• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.237.1-237.1
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• 2015

OLED의 낮은 외부 광자 효율 문제를 해결하기 위해서는 발광층은 물론 전극 재료에 대한 연구가 함께 진행되어야 한다. 최근 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 분야에서 투명전극(Transparent Electrode)은 큰 주목을 받고 있다. 기존 전자소자의 투명전극으로는 인듐산화물(ITO, Indium Tin Oxide)이 널리 사용되어 왔으나, ITO의 주원료인 인듐(Indium)은 희소성으로 인해 앞으로 30년 후에 고갈될 것으로 예상되어 ITO를 대체할만한 투명전극 재료가 필요하게 되었다. 인듐이 포함되지 않은(Indium-free) 투명전극을 개발하려는 많은 연구들이 진행 중인데, 본 연구에서는 PEN(Polyethylene Naphthalate) 유연기판 상에 그래핀(Graphene)을 투명전극으로 구현하여 OLED의 효율을 높이는데 이용하고자 하였다. 화학 기상 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하여 Cu 호일 위에 그래핀을 성장시킨 후 PEN 유연기판에 전사하여 그래핀 투명전극을 구현하면서 그래핀 성장층을 단층 또는 다층으로 구분하여 성장시켜 각각의 투명전극을 구현해보았다. 유연기판 상의 그래핀의 상태를 확인하기 위해 라만 분광(Raman Spectroscopy) 분석을 이용하여 그래핀 고유의 라만 꼭지점(Raman peak)인 G 꼭지점(G peak: 1580 cm-1), 2D 꼭지점(2D peak: ~2700 cm-1)을 확인하였는데 그래핀 전사 상태가 양호하여 D 꼭지점(D peak: ~1360 cm-1)은 나타나지 않았다. 원자힘 현미경(AFM, Atomic Force Microscope) 분석을 통해 다층 및 단층 그래핀 표면의 거칠기(Roughness) 및 두께(Thickness)를 각각 확인할 수 있었고 자외선-가시광선 분광법(UV-Visible Spectroscopy) 분석으로 그래핀 투명전극과 유연기판의 투과도(Transmittance)를 분석하였으며, 단층 그래핀 투과도가 90%수준의 높은 값이 나타나 ITO보다 개선됨을 확인하였다. 그래핀 면저항은 TLM(Transmission Line Measurement)법을 통해 측정하였는데, 단층 그래핀의 경우 $800{\Omega}/{\square}$ 내외 수준임을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 근자외선 영역에서 높은 투과도와 우수한 전기적 특성을 가지는 그래핀 투명 전도성 전극 구조를 제안하고, 나아가 가시영역에서 ITO를 대체할 수 있는 투명 전도성 전극 물질을 개발함으로써 발광다이오드의 광효율을 높일 수 있는 투명 전도성 전극을 구현하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.50-57
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• 2011

전형적인 버스 시스템 아키텍처는 마스터, 아비터, 디코더, 슬레이브와 같은 성분으로 구성되어 있다. 아비터는 여러 마스터가 동시에 버스를 사용하지 못하므로 선택된 버스중재 방식에 따라 버스를 중재하는 역할을 한다. 고성능을 위해 사용되는 일반적인 우선순위 방법에는 고정 우선순위, 라운드 로빈, TDMA, 로터리 방식 등이 있다. 일반적인 버스 중재 알고리즘은 버스 점유율을 고려하지 않고, 버스중재를 실시한다. 본 연구에서는 각각의 마스터 블록에서 버스 점유율을 계산한 버스 중재방식에 대해 제안하고 있다. TLM 성능분석 방식을 통해 제안하는 방식과 기존의 다른 버스 중재방식의 성능을 분석하였다. 성능검증 결과에서 일반적인 고정우선순위와 라운드로빈 방식은 버스점유율을 설정할 수 없었으며, TDMA와 로터리 중재방법은 100,000 cycle의 시뮬레이션에서 각각 50%와 70%의 버스점유율 오차가 발생하였다. 그러나, 제안하는 점유율 고려방식에서는 1,000cycle이상에서부터 99%이상 정확도를 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권9호
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• pp.96-102
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• 2008

