• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.45 no.5
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• pp.50-57
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• 2008

In this paper, a high-efficiency charge pump for use in CMOS image sensor(CIS) is proposed. The proposed charge pump pursues high pumping efficiency by minimizing the switching and reversion losses by taking advantage of operation characteristics of CIS. That is, the proposed charge pump minimizes the switching loss by dynamically controlling the size of clock driver, pumping capacitor, and charge transfer switch based on the operation phase of CIS pixel sensor. The charge pump also minimizes the reversion loss by guaranteeing a sufficient non-overlapping period of local clocks using a tri-state local clock driver adapting the schmitt trigger. Comparison results using a 0.13-um CMOS process technology indicate that the proposed charge pump achieves up to 49.1% reduction on power consumption under no loading current condition as compared to conventional charge pump. They also indicate that the charge pump provides 19.0% reduction on power consumption under the maximum loading current condition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.315-316
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• 2012

반도체와 금속배선의 확산을 방지하기 위한 확산방지막의 필요성이 대두되고 있으며, 이에 대한 연구는 많은 연구 그룹에서 진행중에 있다. 하지만 이러한 연구의 대부분은 전기적, 결정학적 특성에 대하여 안전성 및 재료학적 연구에 국한되어 진행되어졌다. 본 연구그룹은 텅스텐(W)을 질화시킨 W-N 확산방지막에 대하여 연구를 진행하였고, 역시 결정학적 특성에 대한 열적인 안전성을 주로 연구하였으나, 본 연구에서는 W-N 박막의 나노영역에 대한 기계적 특성 평가에 주안점을 두어 W-N 박막의 stress를 nano-indenter 기법을 이용하여 측정하고자하였다. 특히 공정시간의 단축 효과 등의 이유로 박막의 두께를 감소시키는 현재 추세에 맞춰 더 얇은 W-N 확산방지막을 제작하였으며, 이에 대한 분석을 실시하였다. W-N 확산방지막은 Ar(Argonne), $N_2$ (nitrogen) 총유량을 40 sccm으로 고정하여, 질소 유입 조건을 0, 0.5, 1 sccm 으로 변화시켜 Si (silicon) (100) 기판 위에 rf (radio-frequency) magnetron sputter를 이용하여 증착하였다. 이때 W-N 박막의 두께를 30, 100 nm로 달리하여 증착하였으며, 증착된 박막은 질소 분위기 $600^{\circ}C$에서 30분간 열처리하였다. 증착된 시료는 nano-indent를 통하여 표면으로부터 10 nm 부근의 극 표면 물성을 측정하였다. 측정 결과, $N_2$ 가스의 유량을 0.5 sccm 흘려주면서 증착한 W-N 박막이 $N_2$가스를 흘려주지 않은 W 박막과 비교하여 압축응력을 덜 받아 비교적 열에 대하여 안정적임을 확인하였다. 또 30 nm 두께의 W-N 박막이 100 nm 두께의 W-N 박막보다 더 기계적으로 안정적인 상태임을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.6
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• pp.450-455
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• 2000

For further scaling down of the silicon devices, the application of low dielectric constant materials instead of silicon oxide has been considered to reduce power consumption, crosstalk, and interconnection delay. In this paper, the effect of $O_2/SF_6$ plasma chemistry on the etching characteristics of polyimide-one of the promising low-k interlayer dielectrics-has been studied. The etch rate of polyimide decreases with the addition of $SF_6$ gas due to formation of nonvolatile fluorine compounds inhibiting reaction between oxygen and hydrocarbon polymer, while applying substrate bias enhances etching process through physical attack. However, addition of small amount of $SF_6$ is desirable for etching topography. $SiO_2$ hard mask for polyimide etching is effective under $O_2$plasma etching(selectivity~30), while $O_2/SF_6$ chemistry degrades etching selectivity down to 4. Based on the above results, $1-2\mu\textrm{m}$ L&S PI2610 patterns were successfully etched.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.30-30
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• 2018

스마트 도금공장을 구축하기 위해서는 도금액 내부의 화학 물질 농도 변화를 측정할 수 있는 화학 센서 기술이 필수적으로 요구된다. 와트욕은 대표적인 고속 니켈 도금액 중 하나로 기본적으로 황산니켈, 염화니켈, 보릭산의 염과 함께 케리어(type-1 광택제), 광택제(type 2-광택제), 응력 제어제 등의 유기 첨가제로 구성되어 있다. 이러한 유기 첨가제는 전차된 니켈층의 두께 균일도, 조도, 미세 구조, 내부 응력 등 다양한 특성을 제어하며, 정밀한 농도 관리가 필수적으로 요구되나, 분석 기술의 부재로 인하여 지금까지도 대부분의 액관리는 할셀법이나 작업자의 경험에 의존하고 있다. Cyclic voltammetry stripping(CVS) 방법은 전기화학 분석 과정에서 나타나는 첨가제의 가속, 감속 특성 등과 여기에 수반되는 stripping peak의 변화를 이용하여 개별 첨가제의 농도를 측정하는 방법이며, 지금까지 인쇄회로기판의 비아필 공정, 전해 동박 제조, 반도체 배선 등 구리도금 산업 전반에 걸쳐 첨가제 관리에 효과적으로 적용되고 있다. 그러나 수소 발생으로 인한 stripping 효율 문제로 인하여 니켈, 주석, 아연 등 표준 환원 전위가 높은 금속 도금액 내부 첨가제 농도 측정은 아직 어려운 상황이다. 본 연구에서는 이 문제를 극복하기 위해 염소를 과량 첨가한 구리 도금액을 CVS 분석의 base 용액으로 이용하여 니켈 도금액 내부 여러 광택제 (polyetylene glycol(PEG) 계열, thiourea 계열, 2-butyne-1,4-diol 등) 농도를 측정하는 법을 제시하였다. 제시된 방법은 CVS 분석 과정에서 구리-염소 사이의 상호 작용으로 인해 생성되는 3가지 stripping peak의 상대적인 크기 변화가 첨가제 농도에 따라 영향을 받는다는 사실에 기반하였다. 본 연구에서는 여기에 관한 원인에 대해 고찰하였으며, 제시된 방법을 통해 광택제 계열 첨가제 농도 측정을 선택적으로 할 수 있다는 것을 증명하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.23 no.11
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• pp.661-665
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• 2013

