• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.347.2-347.2
• /
• 2014

최근, 비정질 산화물 반도체 thin film transistor (TFT)는 수소화된 비정질 실리콘 TFT와 비교하여 높은 이동도와 큰 on/off 전류비, 낮은 구동 전압을 가짐으로써 빠른 속도가 요구되는 차세대 투명 디스플레이의 TFT로 많은 연구가 진행되고 있다. 한편, 기존의 Thin-Film-Transistor 제작 시 우수한 박막을 얻기 위해서는 $500^{\circ}C$ 이상의 높은 열처리 온도가 필수적이며 이는 유리 기판과 플라스틱 기판에 적용하는 것이 적합하지 않고 높은 온도에서 수 시간 동안 열처리를 수행해야 하므로 공정 시간 및 비용이 증가하게 된다는 단점이 있다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 연구에서는 간단하고, 낮은 제조비용과 대면적의 박막 증착이 가능한 용액공정을 통하여 박막 트랜지스터를 제작하였으며 thermal 열처리와 microwave 열처리 방식에 따른 전기적 특성을 비교 및 분석하고 각 열처리 방식의 열처리 온도 및 조건을 최적화하였다. P-type bulk silicon 위에 산화막이 100 nm 형성된 기판에 spin coater을 이용하여 Al-Zn-Sn-O 박막을 형성하였다. 그리고, baking 과정으로 $180^{\circ}C$의 온도에서 10분 동안의 열처리를 실시하였다. 연속해서 Photolithography 공정과 BOE (30:1) 습식 식각 과정을 이용해 활성화 영역을 형성하여 소자를 제작하였다. 제작 된 소자는 Junctionless TFT 구조이며, 프로브 탐침을 증착 된 채널층 표면에 직접 접촉시켜 소스와 드레인 역할을 대체하여 동작시킬 수 있어 전기적 특성을 간단하고 간략화 된 공정과정으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 열처리 조건으로는 thermal 열처리의 경우, furnace를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 30분 동안 N2 가스 분위기에서 열처리를 실시하였고, microwave 열처리는 microwave 장비를 이용하여 각각 400 W, 600 W, 800 W, 1000 W로 15분 동안 실시하였다. 그 결과, furnace를 이용하여 열처리한 소자와 비교하여 microwave를 통해 열처리한 소자에서 subthreshold swing (SS), threshold voltage (Vth), mobility 등이 비슷한 특성을 내는 것을 확인하였다. 따라서, microwave 열처리 공정은 향후 저온 공정을 요구하는 MOSFET 제작 시의 훌륭한 대안으로 사용 될 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.24 no.1
• /
• pp.53-59
• /
• 2014

The corrosion resistance of submerged entry nozzle (SEN) materials were investigated for high-class steel manufacturing. Composite samples were fabricated by mixing $ZrO_2$, $Al_2O_3$, MgO, mullite, spinel, and carbon. The raw materials were mixed with attrition milling, compacted in a uniaxial pressure of 200MPa and calcined at $1000^{\circ}C$ for 3 h in $N_2$ atmosphere. The bulk density and apparent porosity of the calcined samples were measured by the liquid displacement method in water using Archimedes's principle. The corrosion resistance of the samples were measured by cup test with mold powder at $1550^{\circ}C$ for 2 h. The microstructure and elemental analysis of samples were observed by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrum (EDS), and X-ray diffraction pattern (XRD). The XRD result shows that the starting raw materials were crystalline phase. The microstructure of fabricated specimen was investigated before and after corrosion tests at $1000^{\circ}C$ and $1550^{\circ}C$ for 2h. $ZrO_2$-C composite showed good resistance in the slag corrosion test. Among the composite oxide materials, $ZrO_2-Al_2O_3$-C and $ZrO_2$-MgO-C showed better resistance than $ZrO_2$-C in the slag corrosion test. The diameter variation index of $ZrO_2$-C refractory was 16.1 at $1000^{\circ}C$ for 2 h. The diameter variation index of the $ZrO_2-Al_2O_3$-C refractory was larger than that of the $ZrO_2$-C refractory at $1550^{\circ}C$ for 2 h.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.438-439
• /
• 2013

