• Title/Summary/Keyword: Thin film silicon

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Tuning for Temperature Coefficient of Resistance Through Continuous Compositional Spread Sputtering Method (연속 조성 확산 증착 방법을 통한 저항 온도 계수의 튜닝)

  • Ji-Hun Park;Jeong-Woo Sun;Woo-Jin Choi;Sang-Joon Jin;Jin-Hwan Kim;Dong-Ho Jeon;Saeng-Soo Yun;Jae-Il Chun;Jin-Ju Lim;Wook Jo
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.37 no.3
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    • pp.323-327
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    • 2024
  • The low-temperature coefficient of resistance (TCR) is a crucial factor in the development of space-grade resistors for temperature stability. Consequently, extensive research is underway to achieve zero TCR. In this study, resistors were deposited by co-sputtering nickel-chromium-based composite compositions, metals showing positive TCR, with SiO2, introducing negative TCR components. It was observed that achieving zero TCR is feasible by adjusting the proportion of negative TCR components in the deposited thin film resistors within certain compositions. Additionally, the correlation between TCR and deposition conditions, such as sputtering power, Ar pressure, and surface roughness, was investigated. We anticipate that these findings will contribute to the study of resistors with very low TCR, thereby enhancing the reliability of space-level resistors operating under high temperatures.

A 1280-RGB $\times$ 800-Dot Driver based on 1:12 MUX for 16M-Color LTPS TFT-LCD Displays (16M-Color LTPS TFT-LCD 디스플레이 응용을 위한 1:12 MUX 기반의 1280-RGB $\times$ 800-Dot 드라이버)

  • Kim, Cha-Dong;Han, Jae-Yeol;Kim, Yong-Woo;Song, Nam-Jin;Ha, Min-Woo;Lee, Seung-Hoon
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.46 no.1
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    • pp.98-106
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    • 2009
  • This work proposes a 1280-RGB $\times$ 800-Dot 70.78mW 0.l3um CMOS LCD driver IC (LDI) for high-performance 16M-color low temperature poly silicon (LTPS) thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) systems such as ultra mobile PC (UMPC) and mobile applications simultaneously requiring high resolution, low power, and small size at high speed. The proposed LDI optimizes power consumption and chip area at high resolution based on a resistor-string based architecture. The single column driver employing a 1:12 MUX architecture drives 12 channels simultaneously to minimize chip area. The implemented class-AB amplifier achieves a rail-to-rail operation with high gain and low power while minimizing the effect of offset and output deviations for high definition. The supply- and temperature-insensitive current reference is implemented on chip with a small number of MOS transistors. A slew enhancement technique applicable to next-generation source drivers, not implemented on this prototype chip, is proposed to reduce power consumption further. The prototype LDI implemented in a 0.13um CMOS technology demonstrates a measured settling time of source driver amplifiers within 1.016us and 1.072us during high-to-low and low-to-high transitions, respectively. The output voltage of source drivers shows a maximum deviation of 11mV. The LDI with an active die area of $12,203um{\times}1500um$ consumes 70.78mW at 1.5V/5.5V.

Improved Degradation Characteristics in n-TFT of Novel Structure using Hydrogenated Poly-Silicon under Low Temperature (낮은 온도 하에서 수소처리 시킨 다결정 실리콘을 사용한 새로운 구조의 n-TFT에서 개선된 열화특성)

  • Song, Jae-Ryul;Lee, Jong-Hyung;Han, Dae-Hyun;Lee, Yong-Jae
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.105-110
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    • 2008
  • We have proposed a new structure of poly-silicon thin film transistor(TFT) which was fabricated the LDD region using doping oxide with graded spacer by etching shape retio. The devices of n-channel poly-si TFT's hydrogenated by $H_2$ and $HT_2$/plasma processes are fabricated for the devices reliability. We have biased the devices under the gate voltage stress conditions of maximum leakage current. The parametric characteristics caused by gate voltage stress conditions in hydrogenated devices are investigated by measuring /analyzing the drain current, leakage current, threshold voltage($V_{th}$), sub-threshold slope(S) and transconductance($G_m$) values. As a analyzed results of characteristics parameters, the degradation characteristics in hydrogenated n-channel polysilicon TFT's are mainly caused by the enhancement of dangling bonds at the poly-Si/$SiO_2$ interface and the poly-Si Brain boundary due to dissolution of Si-H bonds. The structure of novel proposed poly-Si TFT's are the simplity of the fabrication process steps and the decrease of leakage current by reduced lateral electric field near the drain region.

