• Title/Summary/Keyword: 2차원 전자장 해석

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Characterization of a TSV sputtering equipment by numerical modeling (수치 모델을 이용한 TSV 스퍼터링 장비의 특성 해석)

  • Ju, Jeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.46-46
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    • 2018
  • 메모리 소자의 수요가 데스크톱 컴퓨터의 정체와 모바일 기기의 폭발적인 증가로 NAND flash 메모리의 고집적화로 이어져서 3차원 집적 기술의 고도화가 중요한 요소가 되고 있다. 1 mm 정도의 얇은 웨이퍼 상에 만들어지는 메모리 소자는 실제 두께는 몇 마이크로미터 되지 않는다. 수직방향으로 여러 장의 웨이퍼를 연결하면 폭 방향으로 이미 거의 한계에 도달해있는 크기 축소(shrinking) 기술에 의지 하지 않고서도 메모리 소자의 용량을 증대 시킬 수 있다. CPU, AP등의 논리 연산 소자의 경우에는 발열 문제로 3D stacking 기술의 구현이 쉽지 않지만 메모리 소자의 경우에는 저 전력화를 통해서 실용화가 시작되었다. 스마트폰, 휴대용 보조 저장 매체(USB memory, SSD)등에 수 십 GB의 용량이 보편적인 현재, FEOL, BEOL 기술을 모두 가지고 있는 국내의 반도체 소자 업체들은 자연스럽게 TSV 기술과 이에 필요한 장비의 개발에 관심을 가지게 되었다. 특히 이 중 TSV용 스퍼터링 장치는 transistor의 main contact 공정에 전 세계 시장의 90% 이상을 점유하고 있는 글로벌 업체의 경우에도 완전히 만족스러운 장비를 공급하지는 못하고 있는 상태여서 연구 개발의 적절한 시기이다. 기본 개념은 일반적인 마그네트론 스퍼터링이 중성 입자를 타겟 표면에서 발생시키는데 이를 다시 추가적인 전력 공급으로 전자 - 중성 충돌로 인한 이온화 과정을 추가하고 여기서 발생된 타겟 이온들을 웨이퍼의 표면에 최대한 수직 방향으로 입사시키려는 노력이 핵심이다. 본 발표에서는 고전력 이온화 스퍼터링 시스템의 자기장 해석, 냉각 효율 해석, 멀티 모듈 회전 자석 음극에 대한 동역학적 분석 결과를 발표한다. 그림1에는 이중 회전 모듈에 대한 다물체 동역학 해석을 Adams s/w package로 해석하기 위하여 작성한 모델이고 그림2는 180도 회전한 서브 모듈의 위상이 음극 냉각에 미치는 효과를 CFD-ACE+로 유동 해석한 결과를 나타내고 있다.

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Primary Solution Evaluations for Interpreting Electromagnetic Data (전자탐사 자료 해석을 위한 1차장 계산)

  • Kim, Hee-Joon;Choi, Ji-Hyang;Han, Nu-Ree;Song, Yoon-Ho;Lee, Ki-Ha
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.12 no.4
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    • pp.361-366
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    • 2009
  • Layered-earth Green's functions in electormagnetic (EM) surveys play a key role in modeling the response of exploration targets. They are computed through the Hankel transforms of analytic kernels. Computational precision depends upon the choice of algebraically equivalent forms by which these kemels are expressed. Since three-dimensional (3D) modeling can require a huge number of Green's function evaluations, total computational time can be influenced by computational time for the Hankel transform evaluations. Linear digital filters have proven to be a fast and accurate method of computing these Hankel transforms. In EM modeling for 3D inversion, electric fields are generally evaluated by the secondary field formulation to avoid the singularity problem. In this study, three components of electric fields for five different sources on the surface of homogeneous half-space were derived as primary field solutions. Moreover, reflection coefficients in TE and TM modes were produced to calculate EM responses accurately for a two-layered model having a sea layer. Accurate primary fields should substantially improve accuracy and decrease computation times for Green's function-based problems like MT problems and marine EM surveys.

Measurement of induced current in human body under 60 Hz magnetic field (60 Hz 자기장 하의 생체 유도전류 측정)

  • Kim, Eung-Sik;Myung, Sung-Ho;Min, Suk-Won
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2005.11b
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    • pp.78-79
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    • 2005
  • 60 [Hz] 전자기장의 생체 영향은 오랜 연구가 있었지만 아직도 논란이 많은 분야이다. 본 연구에서는 인체 팬텀 모델을 사용하여 1-3[G]자계인가 시 유도 전류를 측정하였다. 또한 2차윈 다매질장의 실험모델을 제작하여 유도전류 측정하고 이를 해석해와 비교를 통해 정확도를 검토 하였다. 또한 인체 단면을 2차원 임피던스법을 이용하여 계산한 결과와 이의 팬텀 모델 제자 후 전류를 측정한 간과 비하였다. 마지막으로 인체를 실물에 가깝게 하기위해 3차원 다매질장의 모델로 모의하여 장기, 폐, 간, 실장, 뇌 등의 구성 요소에 각각의 전도도를 부여한 인체 팬텀 모델을 제작해 유도 전류를 측정하였다.

