• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.27 no.6
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• pp.350-355
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• 2014

Bottom-gate tin oxide ($SnO_2$) thin film transistors (TFTs) were fabricated on $N^+$ Si wafers used as gate electrodes. 60-nm-thick $SnO_2$ thin films acting as active layers were sputtered on $SiO_2/Al_2O_3$ films. The $SiO_2/Al_2O_3$ films deposited on the Si wafers were employed for gate dielectrics. In order to increase the resistivity of the $SnO_2$ thin films, oxygen mixed with argon was introduced into the chamber during the sputtering. The mobility of $SnO_2$ TFTs was measured as a function of the flow ratio of oxygen to argon ($O_2/Ar$). The mobility variation with $O_2/Ar$ was analyzed through studies on crystallinity, oxygen binding state, optical properties. X-ray diffraction (XRD) and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) were carried out to observe the crystallinity and oxygen binding state of $SnO_2$ films. The mobility decreased with increasing $O_2/Ar$. It was found that the decrease of the mobility is mainly due to the decrease in the polarizability of $SnO_2$ films.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1277-1278
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• 2008

Pentacene 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극을 폴리머인 Poly(3,4-ethylene dioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)를 사용하여 잉크젯 프린팅 방법으로 제작하였다. 펜타신 박막 트랜지스터는 열 증착법을 사용하여 폴리며 기판위에 100nm의 두께로 증착하였다. 게이트 절연막은 $SiO_2$ 위에 Polymethly Methacrylate (PMMA)를 증착시킨 double layer를 사용하였다. PMMA 위에 증착시킨 pentacene 결정립이 $SiO_2$ 위에 증착한 pentacene 결정립 보다 크게 성장하였고, double layer의 절연막을 씀으로 인해 게이트 누설 전류가 감소함을 보였다. Pentacene 증착 온도에 따른 결정립 크기를 비교하여 가장 적절한 온도를 찾았다. 프린팅 방법을 사용하여 만든 박막 트랜지스터는 전계효과 이동도가 ${\mu}_{FET}=0.023cm^2/Vs$ 이고, 문턱이전 기울기 S.S=0.49V/dec, 문턱전압 $V_{th}=-18V$, $I_{on}/I_{off}$ 전류비 >$10^3$의 전기적 특성을 보였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.289-292
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• 2012

Au electrodes modified with self-assembled monolayers (SAMs) were used to control the work function of source/drain electrodes in triethylsilylethynyl anthradithiophene (TES ADT)-based organic thin film transistors (OTFTs). By using benzothiol (BT) and pentafluorobenzothiol (PFBT) SAMs, the hole injection barrier between Au and the highest occupied molecular orbital (HOMO) of TES ADT was controlled. After a solvent annealing, TES ADT OTFTs with PFBT SAM-treated Au electrodes were found to exhibit high field-effect mobilities of $0.05\;cm^2/Vs$ and on/off current ratios of $10^6$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.194-194
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• 2013