SoC의 버스 구조에는 싱글버스와 다중버스로 구분된다. 싱글버스는 전송을 원하는 여러 개의 마스터 중 선택된 하나의 마스터만이 데이터 트랜잭션을 수행할 수 있다. 반면에 다중버스는 개별적으로 동작이 가능한 버스를 브리지를 통해 연결하여 각각의 버스에서 여러 데이터를 병렬 처리할 수 있다. 그러나 현재의 버스에서 다른 버스로 데이터 통신을 수행할 경우, 레이턴시가 급격하게 증가할 수 있다. 게다가, 다중버스의 성능은 마스터의 개수, 슬레이브의 종류 등에 따라 쉽게 바뀔 수가 있다. 이에 본 논문에서는 TLM(Transaction Level Model) 시뮬레이션 방법을 이용하여 마스터의 개수, SDRAM, SRAM, 레지스터 등의 슬레이브 종류에 따른 싱글버스와 다중버스 아키텍처의 성능을 정량적으로 비교 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.260-260
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• 2011

투명 비정질 산화물반도체는 디스플레이의 구동소자인 박막 트랜지스터에 채널층으로 사용된다. 또한 투명하면서 유연성이 있는 소자를 저비용으로 제작할 수 있는 장점을 가진다. 투명 산화물반도체 재료 중 IGZO는 Si 또는 GaAs와 같은 공유결합성 반도체와는 다른 전자 배치로 전도대가 금속이온의 ns 궤도에서 형성되며, 가전도대가 산소 음이온의 2p 궤도에서 형성된다. 특히 큰 반경의 금속 양이온은 인접한 양이온과 궤도 겹침이 크게 발생하게 되며 캐리어의 효과적인 이동 경로를 제공해줌으로써 다른 비정질 반도체와는 다르게 높은 전하이동도(~10 $cm^2$/Vs)를 가진다. 따라서 저온공정에서 우수한 성능의 TFT소자를 제작할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 TFT 채널층으로 사용하기 위한 a-IGZO박막의 산소분압에 따른 특성변화를 분석 하였다. a-IGZO박막은 Pulsed Laser Deposition (PLD)를 이용하여 산소분압(20~200 mTorr) 변화에 따라 Glass기판에 증착하였다. 증착된 a-IGZO 박막의 구조적 특성으로는 X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), 광학적 특성은 UV-vis spectroscopy 분석을 통해서 알아보았다. TFT 채널층의 조건으로는 낮은 off-current, 높은 on-off ratio를 위해 고저항 ($10^3\;{\Omega}cm$)의 진성반도체 성질과 source/drain금속과의 낮은 접촉저항(ohmic contact) 등의 전기적 성질이 필요하다. 따라서 이러한 전기적 특성확인을 위해 transmission line method (TLM)을 사용하여 접촉저항과 비저항을 측정하였고, 채널층으로 적합한 분압조건을 확인해볼 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권4호
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• pp.29-33
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• 2003

n-형 탄화규소 반도체에 대한 구리금속을 이용하여 오옴성 접촉 구조를 제작하였다. 제작된 구리접촉에 대해 후속열처리 조건과 금속접촉 구조에 따른 재료적, 전기적 성질의 변화를 조사하였다. 금속접촉의 오옴성 성질은 금속박막의 구조 뿐 아니라 열처리조건에 대해서도 크게 좌우됨을 알 수 있었다. 열처리는 급속열처리 장치를 이용한 진공상태 및 환원 분위기에서 2단계 열처리방식을 통하여 시행하였다. 접촉비저항의 측정을 위해 TLM 구조를 만들었으며 면저항 ($R_{s}$), 접합저항 ($R_{c}$), 이동거리 ($L_{T}$), 패드간거리 (d), 전체저항 ($R_{T}$) 값을 구하여 알려진 계산식에 의해 접촉비저항 ($p_{c}$) 값을 추정하였다. 진공보다 환원분위기에서 후속 열처리를 수행한 시편이 양호한 전기적 성질을 가짐을 알 수 있었다. 가장 양호한 결과는 Cu/Si/Cu 구조를 가진 금속접촉 결과이었으며 접촉비저항 ($p_{c}$)은 $1.2\times 10^{-6} \Omega \textrm{cm}^2$의 낮은 값을 얻을 수 있었다. 재료적 성질은 XRD를 이용하여 분석하였고 SiC 계면 상에 구리와 실리콘이 결합한 구리 실리사이드가 형성됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.414.1-414.1
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• 2016

