• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.527-536
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• 2000

This paper discusses the design of self-oscillating mixer type low noise down converter using the microwave field effect transistor. The mixer is consists of local oscillator in which high stability dielectric resonator and band pass filter to get rid of spurious oscillation at intermediate frequency stage. The microstrip antenna was integrated in the same substrate which generate 12.3GHz and low noise amplifier was also added after antenna using 3 stage of high electron mobility transistors. The output frequency from the local oscillator was chosen as 11.3GHz for the Ku-band application. The measured phase noise was -804dBc/Hz at 100kHz offset frequency, and the gain was 7～12dB in frequency range from 12.0GHz to 12.7GHz. The noise figure at intermediate frequency stage was 64H. The designed model shows less conversion loss than previous diode type mixer. The proposed mixer can be used in digital satellite broadcasting and communication system and expected to use in next generation low noise block design.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.42 no.12
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• pp.103-112
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• 2005

In this paper, in order to derive the current-voltage characteristics of n-AlGaN/GaN HEMTs with the piezoelectric and spontaneous polarizations, we suggested analytical solutions for the two-dimensional Poisson equation in the AlGaN and GaN regions by taking into account the longitudinal field variation, field-dependent mobility, and the continuity condition of the channel current flowing in the quantum well. Obtained expressions for long and short channel devices would be applicable to the entire operating regions in a unified manner. Simulation results show that the drain saturation current increases and the cutoff voltage decreases as drain voltage increases. Compared with the conventional models, the present model seems to provide more reasonable explanation for the drain-induced threshold voltage roll-off and the channel length modulation effect.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.616-616
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• 2013

그래핀(Graphene)은 열전도도가 높고 전자 이동도(200,000 cm2V-1s-1)가 우수한 전기적 특성을 가지고 있어 전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor; FET), 유기 전자 소자(Organic electronic device)와 광전자 소자(Optoelectronic device) 같은 반도체 소자에 응용 가능하다. 최근에는 아크 방출(Arc discharge method), 화학적 기상 증착법(Chemical vapor deposition; CVD), 이온-조사법(Ionirradiation)등을 이용한 이종원자(Hetero atom)도핑과 화학적 처리를 이용한 기능화(Functionalization)등의 방법으로 그래핀의 전도도를 향상시킬 수 있었다. 그러나 이러한 방법들은 기판의 표면을 거칠게 하며, 그래핀에 많은 결함들이 발생한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 자가조립 단층막법(Self-assembled monolayers; SAMs)을 이용하여 기판을 기능화한 후 그 위에 그래핀을 전사하면, 자가조립 단층막의 기능기에 따라 그래핀의 일함수를 조절 가능하고 운반자 농도나 도핑 유형을 변화시켜 소자의 전기적 특성을 최적화 할 수 있다 [1-3]. 본 연구에서는 PET(polyethylene terephthalate) 기판에 SAMs를 이용하여 유연하고 투명한 그래핀 전극을 제작하였다. 산소 플라즈마와 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)를 이용하여 PET 기판 표면 위에 하이드록실 기(Hydroxyl group; -OH)와 아민 기(Amine group; -NH2)를 순차적으로 기능화 하였고, 그 위에 화학적 기상 증착법을 이용하여 합성한 대면적의 균일한 그래핀을 전사하였다. PET 기판 위에 NH2 그룹이 존재하는 것을 접촉각 측정(Contact angle measurement)과 X-선 광전자 분광법(Xray photoelectron spectroscopy: XPS)을 통해 확인하였으며, NH2그룹에 의해 그래핀에 도핑 효과가 나타난 것을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 전류-전압 특성곡선(I-V characteristic curve)을 이용하여 확인하였다. 본 연구 결과는 유연하고 투명한 기판 위에 안정적이면서 패턴이 가능하기 때문에 그래핀을 기반으로 하는 반도체 소자에 적용 가능할 것이라 예상된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.50-52
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• 2006