본 연구에서는 a-IGZO 활성층에 다른 dose량의 수소 이온을 조사하여 박막 트랜지스터 소자의 효과를 알아보고, 수소 이온 조사 후, 이온 조사에 따른 불안정한 소자 특성을 안정화시킬 목적으로 후 열처리에 따른 소자 특성을 알아보았다. a-IGZO 활성층에 수소이온을 110keV의 에너지로 가속하여, 수소 이온 조사량을 $1{\times}10^{14}\;ion/cm^2$, $1{\times}10^{15}\;ion/cm^2$, $1{\times}10^{16}\;ion/cm^2$로 조절하였고, 후 열처리 공정은 a-IGZO 활성층에 $1{\times}10^{16}\;ion/cm^2$ 이온조사 후, 대기 분위기로 $150^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $350^{\circ}C$ 각각 1시간 동안 열처리를 진행하였다. Spectroscopy Ellipsometry (SE)로 측정된 3eV이상의 광학적 밴드 갭은 기존에 보고 되었던 비정질 산화물 반도체와도 유사한 밴드 갭을 가지고 있음을 확인하였다. IGZO 박막을 활성층으로 사용하여 수소 이온 조사 공정 후 제작한 박막 트랜지스터는 3.89 $cm^2/Vs$의 전계효과이동도와 0.59V/decade의 문턱전압 이하 기울기를 보았다. 수소 이온 조사 공정을 통한 IGZO 박막 트랜지스터의 output curve가 다소 불안정함을 보였으나, $1{\times}10^{16}\;ion/cm^2$ 이온조사 후, 대기 분위기로 $150^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $350^{\circ}C$ 각각 1시간동안 열처리를 진행한 박막 트랜지스터의 특성은 소자의 불안정성을 보완해줄뿐만 아니라 $350^{\circ}C$ 열처리에서는 16.9 $cm^2/Vs$의 전계효과이동도와 0.33V/decade의 문턱전압 이하 기울기와 같이 더 향상된 박막 트랜지스터의 전기적 특성 결과를 관측하였다. 기존의 연구 되어진 a-IGZO 활성층에 수소이온조사와 후 열처리 공정에 따라 광학적 밴드 갭 에너지 준위의 변화와 박막 및 박막 트랜지스터 특성을 변화시킨다는 결과를 도출하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2017.10a
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• pp.454-456
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• 2017

Current and capacitance-voltage characteristics of tunnel field effect transistor (TFET) with various quantum models were investigated. Density gradient, Bohm quantum potential (BQP), and Vandort quantum correction are used with calibrating against Schrodinger-Poisson model. Drive-currents in all models. are decreased. When only BQP is used, SS and $V_{onset}$ are fixed but drive-current is decreased 3 times more than those of no quantum model. And When BQP with Vandort and density gradient are used, SS increased more than 40 mV./dec and $V_{onset}$ shifted as 0.07 eV.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.21 no.3
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• pp.107-112
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• 2020

Recently, the atomically thin transition-metal dichalcogenide (TMD) semiconductors have attracted much attention owing to their remarkable properties such as tunable bandgap with high carrier mobility, flexibility, transparency, etc. However, because these TMD materials have a significant drawback that they are easily degraded in an ambient environment, various attempts have been made to improve chemical stability. In this research article, I report a method to improve the air stability of WSe₂ one of the TMD materials via surface passivation with an h-BN insulator, and its application to field-effect transistors (FETs). With a modified hot pick-up transfer technique, a vertical heterostructure of h-BN/WSe₂ was successfully made, and then the structure was used to fabricate the top-gate bottom-contact FETs. The fabricated WSe₂-based FET exhibited not only excellent air stability, but also high hole mobility of 150 ㎠/Vs at room temperature, on/off current ratios up to 3×10⁶, and 192 mV/decade of subthreshold swing.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.151-151
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• 2008

갈륨-질화물(GaN) 기반의 고속전자이동도 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)는 마이크로파 또는 밀리미터파 등과 같은 고주파 대역의 통신시스템에 널리 사용되는 전자소자로 각광받고 있다. GaN HEMT는 AlGaN/GaN 또는 AlGaN/InGaN/GaN 등과 같은 이종접합구조(heterostructure)로부터 발생하는 이차원 전자가스(two-dimensional electron gas, 2DEG) 채널을 이용하여 캐리어 구속효과(carrier confinement) 및 이동도의 향상이 가능하다. 또한 높은 2DEG 채널의 면밀도(sheet concentration) 와 전자의 포화 속도(saturation velocity)를 바탕으로 고출력 동작이 가능하여 차세대 이동통신용 전력 증폭기로 주목받고 있다. 그러나 이론적으로 우수한 특성과 달리, 실제 소자에서는 epi 성장시의 결함이나 전위, 표면 상태에 따른 2DEG 감소 등의 영향으로 이론보다 높은 누설 전류와 낮은 항복 전압 특성을 가진다. 특히, 기존의 GaN HEMT 구조에서는 Drain-Side Gate Edge에서의 전계 집중이 항복 전압 특성에 미치는 영향이 크다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 Trapezoidal Gate구조를 이용하여 Drain 방향의 Gate Edge가 완만히 변하는 구조를 제안하였다. 이를 위해 $ATLAS^{TM}$ 전산모사 프로그램을 이용하여 Trapezoidal Gate 구조를 구현하여 형태에 따른 전류-전압 특성 및 소자의 스위칭 특성 및 Gate 아래 채널층에 형성되는 Electric Field의 분산을 조사하고, 이를 바탕으로 고속 동작 및 높은 항복 전압을 갖는 AlGaN/GaN HEMT의 최적화된 구조를 제안하였다. 새로운 구조의 Gate를 적용한 AlGaN/GaN HEMT는 Gate edge에서의 전계를 분산시켜 피크 값이 감소되는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.35D no.12
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• pp.53-58
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• 1998

