• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.211.1-211.1
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• 2015

최근 용액 공정을 이용한 산화물 반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 넓은 밴드갭을 가지고 있는 산화물 반도체는 높은 투과율을 가지고 있어 투명 디스플레이에 적용이 가능하다. 기존의 박막 진공증착 방법은 진공상태를 유지하기 위한 장비의 가격이 비싸며, 대면적의 어려움, 높은 생산단가 등으로 생산율이 높지 않다. 하지만 용액 공정을 이용하면 대기압에서 증착이 가능하고 대면적화가 가능하다. 그리고 각각의 조성비를 조절하는 것이 가능하다. 이러한 장점에도 불구하고, 소자의 신뢰성이나 저온공정은 중요한 이슈이다. Instability는 threshold voltage (Vth)의 shift 및 on/off switching의 신뢰성과 관련된 parameter이다. 용액은 소자의 전기적 특성을 열화 시키는 수분 과 탄소계열의 불순물을 다량 포함 하고 있어 고품질의 박막을 형성하기 위해서는 고온의 열처리가 필요하다. 기존의 열처리는 고온에서 장시간 이루어지기 때문에 유리나 플라스틱, 종이 기판의 소자에서는 불가능하지만 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 공정인 microwave를 이용하면 유리, 플라스틱, 종이 기판에서도 적용이 가능하다. 본 연구에서는 산화물 반도체 중에서 InGaZnO (IGZO)를 용액 공정으로 제작한 juctionless thin-film transistor를 제작하여 기존의 열처리를 이용하여 처리한 소자와 microwave를 이용해서 열처리한 소자의 전기적 특성을 한 달 동안 관찰 하였다. 또한 In:Zn의 비율을 고정한 후 Ga의 비율을 달리하여 특성을 비교하였다. 먼저 p-type bulk silicon 위에 SiO2 산화막이 100 nm 증착된 기판에 RCA 클리닝을 진행 하였고, solution InGaZnO 용액을 spin coating 방식으로 증착하였다. Coating 후에, solvent와 수분을 제거하기 위해서 $180^{\circ}C$에서 10분 동안 baking공정을 하였다. 이후 furnace열처리와 microwave열처리를 비교하기 위해 post-deposition-annealing (PDA)으로 furnace N2 분위기에서 $600^{\circ}C$에서 30분, microwave를 1800 W로 2분 동안 각각의 샘플에 진행하였다. 또한, HP 4156B semiconductor parameter analyzer를 이용하여 제작된 TFT의 transfer curve를 측정하였다. 그 결과, microwave 열처리한 소자의 경우 기존의 furnace 열처리 소자와 비교하여 높은 mobility, 낮은 hysteresis 값을 나타내었으며, 1달간 소자의 특성을 관찰하였을 때 microwave 열처리한 소자의 경우 전기적 특성이 거의 변하지 않는 것을 확인하였다. 따라서 향후 용액공정, 저온공정을 요구하는 소자 공정에 있어 열처리방법으로 microwave를 이용한 활용이 기대된다.

• 항공우주기술
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• 제7권2호
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• pp.67-75
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• 2008

본 논문에서는 우주 플라즈마 환경에서 정전기의 충전/방전 미카니즘 및 이에 대한 시스템 영향과 저궤도 위성 시스템의 설계규격에 대하여 고찰하였다. 우주의 플라즈마 환경에서 위성시스템에 대한 정전기 방전의 문제는 시스템 개발초기에 주의 깊게 다루어져야 한다. 일반적으로 정전기 방전과 관련한 시스템 설계는 전자파양립 성 규격에 나타나 있으며, 이들 규격에는 접지, 본딩, 차폐, 전도성 코팅, 전기적인 인터페이스 설계 등이 있다. 우주환경에서 충전은 위성체 표면위의 각각의 위치에 차등전위를 증가시키게 된다. 만약 이러한 충전이 스레쉬홀드까지 지속된다면, 경우에 따라서 위성 시스템에 심각한 영향을 줄 수 있다. 이러한 현상은 임무, 전기적/기계적 구성, 전원 및 궤도환경에 따라 결정된다. 그러므로 관련된 규격은 시스템 설계 및 운용환경에 맞게 테일로어링(tailoring) 되어야 하며, 시스템의 안전성을 위한 설계에 주의를 기울여야 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.932-935
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• 2015

본 논문은 $0.11{\mu}m$ RF CMOS 공정에서 부트스트래핑 및 능동 몸체 바이어싱을 사용한 정류기를 제안한다. 제안하는 정류기는 교차 커플링을 이용한 전파정류기의 구조로 이루어져 있으며, 부트스트래핑과 능동 몸체 바이어싱을 이용하여 문턱전압 및 누설전류를 감소시켜 전력변환효율을 증가시켰다. 또한, 무선전력전송용 주파수인 13.56 MHz부터 RFID용 주파수인 915 MHz에서 사용할 수 있으며, 다양한 분야에서 응용될 수 있도록 설계하였다. 측정결과, 부하저항 $10k{\Omega}$ 기준으로 입력전력 0 dBm일 때, 13.56 MHz 주파수에서 전력변환효율 80 %, 915 MHz 주파수에서 40 %를 나타낸다.