Microelectronic devices의 접촉저항의 향상을 위해 Metal silicides의 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지난 수십년에 걸쳐, Ti silicide, Co silicide, Ni silicide 등에 대한 개발이 이루어져 왔으나, 계속적인 저저항 접촉 소재에 대한 요구에 의해 최근에는 Rare earth silicide에 관한 연구가 시작되고 있다. Rare-earth silicide는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 schottky barrier contact (~0.3 eV)를 이룬다. 또한, 비교적 낮은 resistivity와 hexagonal AlB2 crystal structure에 의해 Si과 좋은 lattice match를 가져 Si wafer에서 high quality silicide thin film을 성장시킬 수 있다. Rare earth silicides 중에서 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 낮은 schottky barrier 응용에서 쓰이고 있다. 이로 인해, n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로써 주목받고 있다. 특히 ytterbium과 molybdenum co-deposition을 하여 증착할 경우 thin film 형성에 있어 안정적인 morphology를 나타낸다. 또한, ytterbium silicide와 마찬가지로 낮은 면저항과 electric work function을 갖는다. 그러나 ytterbium silicide에 molybdenum을 화합물로써 높은 농도로 포함할 경우 높은 schottky barrier를 형성하고 epitaxial growth를 방해하여 silicide film의 quality 저하를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 ytterbium과 molybdenum의 co-deposition에 따른 silicide 형성과 전기적 특성 변화에 대한 자세한 분석을 TEM, 4-probe point 등의 다양한 분석 도구를 이용하여 진행하였다. Ytterbium과 molybdenum을 co-deposition하기 위하여 기판으로 $1{\sim}0{\Omega}{\cdot}cm$의 비저항을 갖는 low doped n-type Si (100) bulk wafer를 사용하였다. Native oxide layer를 제거하기 위해 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 wafer를 세정하였다. 그리고 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 Ytterbium과 molybdenum을 동시에 증착하였다. RE metal의 경우 oxygen과 높은 반응성을 가지므로 oxidation을 막기 위해 그 위에 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, 진공 분위기에서 rapid thermal anneal(RTA)을 이용하여 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium silicides를 형성하였다. 전기적 특성 평가를 위한 sheet resistance 측정은 4-point probe를 사용하였고, Mo doped ytterbium silicide와 Si interface의 atomic scale의 미세 구조를 통한 Mo doped ytterbium silicide의 형성 mechanism 분석을 위하여 trasmission electron microscopy (JEM-2100F)를 이용하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.45 no.7
• /
• pp.37-43
• /
• 2008

In this paper, the dependence of electrical characteristics of Silicon-$Al_2O_3$-Nitride-Oxide-Silicon (SANOS) memory cell transistors and program/erase (P/E) speed, reliability of memory device on interface trap between Si substrate and tunneling oxide and bulk trap in nitride layer were investigated using charge pumping method which has advantage of simple and versatile technique. We analyzed different SANOS memory devices that were fabricated by the identical processing in a single lot except the deposition method of the charge trapping layer, nitride. In the case of P/E speed, it was shown that P/E speed is slower in the SANOS cell transistors with larger capture cross section and interface trap density by charge blocking effect, which is confirmed by simulation results. However, the data retention characteristics show much less dependence on interface trap. The data retention was deteriorated as increasing P/E cycling number but not coincides with interface trap increasing tendency. This result once again confirmed that interface trap independence on data retention. And the result on different program method shows that HCI program method more degraded by locally trapping. So, we know as a result of experiment that analysis the SANOS Flash memory characteristic using charge pumping method reflect the device performance related to interface and bulk trap.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2004.07c
• /
• pp.1594-1596
• /
• 2004