A buried channel poly-Si TFT (BCTFT) for application of high performance integrated circuits has been proposed and fabricated. BCTFT has unique features, such as the moderately-doped buried channel and counter-doped body region for conductivity modulation, and the fourth terminal entitled back bias for preventing kink effect. The n-type and p-type BCTFT exhibits superior performance to conventional poly-Si TFT in ON-current and field effect mobility due to moderate doping at the buried channel. The OFF-state leakage current is not increased because the carrier drift is suppressed by the p-n junction depletion between the moderately-doped buried channel and the counter-doped body region.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.193.2-193.2
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• 2015

최근 3차원 반도체의 물질적인 한계를 극복하기 위해 2차원 전이금속 칼코게나이드(TMD)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 TMD 물질의 도핑 방법에 대한 수많은 연구에도 불구하고 대부분이 n채널 물질인 MoS2에 대한 것에 국한되어 있다. 게다가 이전의 TMD 도핑 기술 연구 결과는 채널이 도체화 될 정도의 매우 높은 농도의 도핑 현상만을 보여주었다. 이 연구에서 우리는 WSe2로 만든 p형 채널 트랜지스터에서 Octaecyltrichlorosilane(OTS)층의 농도 조절로 제어가 가능한 약한 농도의 p형 도핑기술을 보여준다. 이 p형 도핑 현상은 OTS의 메틸기(-CH3)그룹에 의한 양성 쌍극자모멘트가 WSe2내의 전자 농도를 낮추는데서 기인한다. 제어가 가능한 p형 도핑은 $2.1{\times}10^{11}cm^{-2}$ 사이에서 $5.2{\times}10^{11}cm^{-2}$로 degenerate되지 않은 정도로 WSe2 기반의 광, 전기적인 소자에서 적절한 농도로 최적화 될 수 있다. (도핑 정도에 따른 문턱전압 상승, 전류 on/off율 상승, 전계효과 이동도 상승, 광응답성 하락, 광검출성 하락) 또한 OTS에서 비롯한 p도핑 효과는 대기중에서 오랜시간이 지나도 작은 성능 변화만을 보여주며(60시간 후 18~34% 문턱전압 감소변화량) $120^{\circ}C$의 열처리를 통하여 저하된 성능이 거의 완벽하게 회복된다. 이 연구는 Raman 분광법과 전기적, 광학적 측정을 통하여 분석되었으며 OTS 도핑현상이 WSe2 박막의 두께와 무관함 또한 확인했다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.4
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• pp.259-265
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• 2009

We fabricated the field effect transistor using single crystalline ZnO nanowires synthesized by a conventional thermal evaporation method and investigated their basic properties under the various conditions such as ultraviolet irradiation, reducing gas and electrolyte. The typical carrier concentration and mobility of the single crystalline ZnO nanowire with a diameter of 100 nm and length of 5 um were $1.30{\times}10^{18}cm^{-3}$ and $15.6cm^2V^{-1}s^{-1}$, respectively. The current of ZnO nanowire under ultraviolet irradiation significantly increased about 400 times higher as compared to in the darkness. In addition, the ZnO nanowire showed typical sensing characteristics for $H_2$ and CO due to well-known surface reactions and typical current-voltage characteristics under the 0.1 M NaCl electrolyte.