• 센서학회지
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• 제4권4호
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• pp.62-69
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• 1995

1차원 MWPC(Multiwire Proportional Chamber)를 이용한 디지탈 X-선 사진촬영장치를 개발하였다. X-선의 입사위치 정보는 각각의 양극선에 증폭기, 판별기및 계수기를 연결하여 얻는다. 각각의 판별기에는 판별전압을 독립적으로 설정하여 검출기의 계수율 균일성을 향상시켰으며 미분형비선형값은 ${\pm}4%$이었다. 노화효과를 방지하기 위하여 기체유입형으로 제작하였으며 검출기체로는 비교적 값싼 P10기체를 사용하였다. 양극선 간격이 2mm일때 검출기체의 압력을 증가시킴으로써 위치분해능이 약 1.4mm인 우수한 특성을 얻었다. 피사체를 수직방향으로 스캐닝하여 $32{\times}32$화소의 영상을 었었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권6호
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• pp.328-332
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• 2014

Thin film transistors (TFTs) with an amorphous silicon zinc tin oxide (a-2SZTO) channel layer have been fabricated using an RF magnetron sputtering system. The effect of the change of excitation electron on the variation of the total interfacial trap states of a-2SZTO systems was investigated depending on sputtering power, since the interfacial state could be changed by changing sputtering power. It is well known that Si can effectively reduce the generation of the oxygen vacancies. However, The a-2SZTO systems of ZTO doped with 2 wt% Si could be degraded because the Si peripheral electron belonging to a p-orbital affects the amorphous zinc tin oxide (a-ZTO) TFTs of the s-orbital overlap structure. We fabricated amorphous 2 wt% Si-doped ZnSnO (a-2SZTO) TFTs using an RF magnetron sputtering system. The a-2SZTO TFTs show an improvement of the electrical property with increasing power. The a-2SZTO TFTs fabricated at a power of 30 W showed many of the total interfacial trap states. The a-2SZTO TFTs at a power of 30 W showed poor electrical property. However, at 50 W power, the total interfacial trap states showed improvement. In addition, the improved total interfacial states affected the thermal stress of a-2SZTO TFTs. Therefore, a-2SZTO TFTs fabricated at 50 W power showed a relatively small shift of threshold voltage. Similarly, the activation energy of a-2SZTO TFTs fabricated at 50 W power exhibits a relatively large falling rate (0.0475 eV/V) with a relatively high activation energy, which means that the a-2SZTO TFTs fabricated at 50 W power has a relatively lower trap density than other power cases. As a result, the electrical characteristics of a-2SZTO TFTs fabricated at a sputtering power of 50 W are enhanced. The TFTs fabricated by rf sputter should be carefully optimized to provide better stability for a-2SZTO in terms of the sputtering power, which is closely related to the interfacial trap states.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권5호
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• pp.250-253
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• 2013

In this paper, we fabricated 3D pillar type silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) devices for high density flash applications. To solve the limitation between erase speed and data retention of the conventional SONOS devices, bandgap-engineered (BE) tunneling oxide of oxide-nitride-oxide configuration is integrated with the 3D structure. In addition, the tunneling oxide is modulated by another method of $N_2$ ion implantation ($N_2$ I/I). The measured data shows that the BE-SONOS device has better electrical characteristics, such as a lower threshold voltage ($V_{\tau}$) of 0.13 V, and a higher $g_{m.max}$ of 18.6 ${\mu}A/V$ and mobility of 27.02 $cm^2/Vs$ than the conventional and $N_2$ I/I SONOS devices. Memory characteristics show that the modulated tunneling oxide devices have fast erase speed. Among the devices, the BE-SONOS device has faster program/erase (P/E) speed, and more stable endurance characteristics, than conventional and $N_2$ I/I devices. From the flicker noise analysis, however, the BE-SONOS device seems to have more interface traps between the tunneling oxide and silicon substrate, which should be considered in designing the process conditions. Finally, 3D structures, such as the pillar type BE-SONOS device, are more suitable for next generation memory devices than other modulated tunneling oxide devices.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.793-798
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• 2012