본 논문은 고성능 다결정 실리콘(Poly-Si) 박막 트랜지스터 (Thin Film Transistor)에서 단일 수직 그레인 경계(Single Perpendlcular Grain Boundary)가 고온 캐리어 스트레스(Hot Carrier Stress) 및 정전류 안정성 평가에서 어떠한 효과를 보이는가에 대해서 살펴보았다. 고온 캐리어 스트레스 하에서($V_G=V_{TH}+1V,\;V_D$ =12V),그레이 경계가 없는 다결정 실리콘 TFT와 비교했을 때 그레인 경계를 가지고 있는 다결정 실리를 TFT는 전기 전도(Electric Conduction)에 작용하는 자유 캐리어(Free Carrier)의 개수가 적기 때문에 상대적으로 더욱 우수한 전기적 특성을 나타낸다. 먼저 1000초 동안 고온 캐리어 스트레스를 가해준 결과 단일 그레인 경계를 가진 다결정 실리콘에서의 트랜스 컨덕턴스(Transconductance)의 이동 정도는 5% 미만으로 확인되었다. 반면에 같은 스트레스 조건 하에서 그레인 경계가 존재하지 않는 다결정 실리콘의 경우에는 그 이동 정도가 약 25%에 달하는 것으로 측정되었다. 다음으로 정전류 스트레스(Constant Current Stress) 인가시, 수직형 그레인 경계가 채널 영역 내에 존재하지 않는 다결정 실리콘 TFT는 드레인 접합 부분의 전계 세기를 비교했을 때, 그레인 경계를 가지고 있는 다결정 실리콘 TFT보다 상대적으로 낮은 원 인 때문에 적게 열화되는(Degraded) 특성을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.19-19
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• 2007

Excimer laser annealing (ELA) 방법을 이용하여 결정화하고 게이트 절연체로써 high-k 물질을 가지는 다결정 실리콘박막 트랜지스터의 전기적 특성을 평가하였다. 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 비결정질 실리콘 박막 트랜지스터 보다 높은 전계 효과 이동도와 운전 용이한 장점을 가진다. 기존의 결정화 방법으로는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 높은 열 공급을 피할 수 없기 때문에, 매몰 산화막 위의 비결정질 박막은 저온에서 다결정 실리콘 결정화를 위해 KrF excimer laser (248nm)를 이용하여 가열 냉각 공정을 했다. 게다가 케이트 절연체로써 atomic layer deposition (ALD) 방법에 의해 저온에서 20 nm의 고 유전율을 가지는 $HfO_2$ 박막을 증착하였다. 알루미늄은 n-MOS 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 사용되었다. 금속 케이트 전극을 사용하여 게이트 공핍 효과와 관계되는 케이트 절연막 두께의 증가를 예방할 수 있고, 게이트 저항의 감소에 의해 소자 속도를 증가 시킬 수 있다. 추가적으로, 비결정질 실리콘 박막의 결정화 기술로써 사용된 ELA 방법은 SPC (solid phase crystallization) 방법과 SLS (sequential lateral solidification) 방법에 의해 비교되었다. 결과적으로, ELA 방법에 의해 결정화된 다결정 실리콘 박막의 결정도와 표면 거칠기는 SPC와 SLS 방법에 비해 개선되었다. 또한, 우리는 ELA 결정화 방법에 의한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터로부터 우수한 소자 특성을 얻었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.13 no.1 s.38
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• pp.37-42
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• 2006

The preparation and processing of PVP-gate insulators on the device performance have been studied in the fabrication of organic thin film transistors (OTFTs). One of polyvinyl series, poly-4-vinyl phenol(PVP) was used as a solute and propyleneglycol monomethyl etheracetate(PGMEA) as a solvent in the formation of organic gate solutions. The cross-linking of organic insulators was also attempted by adding the thermosetting material, poly (melamine-co-formaldehyde) as a hardener in the compounds. From the measurements of electrical insulating characteristics of metal-insulator-metal (MIM) samples, PVP-based insulating layers showed lower leakage current according to the increase of concentration of PVP and poly (melamine-co-formaldehyde) to PGMEA in the formation of organic solutions. The PVP(20 wt%) copolymer with composition of 20 wt% PVP to PGMEA and cross-linked PVPs in which 5 wt% and 10 wt% poly (melamine-co-formaldehyde) hardeners had been additional]y mixed into PVP(20 wt%) copolymers were used as gate dielectrics in the fabrication of OTFTs, respectively. In our experiments, the maximum field effect mobility of $0.31cm^2/Vs$ could be obtained in the 5 wt% cross-linked PVP(20 wt%) device and the highest on/off current ratio of $1.92{\times}10^5$ in the 10 wt% cross-linked PVP(20 wt%) device.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.23 no.2
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• pp.53-58
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• 2022

Here, the surface characteristics of the dielectric were controlled by introducing the self-assembled monolayers (SAMs) as the intermediate layers on the surface of the AlOx dielectric, and the electrical performances of the organic charge modulated transistor (OCMFET) were significantly improved. The organic intermediate layer was applied to control the surface energy of the AlOx gate dielectric acting as a capacitor plate between the control gate (CG) and the floating gate (FG). By applying the intermediate layers on the gate dielectric surface, and the field-effect mobility (μ_OCMFET) of the OCMFET devices could be efficiently controlled. We used the four kinds of SAM materials, octadecylphosphonic acid (ODPA), butylphosphonic acid (BPA), (3-bromopropyl)phosphonic acid (BPPA), and (3-aminopropyl)phosphonic acid (APPA), and each μ_OCMFET was measured at 0.73, 0.41, 0.34, and 0.15 cm2V-1s-1, respectively. The results could be suggested that the characteristics of each organic SAM intermediate layer, such as the length of the alkyl chain and the type of functionalized end-group, can control the electrical performances of OCMFET devices and be supported to find the optimized fabrication conditions, as an efficient sensing platform device.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.196-196
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• 2012

