온에서의 hole 이동도는 약 650 cm2/Vs이고 sheet carrier density는 $5{\times}1012$ /cm2의 결과를 확인하였다. 실험결과 InP 기판위에 채널로 사용된 GaSb 박막을 올리는데 있어 가장 중요한 것은 Phosphorus, Arsenic, 그리고 Antimony 물질의 양과 이들의 변화시간의 조절이다. 본 발표에서 Semi-insulating InP 기판위에 electron이 아닌 hole을 반송자로 이용한 차세대 고속 전자소자를 구현하고자 하여 MBE (Molecular Beam Epitaxy)로 p-type 소자를 구현하여 실험하였다. 아울러 더욱 빠른 소자의 구현을 위하여 세계의 유수 그룹들의 연구 결과들과 앞으로 예상되는 고속 소자에 대해서 비교와 함께 많은 기술에 대해 논의하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.199.2-199.2
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• 2015

전이금속 칼코겐화합물(TMD)은 2차원 박막 물질로, 그래핀과 함께 차세대 사물인터넷에 적용할 수 있는 전자소자의 소재로 활용될 것으로 기대되고 있다. 특히 TMD는 그래핀과 다르게 1.2 eV 이상의 넓은 밴드갭을 지녀, 기존 실리콘 기반 반도체 소자를 대체할 차세대 물질로 각광받고 있다. TMD는 또한 실리콘 등의 3차원 반도체보다 광전효율이 뛰어나며, 이를 활용한 광전소자의 개발 및 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 TMD는 그 두께가 나노미터 단위로 매우 얇아 광흡수율이 매우 떨어지는 단점이 있다. 우리는 이러한 TMD 기반 광전소자의 광흡수율을 향상시키기 위해 광전효율이 매우 뛰어난 페로브스카이트(Perovskite)를 TMD 채널 위에 덮음으로써, 이종접합 광전소자를 구현하였다. TMD 물질은 이황화 몰리브데넘($MoS_2$)을 선택하였으며, 광흡수층으로 선택한 페로브스카이트는 $MAPbI_3$을 스핀 코팅을 통해 TMD 채널 층에 접합하였다. 우리는 Photoluminescence 및 UV-Vis 측정을 통해 페로브스카이트 및 페로브스카이트/$MoS_2$ 층의 광특성을 측정하여 페로브스카이트에서 생성된 광캐리어가 확산되어 $MoS_2$에 전달되는 것을 확인하였다. 우리는 추가로 4가지 서로 다른 파장대의 레이저(520, 655, 785, 850 nm)를 이용하여 페로브스카이트 광흡수층이 있을 때와 없을 때의 $MoS_2$ 광검출기의 성능 변화를 관찰하였다.