• 한국진공학회지
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• 제1권3호
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• pp.382-388
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• 1992

Electromigration은 인가된 전계하에서 발생하는 전자풍력에 의한 금속 이온의 현 상이며, 반도체 디바이스의 주요 결함 원인으로 보고되어 왔다. 선폭 1$mu extrm{m}$의 Al-1%Si 금속 박막전도체에 대한 electromigration 수명 실험을 위해 인가된 d.c. 전류밀도는 10MA/cm2 이었고, electromigration에 대한 활성화 에너지 측정을 위한 분위기 온도는 $80^{\circ}C$, 10$0^{\circ}C$ 그리고 $120^{\circ}C$이었다. 평균수명 및 신뢰성에 대한 보호 절연막 효과를 위해 두께 3000 $\AA$의 SiO2 산화막을 sputtering 진공증착기를 사용하여 Al-1%Si 금속 박막 전도체 위에 증착하였 다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. Al-1%Si 금속 박막 전도체의 electromigration에 대한 활성화 에너지값은 0.75eV이었고 온도가 증가함에 따라 Al-1%Si의 수명은 감소하였고 신 뢰성은 향상되었다. SiO2 보호막은 electromigration에 대한 저항성을 크게 함으로써 평균수 명을 향상시켰으며, electromigration failure는 lognormal failure distribution은 갖는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.332.2-332.2
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• 2014

OLED 소자가 소형화됨에 따라 Flexible display를 넘어 Foldable display를 연구 중이며 동시에 신뢰성 및 수명이 중요시 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 신뢰성 및 수명 평가에 대한 한 가지 방법으로 Bending test를 이용하여 소자의 Resistivity 변화를 측정하여 소자의 신뢰성을 확인 하여 보았다. Flexible substrate위에 Ag와 Al을 Cross bridge structure로 각각 증착한 후 bending 시간에 따른 Sheet resistance (Rsh)와 Resistivity (비저항)을 분석 하였다. 100시간 동안의 bending test결과 Ag전극의 Rsh는 $0.104{\Omega}$에서 $0.098{\Omega}$으로 5.67% 감소하였고 비저항은 5.70% 감소하였다. Al전극의 Rsh는 $0.091{\Omega}$에서 $0.063{\Omega}$으로 30.4% 감소하였고 비저항은 30.3% 감소하였다. Foldable에서는 저항 변화가 크게 되면 접히는 부분의 흐르는 전류가 많아지게 되어 소자의 저하를 발생시킨다. 저항변화가 거의 없다는 것은 물질의 안정성이 좋다고 할 수 있다. 실험 결과 Ag의 저항 변화가 Al보다 작으므로 Ag가 Flexible 관련 물질로 더 유용하다는 것을 확인 할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.16-16
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• 2010

반도체 및 LCD 공정이 진행되는 진공 챔버는 유량계, 진공 펌프 및 밸브 등을 이용하여 적절한 공정용 기체와 압력을 제어하게 된다. 공정에 따라 매우 높은 온도를 유지해야 하는 경우도 있다. 챔버 내부의 압력은 유입되는 기체의 시간에 따른 유량 변화에 의하여 주기적으로 변화하게 된다. 이러한 유량 변화는 장기적으로는 결국 펌프의 신뢰성(내구수명)에 영향을 주게 되며, 특히 고유량 및 저유량을 반복하게 되는 공정에 있어서는 더욱 큰 영향을 미치게 된다. 또한 챔버 내부는 다양한 화학적 반응이 일어나며 이러한 공정 기체들의 높은 온도는 결국 챔버에 연결된 펌프의 성능 및 신뢰성에도 영향을 주게 된다. 대부분의 반도체 및 LCD 공정이 이루어지는 압력에서는 전도 및 대류의 열전달 형태보다는 열복사에 의한 영향을 받게 되어 챔버를 적절히 설계한다면 펌프에 직접적으로 전달되는 복사량은 상대적으로 낮고, 펌프에 미치는 영향도 크지 않게 된다. 그러나 압력의 변화에 따라 전도 및 대류의 영향이 커지게 되는 경우에는 펌프 자체 및 성능에 큰 영향을 주게 될 것이다. 터보형 펌프의 국내(KS) 및 국제규격(ISO)의 성능시험방법에는 이러한 온도에 따른 펌프의 성능 특성 변화를 다루고 있지 않으며, 크라이오 펌프인 경우 열복사의 영향에 대한 시험방법이 일부 공개되어 있다[J. Vac. Sci. Technol. A 17(5)]. 본 연구에서는 기체의 유량 및 온도 변화에 따른 진공 펌프의 성능 특성 변화를 고찰하고자 하며, 향후 이러한 시험방법에 대한 표준 절차를 확립하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.328-328
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• 2010