본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET에서 채널 내 도핑분포 및 채널구조에 따른 문턱전압이하 전류의존성을 분석하고자 한다. 전위분포를 구하기 위하여 포아송방정식을 풀 때 전하분포는 가우스분포함수를 이용할 것이며 이의 타당성은 이미 여러 논문에서 입증하였다. 이중게이트 MOSFET는 게이트전압에 의한 전류제어능력의 증가로 단채널 효과를 감소시킬 수 있어 문턱전압이하 특성을 향상시킬 수 있다. 문턱전압이하 영역에서 전류제어는 고집적회로에서 소비전력의 감소와 관계된 매우 중요한 요소이다. 게이트전압에 따른 문턱전압이하 전류의 변화를 이용하여 문턱전압의 변화를 정량적으로 분석할 것이다. 문턱전압이하 전류는 채널 내 도핑분포 및 채널크기에 의하여 영향을 받는다. 그러므로 본 연구에서는 채널길이 및 채널두께의 변화가 전류흐름에 미치는 영향을 채널도핑농도, 도핑분포함수 등에 따라 분석할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.47-52
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• 2008

소자가 점점 고집적화 됨에 따라, MOS 소자 제조에 있어서 $SiO_2$의 두께가 ${\sim}1nm$로 낮아질 경우 발생하는 터널링전류와 문틱전압 천이를 방지할 수 있는 새로운 게이트용 유전물질을 개발하여 소자의 크기를 줄이는데 주력하고 있다. 본 실험에서는 원자층증착(ALD: atomic layer deposition) 방법으로 증착된 $ZrO_2$ 박막의 물리적, 전기적 특성에 대하여 연구하였다. ALD $ZrO_2$ 박막을 증착한 후 Ar 가스 분위기에서 $800^{\circ}C$, 1 시간동안 열처리한 다음 XRD, TEM, 그리고 C-V plots을 이용하여 $Pt/ZrO_2/Si$ 소자의 형태, 결정화 동역학, 그리고 경계층 특성을 평가한 결과 열처리에 의해 소자의 특성이 크게 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.54-61
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• 2013

본 논문에서는 하드웨어 기반의 영상 신호 윤곽선 검출을 위한 하드웨어기반의 알고리즘으로 CMOS 이미지 센서의 인접픽셀과 아날로그 상관기로 구성되는 윤곽선 검출기를 제안한다. 제안하는 이미지 윤곽 검출기는 각 열(column)마다 비교기를 공유하고, 비교기는 기준전압과 비교를 통해 대상 픽셀의 윤곽선 여부를 판별한다. 이미지 센서와 직접적으로 연결된 윤곽선 검출 회로는 기존의 연구와 비교하여 면적은 4배, 그리고 전력소모는 20 % 감소하는 결과를 보였다. 또한 외부에서 기준전압을 제어할 수 있어, 윤곽선 검출의 민감도를 조절하기에 유용한 장점을 가진다. 0.18 ${\mu}m$ CMOS 공정에서 제작된 칩은 34%의 fill factor를 가지며, 픽셀 당 0.9 ${\mu}W$의 전력소모를 가진다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.543-543
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• 2013

Thin-film transistors (TFTs) based on oxide semiconductors have been regarded as promising alternatives for conventional amorphous and polycrystalline silicon TFTs. Oxide TFTs have several advantages, such as low temperature processing, transparency and high field-effect mobility. Lots of oxide semiconductors for example ZnO, SnO2, In2O3, InZnO, ZnSnO, and InGaZnO etc. have been researched. Particularly, zinc-tin oxide (ZTO) is suitable for channel layer of oxide TFTs having a high mobility that Sn in ZTO can improve the carrier transport by overlapping orbital. However, some issues related to the ZTO TFT electrical performance still remain to be resolved, such as obtaining good electrical contact between source/drain (S/D) electrodes and active channel layer. In this study, the bottom-gate type ZTO TFTs with staggered structure were prepared. Thin films of ZTO (40 nm thick) were deposited by DC magnetron sputtering and performed at room temperature in an Ar atmosphere with an oxygen partial pressure of 10%. After annealing the thin films of ZTO at $400^{\circ}C$ or an hour, Cu, Mo, ITO and Ti electrodes were used for the S/D electrodes. Cu, Mo, ITO and Ti (200 nm thick) were also deposited by DC magnetron sputtering at room temperature. The channel layer and S/D electrodes were defined using a lift-off process which resulted in a fixed width W of 100 ${\mu}m$ and channel length L varied from 10 to 50 ${\mu}m$. The TFT source/drain series resistance, the intrinsic mobility (${\mu}i$), and intrinsic threshold voltage (Vi) were extracted by transmission line method (TLM) using a series of TFTs with different channel lengths. And the performances of ZTO TFTs were measured by using HP 4145B semiconductor analyzer. The results showed that the Cu S/D electrodes had a high intrinsic field effect mobility and a low effective contact resistance compared to other electrodes such as Mo, ITO and Ti.