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Properties of ultra-thin silicon oxynitride films using plasma-assisted oxynitridation method (플라즈마 처리 기법을 이용한 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 특성)

  • Jung, Sung-Wook;Yi, Jun-Sin
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.06a
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    • pp.260-260
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    • 2009
  • 초박형 절연막은 현재 다양한 전자소자의 제작과 향상을 위하여 활용되고 있으며, 일반적인 화학 기상 증착 방법으로는 균일도를 확보하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 디스플레이의 구동소자로 활용되는 박막 트랜지스터의 특성 향상과 비휘발성 메모리 소자의 터널링 박막에 응용하기 위하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 증착과 이의 특성을 분석하였다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 실리콘 산화막에 질소가 주입되어 있는 형태로 실리콘 산화막과 실리콘 계면상에 존재하는 질소는 터널링 전류와 결함 형성을 감소시키며, bulk 내에 존재하는 질소는 단일 실리콘 산화막에 비해 더 두꺼운 박막을 커패시턴스의 감소없이 이용할 수 있는 장점이 있다. 플라즈마 처리 기법을 이용하였을 경우에는 초박형의 균일한 박막을 얻을 수 있으며, 본 연구에서는 이산화질소 플라즈마를 이용하여 활성화된 질소 및 산소 라디칼들이 실리콘 계면을 개질하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 형성활 수 있다. 플라즈마 처리 시간과 RF power의 변화에 따라 형성된 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 및 광학적 특성은 엘립소미터를 통하여 분석하였으며, 전기적인 특성은 금속-절연막-실리콘의 MIS 구조를 형성하여 커패시턴스-전압 곡선과 전류-전압 곡선을 사용하여 평가하였다. 이산화질소 플라즈마 처리 방법을 사용한 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 log-log 스케일로 시간과 박막 두께의 함수로 전환해보면 선형적인 증가를 나타내며, 이는 초기적으로 증착률이 높고 시간이 지남에 따라 두께 증가가 포화상태에 도달함을 확인할 수 있다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 초기적으로 산소의 함유량이 많은 형태의 박막으로 구성되며, 시간의 증가에 따라서 질소의 함유량이 증가하여 굴절률이 높고 더욱 치밀한 형태의 박막이 형성되었으며, 이는 시간의 증가에 따라 플라즈마 챔버 내에 존재하는 활성종들은 실리콘 박막의 개질을 통한 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 증가에 기여하기 보다는 형성된 박막의 내부적인 성분 변화에 기여하게 된다. 이산화질소 플라즈마 처리 시간의 변화에 따라 형성된 박막의 정기적인 특성의 경우, 2.3 nm 이상의 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 가진 MIS 구조에서 accumulation과 inversion의 특성이 명확하게 나타남을 확인할 수 있다. 아산화질소 플라즈마 처리 시간이 짧은 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 경우 전압의 변화에 따라 공핍영역에서의 기울기가 현저히 감소하며 이는 플라즈마에 의한 계면 손상으로 계면결합 전하량이 증가에 기인한 것으로 판단된다. 또한, 전류-전압 곡선을 활용하여 측정한 터널링 메카니즘은 2.3 nm 이하의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 직접 터널링이 주도하며, 2.7 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 F-N 터널링이 주도하고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 2.5 nm 두께를 경계로 하여 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 터널링 메카니즘이 변화함을 확인할 수 있다. 결론적으로 2.3 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막에서 전기적인 안정성을 확보할수 있어 박막트랜지스터의 절연막으로 활용이 가능하며 2.5 nm 두께를 경계로 터널링 메커니즘이 변화하는 특성을 이용하여 비휘발성 메모리 소자 제작시 전하 주입 및 기억 유지 특성을 확보를 위한 실리콘 옥시나이트라이드 터널링 박막을 효과적으로 선택하여 활용할 수 있다.