반도체 및 LCD 공정이 진행되는 진공 챔버는 유량계, 진공 펌프 및 밸브 등을 이용하여 적절한 공정용 기체와 압력을 제어하게 된다. 공정에 따라 매우 높은 온도를 유지해야 하는 경우도 있다. 챔버 내부의 압력은 유입되는 기체의 시간에 따른 유량 변화에 의하여 주기적으로 변화하게 된다. 이러한 유량 변화는 장기적으로는 결국 펌프의 신뢰성(내구수명)에 영향을 주게 되며, 특히 고유량 및 저유량을 반복하게 되는 공정에 있어서는 더욱 큰 영향을 미치게 된다. 또한 챔버 내부는 다양한 화학적 반응이 일어나며 이러한 공정 기체들의 높은 온도는 결국 챔버에 연결된 펌프의 성능 및 신뢰성에도 영향을 주게 된다. 대부분의 반도체 및 LCD 공정이 이루어지는 압력에서는 전도 및 대류의 열전달 형태 보다는 열복사에 의한 영향을 받게 되어 챔버를 적절히 설계한다면 펌프에 직접적으로 전달되는 복사량은 상대적으로 낮고, 펌프에 미치는 영향도 크지 않게 된다. 그러나 압력의 변화에 따라 전도 및 대류의 영향이 커지게 되는 경우에는 펌프 자체 및 성능에 큰 영향을 주게 될 것이다. 터보형 펌프의 국내(KS) 및 국제규격(ISO)의 성능시험방법에는 이러한 온도에 따른 펌프의 성능 특성 변화를 다루고 있지 않으며, 크라이오 펌프인 경우 열복사의 영향에 대한 시험방법이 일부 공개되어 있다[J. Vac. Sci. Technol. A17(5)]. 본 연구에서는 기체의 유량 및 온도 변화에 따른 진공 펌프의 성능 특성 변화를 고찰하고자 하며, 향후 이러한 시험방법에 대한 표준 절차를 확립하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.185-185
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• 2013

반도체 트랜지스터의 집적화 기술이 발달하고 소자가 나노미터 크기로 집적화 됨에 따라 문턱 전압의 변동, 높은 누설 전류, 문턱전압 이하에서의 기울기의 열화와 같은 단 채널 효과가 문제되고 있다. 이러한 문제점들은 비 휘발성 플래시 메모리에서 메모리 윈도우의 감소에 따른 retention 특성을 저하시킨다. 이중 게이트 구조의 metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs)은 이러한 단 채널 효과 중에서도 특히 문턱 전압의 변동을 억제하기 위해 제안되었다. 이중 게이트 MOSFETs는 상부 게이트와 하부 게이트 사이의 capacitive coupling을 이용하여 문턱전압의 변동의 제어가 용이하다는 장점을 가진다.기존의 플래시 메모리는 쓰기 및 지우기 (P/E) 동작, 그리고 읽기 동작이 채널 상부의 컨트롤 게이트에 의하여 이루어지며, 메모리 윈도우 및 신뢰성은 플로팅 게이트의 전하량의 변화에 크게 의존한다. 이에 따라 메모리 윈도우의 크기가 결정되고, 높은 P/E 전압이 요구되며, 터널링 산화막에 인가되는 높은 전계에 의하여 retention에서의 메모리 윈도우의 감소와 산화막의 물리적 손상을 초래하기 때문에 신뢰성 및 수명을 열화시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는, 상부 게이트 산화막과 하부 게이트 산화막 사이의 capacitive coupling 효과에 의하여 하부 게이트로 읽기 동작을 수행하면 메모리 윈도우를 크게 증폭시킬 수 있고, 이에 따라 동작 전압을 감소시킬 수 있는 이중 게이트 구조의 플래시 메모리를 제작하였다. 그 결과, capacitive coupling 효과에 의하여 크게 증폭된 메모리 윈도우를 얻을 수 있음을 확인하였고, 저전압 구동 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.356-356
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• 2012