We investigated the characteristics of electroless plated Cu films on screen printed Ag/Anodized Al substrate. Cu plating was attempted using neutral electroless plating processes to minimize damage of the anodized Al substrate; this method used sodium hypophosphite instead of formaldehyde as a reducing agent. The basic electroless solution consisted of $CuSO_4{\cdot}5H_2O$ as the main metal source, $NaH_2PO_2{\cdot}H_2O$ as the reducing agent, $C_6H_5Na_3O_7{\cdot}2H_2O$ and $NH_4Cl$ as the complex agents, and $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ as the catalyser for the oxidation of the reducing agent, dissolved in deionized water. The pH of the Cu plating solutions was adjusted using $NH_4OH$. According to the variation of pH in the range of 6.5~8, the electroless plated Cu films were coated on screen printed Ag pattern/anodized Al/Al at $70^{\circ}C$. We investigated the surface morphology change of the Cu films using FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscopy). The chemical composition of the Cu film was determined using XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy). The crystal structures of the Cu films were investigated using XRD (X-ray Diffraction). Using electroless plating at pH 7, the structures of the plated Cu-rich films were typical fcc-Cu; however, a slight Ni component was co-deposited. Finally, we found that the formation of Cu film plated selectively on PCB without any lithography is possible using a neutral electroless plating process.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.8 no.6
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• pp.500-505
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• 1997

Experimental amorphous photodiode is fabricated on CMOS IC using a-Si:H p-i-n structure. Amorphous photodiode is scuccessfully integrated on CMOS IC using amorphous Si produced by PECVD system. The PECVD system can deposit a-Si:H at low temperature so that photodiode can be integrated with CMOS IC structure without any process incompatibility. The fabricated amorphous photodiode has a breakdown voltage of below -20 V, a leakage current of about 1 $\mu\textrm{A}$, and turn-on voltage of 0.6~0.8 V. It is demonstrated that the photocurrent of optical signal can be turned on and off by a small voltage and the fabricated amorphous p-i-n photodiode can be used as an optical switch.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.11
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• pp.231-237
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• 2014

In this paper, we have proceeded research for failures of semiconductor device stressed by Pressure Cooker Test(PCT). After PCT stress, we found various failures such as delamination between aluminium line and device layers and chemical composition transition of aluminium. We have executed the analysis using the physical and chemical observation equipments. There were the main failures that aluminium loss of aluminium pad is occurred and $Al_xO_y$($Al_2O_3$ or $Al(OH)_3$)) layer is formed abnormally. The primary cause of the failures is reaction of supplied fluorine or chlorine gases and infiltrated moisture during etching process.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.53-53
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• 2007

반도체 소자의 고집적화, 미세화 화로 인해 반도체의 동작속도를 증가시키기 위하여 Cu를 이용한 금속배선이 주목받게 되었으나, 높은 압력으로 인한 보은 Cu 영역에서 과잉 디슁 현상과 에로젼을 유도하고 반도체 웨이퍼위의 low-k 물질에 손상을 줌에 따라 메탈라인 브리징과 단락을 초래할 있어, Cu의 단락인 islands를 남김으로서 표면 결항을 제거하지 못한다는 단점을 가지고 있었다. 그래서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존의 CMP에 전기화학을 결합시킴으로서 낮은 하력에서의 Cu평탄화를 달성할 수 있는 ECMP (electrochemical mechanical polishing)기술이 필요하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 전기화학적 기계적 연마(ECMP)작용을 위해, I-V 특성 곡선을 이용하여 패시베이션 막의 active, passive, transient, trans-passive영역의 전기화학적 특성을 비교 분석하였으며, Cu막의 표면 형상을 알아보기 위해 scanning electron microscopy (SEM) 측정과 energy dispersive spectroscopy (EDS)와 X-ray Diffraction (XRD) 분석을 통해 금속 화학적 조성을 조사하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.3
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• pp.233-236
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• 2000

The structural, electrical and chemical characteristics of Al alloy thin film with low impurity concentrations AlW deposited by using dc magnetron sputtering deposition are investigated for the applications as data bus line in the TFT-LCD panel. The deposited thin films show the decrease of resistivity and the increase of grain size after the RTA at $300^{\circ}C$ for 20 min.. Moreover, the resistivity of AlW does not show appreciable grain size dependence after RTA. It is concluded that the decrease of resistivity after RTA is due to the increase of grain size. The annealed AlW is found to be hillock free. And for investigating chemical attack in TFT-LCD etching processing the electric potential of AlW alloy for Ag/AgCl were investigated by cyclic voltammetry. When W wt.% of AlW alloy was higher than about 3%, the electric potential of AlW was more positive than ITO's. Therefore AlW alloy thin film can be propose to use for data bus line.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.21 no.3
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• pp.111-117
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• 2010

A 780 nm monolithic individually addressable 8-beam diode laser with 10mW optical power was developed for use in a laser scanning unit. Beam to beam spacing is $30\;{\mu}m$ and an air bridge interconnection process was developed for individual operations. From electrical and optical characteristic measurements, the developed device is a suitable optical source for a high speed laser scanning unit in multi-function printing systems and laser beam printers.