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Fabrication and Temperature Compensation of Silicon Piezoresistive Absolute Pressure Sensor for Gas Leakage Alarm System (가스누출 감지용 실리콘 압저항형 절대압센서의 제조 및 온도보상)

  • Son, Seung-Hyun;Kim, Woo-Jeong;Choi, Sie-Young
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.7 no.3
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    • pp.171-178
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    • 1998
  • Silicon piezoresistive absolute pressure sensor for gas leakage alarm system was developed. This sensor must operate normally in the range of $0{\sim}600\;mmH_{2}O$ pressure, and $0{\sim}100^{\circ}C$ temperature. To make the most of this sensor for gas leakage alarm system, gas must not leak from the sensor itself when the diaphragm of the sensor fractures. Thus, the sealed diaphragm cavity was anodically bonded to pyrex 7740 glass under the condition of $10^{-4}$ torr, at $400^{\circ}C$. The sensitivity of developed sensor was $4.06{\mu}V/VmmH_{2}O$ for $600\;mmH_{2}O$ full-scale pressure range. And temperature compensation method of this sensor is to change bridge-in put-voltage linearly in proportion to the temperature variation by using diode(PXIN4001) or Al thin film resistor. By these methods the temperature effect in the range of $0{\sim}100^{\circ}C$ was compensated over 80 % for offset drift, 95 % for sensitivity.

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The Fabrication of Poly-Si Solar Cells for Low Cost Power Utillity (저가 지상전력을 위한 다결정 실리콘 태양전지 제작)

  • Kim, S.S.;Lim, D.G.;Shim, K.S.;Lee, J.H.;Kim, H.W.;Yi, J.
    • Solar Energy
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    • v.17 no.4
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    • pp.3-11
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    • 1997
  • Because grain boundaries in polycrystalline silicon act as potential barriers and recombination centers for the photo-generated charge carriers, these defects degrade conversion effiency of solar cell. To reduce these effects of grain boundaries, we investigated various influencing factors such as thermal treatment, various grid pattern, selective wet etching for grain boundaries, buried contact metallization along grain boundaries, grid on metallic thin film. Pretreatment above $900^{\circ}C$ in $N_2$ atmosphere, gettering by $POCl_3$ and Al treatment for back surface field contributed to obtain a high quality poly-Si. To prevent carrier losses at the grain boundaries, we carried out surface treatment using Schimmel etchant. This etchant delineated grain boundaries of $10{\mu}m$ depth as well as surface texturing effect. A metal AI diffusion into grain boundaries on rear side reduced back surface recombination effects at grain boundaries. A combination of fine grid with finger spacing of 0.4mm and buried electrode along grain boundaries improved short circuit current density of solar cell. A ultra-thin Chromium layer of 20nm with transmittance of 80% reduced series resistance. This paper focused on the grain boundary effect for terrestrial applications of solar cells with low cost, large area, and high efficiency.

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Characteristics of $Ta_{2}O_{5}$ Films by RF Reactive Sputtering (RF 반응성 스펏터링으로 제조한 $Ta_{2}O_{5}$ 막의 특성)