InGaN/GaN로 제작된 Blue chip의 파장에 따른 백색 LED의 성능 저하를 전기적, 광학적 특성을 고려하여 조사하였다. 4가지 파장으로 제작된 백색 LED Sample들은 60 mA, 75 mA, 90 mA의 주입 전류로 장 시간동안 스트레스를 주었다. 또한 형광체가 없는 상태와 있는 상태를 구분하여 패키지의 감쇠 특성을 확인하였다. Blue 피크 파장 437 nm, 주입전류 90 mA, 형광체가 있는 상태와 형광체가 없는 상태에서 패키지의 출력 광세기는 각각 20%, 36%까지 감소하였다. 이는 Blue Chip에서 출력되는 단파장이 페키지 몰드의 노화(황변)현상에 직접적인 영향을 주기 때문이다. 전기적 특성은 Blue chip의 파장영역에 의존하지 않고, 스트레스 시간에 따른 LED내부 저항이 커지는 현상을 확인하였다. 따라서 InGaN/GaN로 제작된 백색 LED의 장 수명을 얻기 위해서는 Blue chip의 출력 파장 영역과 페키지 몰드 재료 특성의 신뢰성 관계가 중요하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.163-163
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• 2012

차세대 모바일용 전자디스플레이로 각광받고 있는 FOLED (flexible organic light emitting display)의 연구에서 display의 신뢰성과 수명은 매우 중요한 연구 테마이다. OLED의 수명단축에 영향을 미치는 요소는 수분에 의한 열화가 가장 치명적이다. Barrier layer를 통한 수분의 주요 침투경로는 pin-hole과 void 등과 같은 defect에 의한 것으로 보인다. 수분의 침투 경로를 제어하는 OLED용 barrier layer의 요구조건은 WVTR (water vapor transmission rate)이 $10^{-6}g/m^2{\cdot}day$ 이하로 낮아야 한다. Barrier layer가 가져야 할 핵심적인 조건은 유연성을 가지면서 동시에 WVTR 값이 매우 낮아야 하는데, 아직까지 이를 만족하는 barrier layer의 개발은 아직 덜된 실정이다. 본 연구에서는 PET (polyethylene terephthalate) 기판에 sputtering법으로 barrier layer를 제조하였다. 증착에 이용한 타겟은 두가지 종류인 Al과 $Al_2O_3$를 사용하였으며, 다층박막으로 제조하였다. 제조된 barrier layer의 수분침투 특성은 WVTR의 측정으로, 유연성의 평가는 in-situ fatigue test를 수행하여 측정하였다. 종합적인 특성 평가를 위하여 SEM과 AFM (atomic force microscope) 관찰도 하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.542-550
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• 2010

Cooled infrared detector is widely used as the core part in a variety of the thermal imaging systems. For the selection of the highly reliable cooled infrared detector with good performance, it is necessary for us to possess the characterization methods of the well defined performance index of cooled infrared detector. In this paper, various performance index of the cooled infrared detector including reliability as well as the optical and cooling performance of cooled infrared detector are defined and their characterization methods will be investigated and implemented systematically.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.151-151
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• 2013