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An Analytical Model for the Derivation of the Ⅰ-Ⅴ Characteristics of a Short Channel InAlAs/InGaAs HEMT by Solving Two-Dimensional Poisson's Equation (2차원 Poisson방정식 풀이에 의한 단 채널 InAlAs/InGaAs HEMT의 전류-전압 특성 도출에 관한 해석적 모델)

  • Oh, Young-Hae;Suh, Chung-Ha
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.44 no.5
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    • pp.21-28
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    • 2007
  • In this paper, in order to derive the two-dimensional field effect of n-InAlAs/InGaAs HEMTs, we suggested analytical model by solving the two-dimensional Poisson's equation in both InAlAs and InGaAs regions by taking into account the longitudinal field variation, field-dependent mobility, and the continuity condition of the channel current flowing within the quantum well shaped channel. Derived 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 threshold voltage decreases as drain voltage increases. Compared with the conventional model, the present model may offer more reasonable explanation for the drain-induced threshold voltage roll-off, the Early effect, and the channel length modulation effect. Furthermore, it is expected that the proposed model would provide more reasonable theoretical basis for analyzing various long and short channel InAlAs/InGaAs HEMT devices.

Interpretation of Finite HMD Source EM Data using Cagniard Impedance (Cagniard 임피던스를 이용한 수평 자기쌍극자 송신원 전자탐사 자료의 해석)

  • Kwon Hyoung-Seok;Song Yoonho;Seol Soon-Jee;Son Jeong-Sul;Suh Jung-Hee
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.5 no.2
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    • pp.108-117
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    • 2002
  • We have introduced a new approach to obtain the conductivity information of subsurface using Cagniard impedance over two-dimensional (2-D) model in the presence of horizontal magnetic dipole source with the frequency range of $1\;kHz\~1\;MHz$. Firstly, we designed the method to calculate the apparent resistivity from the ratio between horizontal electric and magnetic fields, Cagniard impedance, considering the source effects when the plane wave assumption is failed in finite source EM problem, and applied it to several numerical models such as homogeneous half-space or layered-earth model. It successfully provided subsurface information even though it is still rough, while the one with plane wave assumption is hard to give useful information. Next, through analyzing Cagniard impedance and apparent resistivity considering source effect over 2-D models containing conductive- or resistive-block, we showed that the possibility of obtaining conductivities of background media and anomaly using this approach. In addition, the apparent resistivity considering source effect and phase pseudosections constructed from Cagniard impedance over the isolated conductive- and resistive block model well demonstrated outlines of anomalies and conductivity distribution even though there were some distortions came from sidelobes caused by 2-D body.

A Study on the Current-Voltage Characteristics of a Short-Channel GaAs MESFET Using a New Linearly Graded Depletion Edge Approximation (선형 공핍층 근사를 사용한 단채널 GaAs MESFET의 전류 전압 특성 연구)

  • 박정욱;김재인;서정하
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TE
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    • v.37 no.2
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    • pp.6-11
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    • 2000
  • In this paper, suggesting a new linearly -graded depletion edge approximation, the current-voltage characteristics of an n-type short-channel GaAs MESFET device has been analyzed by solving the two dimensional Poisson's equation in the depletion region. In this model, the expressions for the threshold voltage, the source and the drain ohmic resistance, and the drain current were derived. As a result, typical Early effect of a short channel device was shown and the ohmic voltage drop by source and drain contact resistances could be explained. Furthermore our model could analyze both the short-channel device and the long-channel device in a unified manner.

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Three-dimensional Electromagnetic Modeling in Frequency Domain (주파수영역 전자법의 3차원 모델링)

  • Jang, Hannuree;Kim, Hee Joon
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.17 no.3
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    • pp.163-170
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    • 2014
  • Development of a modeling technique for accurately interpreting electromagnetic (EM) data is increasingly required. We introduce finite difference (FD) and finite-element (FE) methods for three-dimensional (3D) frequency-domain EM modeling. In the controlled-source EM methods, formulating the governing equations into a secondary electric field enables us to avoid a singularity problem at the source point. The secondary electric field is discretized using the FD or FE methods for the model region. We represent iterative and direct methods to solve the system of equations resulting from the FD or FE schemes. By applying the static divergence correction in the iterative method, the rate of convergence is dramatically improved, and it is particularly useful to compute a model including surface topography in the FD method. Finally, as an example of an airborne EM survey, we present 3D modeling using the FD method.