  • Park, Wug-Dong;Keum, Dong-Yeal;Kim, Ki-Wan;Choi, Kyu-Man
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.1 no.2
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    • pp.173-181
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    • 1992
  • Tantalum pentoxide($Ta_{2}O_{5}$) thin films on p-type (100) silicon wafer were fabricated by RF reactive sputtering. Physical properties and structure of the specimens were examined by XRD and AES. From the C-V analysis, the dielectric constant of $Ta_{2}O_{5}$ films was in the range of 10-12 in the reactive gas atmosphere in which 10% of oxygen gas is mixed. The ratio of Ta : 0 was 1 : 2 and 1 : 2.49 by AES and RBS examination, respectively. The heat-treatment at $700^{\circ}C$ in $O_{2}$ ambient led to induce crystallization. When the heat-treatment temperature was $1000^{\circ}C$, the dielectric constant was 20.5 in $O_{2}$ ambient and 23 in $N_{2}$ ambient, respectively. The crystal structure of $Ta_{2}O_{5}$ film was pseudo hexagonal of ${\delta}-Ta_{2}O_{5}$. The flat band voltage shift(${\Delta}V_{FB}$) of the specimens and the leakage current density were decreased for higher oxygen mixing ratio. The maximum breakdown field was 2.4MV/cm at the oxygen mixing ratio of 10%. The $Ta_{2}O_{5}$ films will be applicable to hydrogen ion sensitive film and gate oxide material for memory device.

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The Study of Color and Hardness of TiN Thin Film by UBM Sputtering System (UBM Sputtering System에 의한 TiN막의 색상과 경도에 관한 연구)

  • Park, Moon Chan;Lee, Jong Geun;Joo, Kyung Bok
    • Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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    • v.14 no.1
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    • pp.57-62
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    • 2009
  • Purpose: TiN films were deposited on sus304 by unbalanced magnetron sputtering system which was designed and developed as unbalancing the strength of the magnets in the magnetron electrode. The color and hardness of deposited TiN films was investigated. Methods: The cross sections of deposited films on silicon wafer were observed by SEM to measure the thickness of the films, the components of the surface of the films were identified by XPS, the components of the inner parts of the films were observed by XPS depth profiling. XPS high resolution scans and curve fittings of deposited films were performed for quantitative chemical analysis, Vickers micro hardness measurements of deposited films were performed with a nano indenter equipment. Results: The colors of deposited films gradually changed from light gold to dark gold, light violet, and indigo color with increasing of the thickness. It could be seen that the color change come from the composite change of three compound,$TiO_{x}N_{y}$, $TiO_2$, TiN. Especially, the composite change of$TiO_{x}N_{y}$ compound was thought to affect the color change with respect to thickness. Conclusions: Deposited films had lower than the value of general TiN film in Vickers hardness, which was caused by mixing three TiN, $TiO_2$,$TiO_{x}N_{y}$ compound in the deposited films. The increasing and decreasing of micro hardness with respect to thickness was thought to have something to do with the composite of TiN in the films.

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Silicon thin films and solar cells by HWCVD (열선 화학 기상 증착법에 의한 실리콘 박막 및 태양전지 특성)