최근 반도체 및 디스플레이 산업에서의 플라즈마 공정의 중요성은 점점 증대되고 있다. 특히, 반도체/LCD 제조공정에서의 Dry Etch공정은 디스플레이용 유리 위에 형성된 산화막, 금속입자, 박막, 및 Polymer와 같은 불순물들을 플라즈마를 이용하여 제거하는 공정이다. 플라즈마 공정을 진행하는 동안 몇 가지 문제점들이 이슈가 되고 있다. Etch공정에서는 활성 부식가스를 많이 사용하고 장시간 플라즈마에 노출되기 때문에, 진공부품들은 플라즈마에 의해서 물리적인 이온충격(Ion Bombardment)과 화학적인 Radical 반응에 의한 부식이 진행된다. 부식영향에 의해 챔버를 구성하고 있는 부품에서 균열이 발생하거나 오염입자들이 떨어져 나오게 된다. 발생한 오염입자들은 산업용 플라즈마 공정에서 매우 심각한 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 산화막의 부식 저항특성을 측정할 수 있는 평가방법에 대하여 고찰하였고, 표준화된 데이터로 비교분석할 수 있도록 평가기준과 규정화된 피막평가방법을 연구하였다. 또한, 산화막의 특성에 따른 플라즈마 상태, 오염입자 발생 등 플라즈마 공정을 진단하여 부품재료의 수명을 예측하고, 신뢰성 있는 평가방법에 관한 연구를 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.453-453
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• 2012

최근 디스플레이 시장에서는 저전력 자발광 소자인 OLED가 많은 관심 속에 연구 진행 되고 있다. 높은 효율과 투명, 플렉서블 디스플레이가 실현 가능한 OLED 소자는 초기 수명감소, 저전압구동 및 신뢰성에 대한 문제점을 개발 중에 있기에 많은 가능성을 현실화 하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 OLED소자의 역방향 반송자 회복 수명을 측정함으로써 스트레스에 의한 소자 열화를 전기적으로 분석하는 방법을 제시하고자 한다. 우선 5cm5cm의 면적에 네 개의 픽셀이 들어가는 후면 발광 Blue OLED를 제작하고 $-40^{\circ}C$부터 $100^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$간격으로 온도 스트레스를 주어 수명을 측정하였다. 전원공급기를 사용하여 직류 전압을 2V 인가하고 함수 발생기를 사용하여 +3V, -0.5V의 구형파를 500 kHz 주파수로 인가하였다. 이러한 조건으로 측정된 소자는 오실로스코프를 이용하여 전압 회복시간을 측정하고 온도 스트레스에 따른 수명을 산출하였다. $-40^{\circ}C$일 때 는 약 1.92E-7s이고 $100^{\circ}C$일 때 는 약 1.49E-7s로 약 0.43E-7s정도 감소하였다. 양의 전압이 인가되었을 때의 소자 내부의 전압은 온도가 증가함에 따라 꾸준히 감소하였고, 이에 따라 또한 꾸준히 감소하였다. 그러나 음의 전압이 인가되는 부분에서는 무설 전류에 의하여 음의 방향으로 흐르게 되는 전압의 절대값이 꾸준히 증가하였고 대체적으로 온도가 증가함에 따라 그래프가 아래로 이동하는 현상이 관찰되었다. 이러한 경향은 이상적인 다이오드의 반송자 축적 식을 통하여 온도가 증가함에 따라 가 증가하는 것과 관련이 있음을 확인하였다. 따라서 다수 층의 레이어로 이루어진 OLED소자의 열적 스트레스에 대한 수명 변화의 물리적 조건이 이상적인 다이오드 특성에 부합한다는 것을 확인하였다.