스크린 프린팅법을 이용한 태양전지의 전극은 주로 고가의 은을 사용하기에 태양전지의 저가화에 한계를 가지고 있다. 고효율 결정질 실리콘 태양전지의 원가절감의 문제 해결방안으로 박형 웨이퍼 연구개발이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 은 전극을 대체 할 수 있는 니켈/구리 전극을 사용하였고, 박형 웨이퍼에서도 전극 공정이 가능한 도금법을 사용하여 전극을 형성 하였다. 니켈 전극형성은 광유도 도금법(Light-Induced Plating), 구리 전극형성은 광유도전해도금법(Light-Induced Electro Plating)을 이용하여 실험을 진행 하였다. 니켈 광유도 도금 공정시 공정시간 3 ~ 9분까지 가변하였다. 니켈실리사이드 형성 위해 열처리 공정을 $300{\sim}450^{\circ}C$까지 가변하였고 유지시간 30초 ~ 3분까지 가변하여 실험을 진행하였다. 니켈 도금 수용액의 pH 6 ~ 7.5까지 가변하여 실험하였다. 구리 광유도 전해도금 공정 전류밀도를 $1.6mA/cm^2{\sim}6.4mA/cm^2$까지 가변하여 실험을 진행 후, 전류밀도 $3.2mA/cm^2$로 시간 5 ~ 7분까지 가변하여 실험 하였다. 니켈 도금 공정 시간 5분, 니켈실리사이드 형성 열처리 온도 $350^{\circ}C$, 유지시간 1분에서 DIV(Dark I-V) 분석결과 가장 적은 누설전류를 확인하였다. 니켈 도금액 pH 6.5에서 니켈입자 및 구리입자의 균일성이 좋은 최적의 조건임을 확인하였다. 구리 도금 공정 전류밀도 $3.2mA/cm^2$, 시간 5분에서 TLM(Transmission Line Method) 측정결과 접촉 저항 $0.39{\Omega}$과 접촉 비저항 $12.3{\mu}{\Omega}{\cdot}cm^2$의 저항을 확인하였다. 도금법을 이용하여 전극을 형성함으로써 접촉저항 및 접촉 비저항이 낮고 전극 품질이 향상됨으로서 셀의 전류밀도 $42.49mA/cm^2$를 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권5호
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• pp.80-86
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• 2010

전형적인 버스 시스템 구조는 공용버스 내에 여러 개의 마스터와 슬레이브, 아비터 그리고 디코더 등으로 구성되어 있다. 복수의 마스터가 동시간대에 버스를 이용할 수 없으므로, 아비터는 이를 중재하는 역할을 수행한다. 아비터가 어떠한 중재방식 을 선택하는가에 따라 버스 사용의 효율성이 결정된다. 기존의 중재 방식에는 Fixed Priority 방식, Round-Robin 방식, TDMA 방식, Lottery 방식 등이 연구되고 있는데, 버스 우선권이 주로 고려되어 있다. 본 논문에서는 마스터별 버스 점유율을 연산하는 블록을 이용하는 버스중재 방식을 제안하고, TLM(Transaction Level Model)을 통해 다른 중재 방식과 비교하여 성능을 검증하였다. 성능분석 결과, 기존의 Fixed Priority 방식과 Round-Robin 방식은 버스점유율을 설정할 수 없었으며 기존의 TDMA, Lottery 중재방식의 경우에는 100,000 사이클 이상에서 사용자가 설정한 버스점유율과 비교하여 각각 최대 50%, 70%의 오차가 발생하였다. 반면에 점유율 고려 중재방식의 경우에는 약 1000 사이클 이후부터 사용자가 설정한 버스점유율과 비교하여 1% 이하의 오차를 유지하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권2호
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• pp.38-44
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• 2009