Film bulk acoustic resonator (FBAR) devices which adopt a membrane-type configuration are fabricated by a novel process. In contrast to the conventional FBAR structure, the newly fabricated resonator doesn't employ any supporting layer below or above it, so that the properties of piezoelectric layer are not influenced by the bottom electrode material. FBAR devices with Mo/AlN/Metal configuration are also fabricated. The frequency response characteristics ($S_{11}$) of the devices fabricated using the proposed process are compared with those of the conventional devices. The return losses are also estimated, in terms of the kind and thickness of bottom electrode materials.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.27 no.11
• /
• pp.679-685
• /
• 2014

For the measurements of surface shape milled using FIB (focused ion beam), the silicon bulk, $Si_3N_4/Si$, and Al/Si samples are used and observed the shapes milled from different sputtering rates, incident angles of $Ga^+$ ions bombardment, beam current, and target material. These conditions also can be influenced the sputtering rate, raster image, and milled shape. The fundamental ion-solid interactions of FIB milling are discussed and explained using TRIM programs (SRIM, TC, and T-dyn). The damaged layers caused by bombarding of $Ga^+$ ions were observed on the surface of target materials. The simulated results were shown a little bit deviation with the experimental data due to relatively small sputtering rate on the sample surface. The simulation results showed about 10.6% tolerance from the measured data at 200 pA. On the other hand, the improved analytical model of damaged layer was matched well with experimental XTEM (cross-sectional transmission electron microscopy) data.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.08a
• /
• pp.313-313
• /
• 2010

The performance of polymer photovoltaic cells based on blends of poly(3-hexylyhiophene) (P3HT) and phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) is strongly influenced by blend composition and thickness. Polymer photovoltaic cells based on bulk-heterojunction have been fabricated with a structure of ITO/poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)-pentacene/poly (3-hexylthiophene) (P3HT):phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)/Al. We have prepared PEDOT:PSS by dissolving pentacene in N-methylpyrrolidine (NMP) and mixing with PEDOT:PSS. Pentacene was added a maximum concentration of approximately 5.5mg to the PEDOT:PSS solution and sonicated for 10 min. Active layer (P3HT:PCBM) (1:1) was strongly influenced by PEDOT:PSS-pentacene. We have investigated the performance of photovoltaic device with different concentration of P3HT:PCBM (1:1) 2.0wt%, 2.2wt%, 2.4wt% and 2.6wt%, respectively. The photocurrent and power conversion efficiency (PCE) showed a maximum between 2.0wt% and 2.2wt% concentration of P3HT:PCBM. This implied that both morphology and electron transport properties of the layer influenced the performance of the present photovoltaic cells. As the concentration of P3HT:PCBM blends as an active layer was increased, the power conversion efficiency was decreased. P3HT:PCBM layer and PEDOT:PSS-pentacene layer were characterized by work function, UV-visible absorption, atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.310-310
• /
• 2016

최근 NAND flash memory는 높은 집적성과 데이터의 비휘발성, 낮은 소비전력, 간단한 입, 출력 등의 장점들로 인해 핸드폰, MP3, USB 등의 휴대용 저장 장치 및 노트북 시장에서 많이 이용되어 왔다. 특히, 최근에는 smart watch, wearable device등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 유연하고 투명한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 플래시 메모리 소자의 구조로 charge trapping type flash memory (CTF)가 있다. CTF 메모리 소자는 trap layer의 trap site를 이용하여 메모리 동작을 하는 소자이다. 하지만 작은 window의 크기, trap site의 열화로 인해 메모리 특성이 나빠지는 문제점 등이 있다. 따라서 최근, trap layer에 다양한 물질을 적용하여 CTF 소자의 문제점을 해결하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 특히, 산화물 반도체인 zinc oxide (ZnO)를 trap layer로 하는 CTF 메모리 소자가 최근 몇몇 보고 되었다. 산화물 반도체인 ZnO는 n-type 반도체이며, shallow와 deep trap site를 동시에 가지고 있는 독특한 물질이다. 이 특성으로 인해 메모리 소자의 programming 시에는 deep trap site에 charging이 일어나고, erasing 시에는 shallow trap site에 캐리어들이 쉽게 공급되면서 deep trap site에 갇혀있던 charge가 쉽게 de-trapped 된다는 장점을 가지고 있다. 따라서, 본 실험에서는 산화물 반도체인 ZnO를 trap layer로 하는 CTF 소자의 메모리 특성을 확인하기 위해 간단한 구조인 metal-oxide capacitor (MOSCAP)구조로 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 먼저, RCA cleaning 처리된 n-Si bulk 기판 위에 tunnel layer인 SiO2 5 nm를 rf sputter로 증착한 후 furnace 장비를 이용하여 forming gas annealing을 $450^{\circ}C$에서 실시하였다. 그 후 ZnO를 20 nm, SiO2를 30 nm rf sputter로 증착한 후, 상부전극을 E-beam evaporator 장비를 사용하여 Al 150 nm를 증착하였다. 제작된 소자의 신뢰성 및 내구성 평가를 위해 상온에서 retention과 endurance 측정을 진행하였다. 상온에서의 endurance 측정결과 1000 cycles에서 약 19.08%의 charge loss를 보였으며, Retention 측정결과, 10년 후 약 33.57%의 charge loss를 보여 좋은 메모리 특성을 가지는 것을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로, 차세대 메모리 시장에서 trap layer 물질로 산화물 반도체를 사용하는 CTF의 연구 및 계발, 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
• /
• v.40 no.2
• /
• pp.49.2-49.2
• /
• 2015