  • Kim Sang-Kyun;Lee Jeong Chul;Jeon Sang Won;Lim Chung Hyun;Ahn Sae Jin;Yun Jae Ho;Kim Seok Ki;Song Jinsoo;Park S-J;Yoon Kyung Hoon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2005.06a
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    • pp.205-208
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    • 2005
  • 최근 열선 화학 기상 증착법(HWCVD)은 낮은 온도에서 TFT용 Poly Si 중착을 할 수 있다는 점과 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있다는 점에서 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 HWCVD를 이용하여 태양전지를 제조하고 그 특성을 평가하였다. 조건에 따른 실리콘 박막의 특성 변화를 알기 위해 corning glass 및 실리콘 wafer에 다양한 조건에서 단위 박막(intrinsic layer)을 증착하였고 이 결과를 바탕으로 p/i/n 구조의 태양전지를 제조하였다. Ta 열선 온도는 1700-2000도였고 가스 원료인 $SiH_4$와 수소의 비율을 조절하면서 그 영향을 관찰하였다. 태양전지의 경우 p충과 n충은 PECVD로 증착하였으며 단위박막 및 태양전지 i충 증착시 기판과 열선간의 거리는 7cm, 기판 온도는 $200^{\circ}C$$250^{\circ}C$로 고정하였고 작업압력은 30mTorr였다. 단위 박막 특성 평가를 위해 암/광 전도도, SEM, Raman Scattering, FT-IR등을 사용하였으며 태양전지 특성 평가를 위해 I-V 및 Spectral response를 측정하였다. 열선 온도가 증가함에 따라 증착속도 및 결정화 분율은 증가하였다. 특히 비정질에서 결정질로 전이되는 구간은 매우 좁았으며 여러 분석 방법에서 일치되는 결과를 보였다. $SiH_4$ 유량이 늘어날수록 비정질이 결정질로 바뀌는 열선 온도가 증가하였으며 기판 온도가 낮을 경우 또한 결정으로 바뀌는 열선 온도가 증가하였다. 태양전지의 경우 열선 온도가 증가함에 따라 $V_{oc}$ 및 W가 낮아졌으며 $J_{sc}$, 는 증가하는 경향을 보였으며 결정질 비율이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 경향은 quantum efficiency 결과에서도 확인할 수 있었다.용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.되었다. 이런 모든 시편들을 각 탈염방법에 따라 탈염처리한 후 XRD와 SEM-EDS으로 분석한 결과 인철광과 침철광은 어떠한 변화도 보이지 않았고, 다만 적금광으로 동정된 시편만이 잔존하지 않았다. 철기 제작별 $Cl^-$ 이온 추출량과 탈염효과에 대한 비교 실험은 이온 크로마토그래피 분석 결과와 마찬가지로 단조 철제유물이 주조 철제보다 $Cl^-$ 이온을 많이 가지고 있었으며, 탈염 처리 후에는 $Cl^-$ 이온은 전혀 발견되지 않았다. 이상의 결과 $K_2CO_3$와 Sodium 용액은 탈염처리에서 가장 적합한 탈염처리 용액으로 알수가 있었으며 특히 어떠한 탈염 용액으로 유물을 처리한다 해도 철제유물에 생성된 부식물은 제거되지 않는다는 것을 알게 되었다. 따라서 보존처리자는 유물 표면의 부식 상태만을 보고 처리하기 보다는 철기제작물로 고려하여 처리하는 것이 필요하다. 또한 금속에 부식을 야기시키는 $Cl^-$ 이온과 부식물을 완전하게 제거하여 탈염처리를 하는 것이 유물 부식을 최대한 지연시킬 수 있는 것이라 생각된다.TEX>$88\%$)였다.(P=0.063). 결론: 본 연구에서는 MTHFR C/T & T/T 유전자 다형성이 위암의 발생과 그 위치에 대해 관련이 있는 것으로 여겨지고, 흡연력, 음주력과는 관련이 없는 것으로 여겨진다.험이 커지는 경향을 보였으나, 나이 및 병기, 종양의 크기, MD-BED $Gy_{10}$ 등의 예후 인자를 보정한 다변

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Interface study of ion irradiated Cu/Ni/Cu(001)/Si thin film by X-ray reflectivity (이온 조사된 Cu/Ni/Cu(001)/Si 자성박막에 있어서 X-ray reflectivity를 이용한 계면 연구)

  • Kim, T.G.;Song, J.H.;Lee, T.H.;Chae, K.H.;Hwang, H.M.;Jeon, G.Y.;Lee, J;Jeong, K.;Whang, C.N.;Lee, J.S.;Lee, K.B.
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.12 no.5
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    • pp.184-188
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    • 2002
  • The Cu/Ni/Cu(002)/Si(100) films which have perpendicular magnetic anisotropy were deposited by e-beam evaporation methods. From the reflection high energy electron diffraction pattern, the films were confirmed to be grown epitaxially on silicon. After 2X lots ions/$\textrm{cm}^2$ C+ irradiation, magnetic easy-axis was changed from surface normal to in-plane as shown in the hysteresis loop of magneto-optical Kerr effects. It became manifest from analysis of X-ray reflectivity and grazing incident X-ray diffraction that even though interface between top Cu layer and Ni layer became rougher, the contrast of Cu and Ni's electron density became manifest after ion irradiation. In addition, the strain after deposition of the films was relaxed after ion irradiation. Strain relaxation related with change of magnetic properties and mechanism of intermixed layer's formation was explained by thermo-chemical driving force due to elastic and inelastic collision of ions.