버스 시스템은 하나의 버스 내에 여러 개의 마스터와 슬레이브, 아비터 그리고 디코더로 구성되어 있다. 마스터는 CPU, DMA, DSP 등과 같은 데이터의 명령을 수행하는 프로세서를 말하며, 슬레이브는 SRAM, SDRAM, 레지스터 둥과 같이 명령에 응답하는 메모리를 말한다. 또한 아비터는 마스터가 동시간대에 버스를 이용할 수 없기 때문에 이를 중재하는 역할을 수행하는데, 어떠한 중재 방식을 선택하는가에 따라 버스 시스템의 성능이 크게 바뀔 수 있다. 일반적인 중재 방식에는 fixed priority 방식, round-robin 방식이 있으며, 이를 개선한 TDMA 방식과 Lottery bus 방식 등이 현재까지 제안되었다. 본 논문에서는 새로운 중재 방식인 스코어 중재 방식을 제안하고 이를 TLM 알고리즘으로 구성하여 일반적인 중재방식과 시뮬레이션을 통해 성능을 비교 분석하였다. 앞으로의 버스 중재 방식은 스코어 중재 방식을 기초로 더욱더 발전할 것이며, 버스 시스템의 성능을 향상시킬 것이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.69-78
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• 2010

고성능의 SoC를 구현하기 위해서, 우리는 버스 프로토콜과 상관없이 선택된 슬레이브에 직접 액세스하는 특별하게 정의된 마스터인 플라잉 마스터 버스 아키텍쳐 구조를 제안한다. 제안한 버스 아키텍쳐는 베릴로그와 하이닉스 0.18um 공정을 디자인 맵핑하여 실행하였다. 마스터와 슬레이브 래퍼는 150여개의 로직 게이트 카운트를 가지기 때문에, SoC 디자인에 있어서 모듈의 고유 영역인 면적용적은 여전히 고려해야 한다. TLM 성능분석 시뮬레이션을 통해 제안한 아키텍쳐가 기존의 버스아키텍쳐와 비교해서 트랜잭션 사이클이 25~40%, 버스 효율성이 43~60% 증가하였고, 요청 사이클이 43~77% 감소하였다. 결론적으로, 우리가 제안한 플라잉 마스터 버스 아키텍쳐 구조는 성능과 효율성의 측면에서 버스 아키텍쳐 분야를 선도할 주요 후보중 하나라고 여겨진다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.43-50
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• 2016

낸드플래시 기반 저장장치는 성능 향상을 위해 다중 채널, 다중 웨이 구조를 통해 다수의 낸드 디바이스를 병렬 동작시키고 있다. 하지만 동시 동작하는 낸드 디바이스의 수가 늘어나면서 전력 소모 문제가 가시화되었으며, 특히 디바이스 간 복수의 피크 전류가 서로 중첩되면서 높은 전력소모로 인해 데이터 신뢰성과 시스템 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 낸드 디바이스에서 지우기, 쓰기, 읽기 동작에 대한 전류 파형을 측정, 이를 프로파일링하여 피크 전류에 대한 정의와 모델링을 진행하였고, 나아가 다수의 낸드에서 피크 전류 중첩 확률을 계산한다. 또한 시스템 수준의 TLM 시뮬레이터를 개발하여 다양한 시뮬레이션 시나리오를 주입하여 피크 전류 중첩 현상을 분석 한다. 본 실험 결과에서는 낸드간 피크 중첩 현상을 차단할 수 있는 간단한 전력 관리 기법을 적용하여 피크 전류 중첩과 시스템 성능 간의 관계를 살펴보고 이를 통해 성능 저하 최소화를 위한 피크 중첩 비율을 제시하였다.