Galaxy cluster is the most important laboratoriy to study the effect of environment on galaxies, one of key questions in astronomy. In the local universe, it is well known that red, passive galaxies are concentrated in the cluster core. However, it is still controversial whether the star formation-density relation at the low redshift is retained in the distant universe. Many surveys have tried to find galaxy clusters at various epochs. However the optical dataset has limitations in finding galaxy clusters at z > 1, since the bulk of stellar emission of z > 1 galaxies is redshifted into the near-IR regime. We used the multi-wavelength data from the UKIDSS DXS (J and K bands), the SWIRE (4 IRAC bands), and the PAN-STARRS (g, r, i, z, y bands) and IMS (J band; Im et al. 2015, in preparation) in the European Large Area ISO Survey North1 (ELAIS-N1) field to search for high redshift galaxy clusters and study the properties of member galaxies. Using the multi-wavelength data, we investigated overdensities of galaxies at 0.2 < z < 1.6 based on the photometric redshift information. We found several superclusters where cluster candidates are concentrated within scales of few tens of Mpc at z ~ 0.9. Interestingly, some of the supercluster candidates consist of galaxy clusters which are dominated by blue galaxies. We will present high redshift galaxy cluster and supercluster candidates in ELAIS-N1 field and galaxy properties in different environments including dense clusters and fields.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.24 no.5
• /
• pp.537-543
• /
• 2013

In this study, the push-pull structure polymer for organic photo voHaics (OPVs) was synthesized and characterized. The poly{4,8-didodecyloxybenzo[1,2-b;3,4-b]dithiophene-alt-5,6-bis(octyloxy)-4,7-di(thiophen-2-yl)benzo[c][1,2,5]-thiadiazole} (PDBDT-TBTD) was synthesized by Stille coupling reaction using the benzothiadiazole (BTD) derivative as an electron acceptor and benzodithiophene (BDT) derivative as an electron donor. The structure of monomers and polymers was identified by $^1H-NMR$ and GC-MS. The optical, physical and electrochemical properties of the conjugated polymer were identified by GPC, TGA, UV-Vis and cyclic voltammetry. The number average molecular weight ($M_n$) and initial decomposition temperature (5% weight loss temperature, $T_d$) of PDBDT-TBTD were 6200 and $323^{\circ}C$, respectively. The absorption maxima on the film was about 599 nm and the optical band gap was about 1.70 eV. The structure of device was ITO/PEDOT : PSS/PDBDT-TBTD : $PC_{71}BM/BaF_2/Ba/Al$. PDBDT-TBTD and $PC_{71}BM$ were blended with the weight ratio of 1:2 which were then used as an optical active layer. The power conversion efficiency (PCE) of fabricated device was measured by solar simulator and the best PCE was 2.1%.