염료감응 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 단가가 낮고 반투명하며 친환경적 특성으로 차세대 태양전지로 주목을 받았으나 염료의 안정성의 문제와 특정 파장대의 빛만 흡수하는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 양자구속 효과에 의해 크기에 따라 밴드갭 조절이 용이하여 다양한 파장대의 빛을 흡수 할 수 있는 양자점 감응태양전지가 많은 관심을 받고 있다. 하지만 양자점 감응 태양 전지의 활성층으로 사용되는 반도체 산화물인 이산화티타늄의 두께는 $13{\sim}18{\mu}m$로 짧은 확산거리로 인해 전하수집의 한계를 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 인듐 주석 산화물 나노선을 합성하여 전자가 광전극에 직접유입이 가능하도록 해 빠른 전하이동 및 전하수집을 가능하게 한다. 인듐 주석 산화물 나노선은 증기수송 방법(VTM)을 이용하여 인듐 주석 산화물 유리 기판 위에 $5{\sim}30{\mu}m$ 길이로 합성하였다. 전해질과 전자가 손실되는 것을 방지하기 위해 원자층 증착법(ALD)을 이용하여 이산화 티타늄 차단층을 20 nm 두께로 코팅한 후 화학증착방법(CBD)을 이용하여 인듐 주석 산화물 나노선-이산화 티타늄 코어-쉘 구조를 만든다. 마지막으로 황화카드뮴, 카드늄셀레나이드, 황화아연을 증착시킨 후 다황화물 전해질을 이용하여 양자점 감응 태양전지를 제작하였다. 특성 평가를 위해 전계방사 주사전자현미경, X-선 회절, 고분해능 투과 전자 현미경을 이용하며 intensity modulated photocurrent spectroscopy (IMPS), intensity modulated voltage spectroscopy (IMVS)를 이용하여 전하수집 특성평가를 하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.43 no.2 s.344
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• pp.13-17
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• 2006

Pentacene channel for organic thin film transistor was deposited on the SiOC film by thermal evaporation. The growth of pentacene is related with the Diels-Alder reaction and the nucleophilic reaction by the thermal induction. The surface is an important factor to control the recursive Diels-Alder reaction for growing of pentacene on SiOC far The terminal C=C double bond of pentacene molecule was broken easily as a result of attack of the nucleophilic reagents on the surface of SiOC film. The nucleophilic reaction can be accelerated by increasing temperature on surface, and it maks pentacene to grow hardly on the SiOC film with a flow rate ratio of $O_2/(BTMSM+O_2)=0.5$ due to its inorganic property. The nucleophlic reaction mechanism is $SN_2(bimolecular nucleophilic substitution)$ type.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.427-427
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• 2013

잉크젯 프린팅 방법은 전도성 고분자 물질을 잉크 재료로 사용하여 전자 소자의 전극 패턴을 형성할 수 있으며 비접촉, drop-on-demand 공정으로 현재 많은 관심을 받고 있는 연구 분야이다. Ag는 $1.59{\mu}m{\cdot}cm$의 저항을 나타내는 가장 낮은 저항을 가지고 있는 물질 중의 하나이며, Ag 전도성 잉크는 고전도 패턴의 형성을 위해 현재 많이 사용되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 a-IGZO 박막을 채널층으로 사용하여 Ag S/D 전극을 잉크젯 프린팅 방법으로 형성하여 산화물 트랜지스터를 제작하였다. a-IGZO 채널층은 $SiO_2$가 증착된 Si 기판위에 스퍼터링 방식으로 80 nm의 두께로 형성하였다. Ag S/D 전극은 10 pl의 카트리지가 장착된 Fujifilm Dimatix DMP 2800 장비를 사용하여 형성하였으며, 프린팅 후 $130^{\circ}C$로 20분간 열처리를 하였다. Fig. 1은 잉크젯 프린팅된 Ag S/D을 가진 a-IGZO의 트랜지스터 특성을 보여준다. 채널 W/L가 90/$50{\mu}m$ 구간에서 드레인 전압이 50 V 일때, 전계효과이동도 $0.27cm^2$/Vs, 문턱전압 6.03 V, 문턱전압 아래의 기울기 값은 2.06 V/dec를 얻었다. 이와 같은 특성은 잉크젯 프린팅 방법으로 Ag S/D 전극을 형성함으로써 산화물 TFT에서 잉크젯 프린팅 방식의 다양한 응용 가능성을 확인할 수 있었다.