Calculation of Primary Electron Collection Efficiency in Gas Electron Multipliers Based on 3D Finite Element Analysis (3차원 유한요소해석을 이용한 기체전자증폭기의 1차 전자수집효율의 계산)

  • Kim, Ho-Kyung;Cho, Min-Kook;Cheong, Min-Ho;Shon, Cheol-Soon;Hwang, Sung-Jin;Ko, Jong-Soo;Cho, Hyo-Sung
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.30 no.2
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    • pp.69-75
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    • 2005
  • Gas avalanche microdetectors, such as micro-strip gas chamber (MSGC), micro-gap chamber (MGC), micro-dot chamber (MDOT), etc., are operated under high voltage to induce large electron avalanche signal around micro-size anodes. Therefore, the anodes are highly exposed to electrical damage, for example, sparking because of the interaction between high electric field strength and charge multiplication around the anodes. Gas electron multiplier (GEM) is a charge preamplifying device in which charge multiplication can be confined, so that it makes that the charge multiplication region can be separate from the readout micro-anodes in 9as avalanche microdetectors possible. Primary electron collection efficiency is an important measure for the GEM performance. We have defined that the primary electron collection efficiency is the fractional number of electron trajectories reaching to the collection plane from the drift plane through the GEM holes. The electron trajectories were estimated based on 3-dimensional (3D) finite element method (FEM). In this paper, we present the primary electron collection efficiency with respect to various GEM operation parameters. This simulation work will be very useful for the better design of the GEM.

An analytical model for deriving the 2-D potential in the velocity saturation region of a short channel GaAs MESFET (단 채널 GaAs MESFET의 속도 포화영역에서 2차원 전위 도출을 위한 해석적 모델)

  • Oh, Young-Hae;Jang, Eun-Sung;Yang, Jin-Seok;Choi, Soo-Hong;Kal, Jin-Ha;Han, Won-Jin;Hong, Sun-Suck
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.45 no.11
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    • pp.21-28
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    • 2008
  • In this paper, we suggest an analytical model that can derive the I-V characteristics in the saturation region of a short channel GaAs MESFET. Instead of the pinch-off concept that has been used in the conventional models we can derive the two-dimensional potential in the depletion region in order that the velocity saturation region cannot be pinched-off and the current continuity condition can be satisfied. Obtained expression for the velocity saturation length is expressed in terms of the total channel length, channel doping density, gate voltage, and drain voltage. Compared with the conventional channel length shortening models, the present model seems to be considerably accurate and more reasonable in explaining the Early effect.

Experimental Study on Vertical Velocity Distribution in the Open Channel with Smooth bed Using PIV Technique (매끄러운 하상의 개수로에서 PIV 기법을 이용한 연직유속분포의 실험적 연구)

  • Byun, Hyun-Hyuk;Yoon, Byung-Man;Ji, Un
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.614-614
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    • 2012
  • 개수로에서 혹은 수리구조물 주변에서의 흐름 및 난류 특성을 파악하기 위해서는 연직유속분포 및 수심별 평면유속분포의 측정이 필요하다. 유속분포를 측정하기 위한 방법은 음파 도플러 유속계(ADV:Acoustic Doppler Velocimetry)를 사용하는 방법과 PIV 기법을 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 ADV는 한 지점의 유속을 시간변화에 따라 연속적으로 측정할 수 있어 난류특성의 정량적인 해석에 장점이 있으나 동시간에 여러 지점을 측정할 수 없기 때문에 난류의 공간적인 문제를 해석함에 있어서 한계가 있다. 그러나, 입자영상유속계(PIV:Particle Image Velocity)는 측정하고자 하는 단면에서 연직 횡단면의 유속분포 및 수심별 평면 유속분포 흐름장 측정이 가능하여 난류흐름의 공간적인 문제를 해석하는데 효과적일 뿐만 아니라 영상간의 시간간격을 짧게 하고, 촬영시간을 충분히 길게 한다면 개수로 내 난류특성 분석도 가능하다. 이에 본 연구의 목적은 PIV 기법을 이용하여 매끄러운 하상의 개수로에서 연직유속분포를 측정하고 그 특성을 정량적으로 분석하고자 한다. 본 연구에서는 첫째, PIV 기법을 이용하여 측정한 연직유속분포와 3차원 전자식 유속계를 이용하여 측정한 연직유속분포를 비교 분석하였다. 둘째, 후류법칙에 의해 계산된 연직유속분포와 PIV 기법을 이용하여 측정한 연직유속분포의 비교를 위해 각각의 무차원 유속분포(지점 유속/지점 마찰속도)를 계산하고 비교하였다. 마지막으로 각 흐름 조건에 따라 수심의 변화를 주어 연직유속분포를 PIV 기법으로 측정한 후 개수로의 수심변화에 따른 연직유속의 특성을 분석하였다. 분석 결과, PIV 기법을 이용하여 측정한 연직유속 성분에 비해 3차원 전자식 유속계로 측정한 연직유속 성분이 작게 나타났고 바닥에서부터 0.2h 지점까지는 무차원 유속분포(지점 유속/지점 마찰속도)가 후류법칙과 잘 맞는 경향을 보였으나 0.2h 지점부터 수표면까지는 유속이 감소하는 현상이 나타났다.

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