• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.294-294
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• 2011

비정질 인듐-갈륨-아연 산화막은 저온 공정 및 높은 투과도의 가능성으로 인해 플라스틱 기판과 같은 플렉서블 디스플레이에 적합한 물질이다. 이번 연구에서 비정질 인듐-갈륨-아연 산화막을 비휘발성 메모리에 채널 영역으로 응용하였다. 비휘발성 메모리의 경우 전하 저장 영역으로 가장 널리 이용되는 실리콘 질화막이 아닌 실리콘 산화막을 이용하여 산화막/산화막/산화막의 구조를 이용하였다. +8V의 낮은 프로그래밍 전압에서 2V 이상의 메모리 윈도우를 얻을 수 있었다. 이를 통해 비정질 인듐-갈륨-아연 산화막을 비휘발성 메모리에 적용할 수 있는 가능성이 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.202-202
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• 2010

불순물이 첨가되는 이원계 및 다원계 투명전도성 산화막들은 불순물의 첨가량에 따라서 전기적 그리고 광학적 특성의 변화를 나타낸다. 조성비에 따른 특성 변화를 조사하기 위하여 산화아연 타겟과 산화갈륨 타겟을 이용하여 혼합 스퍼터링 방식을 이용하여 인듐, 갈륨 등이 소량 첨가된 산화아연막(IGZO)을 증착하였다. Triple Co-sputter의 인가 전력을 변화시켜 가면서 박막 구성 원소들의 성분비 변화에 따른 전기적 그리고 광학적 특성을 조사하였다. 증착된 박막들은 조성비에 따라 전기적 그리고 광학적 특성이 변화되는 것을 확인하였다. 실온에서 유리기판 위에 증착된 박막은 저항률이 $2^*10^{-3}\;{\Omega}-cm$의 전기적 특성을 보였고, 투과도가 400~800nm 파장 범위 내에서 80% 이상의 광학적 특성을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제37회 하계학술대회 초록집
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• pp.266-266
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• 2009

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.296-296
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• 2011

기존에 디스플레이 적용을 위한 TFT의 채널 영역에 널리 이용되고 있는 산화물 반도체의 밴드갭은 약 3.3eV이다. 현재 밴드갭을 증가시키기 위한 연구가 널리 진행 중이며, Mg등의 도핑을 통해 증가시키는 방법이 있다. 기본 sputtering 공정을 이용한 Eg 증가에 대한 연구가 없지만, 이번 연구에서는 가스비, 파워 등의 기본 공정 가변을 통하여 밴드갭 증가와 이를 이용한 광학적 및 전기적 특성을 비교 분석하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.627-634
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• 2018

Gallium-based liquid metal, e.g., eutectic gallium-indium (EGaIn), is highly attractive as an electrode material for flexible and stretchable devices. On the liquid metal, oxide layer is spontaneously formed, which has a wide band-gap, and therefore is electrically insulating. In this paper, we fabricate a capacitor based on eutectic gallium-indium (EGaIn) liquid metal and investigate its cyclic voltammetry (CV) behavior. The EGaIn capacitor is composed of two EGaIn electrodes and electrolyte. CV curves reveal that the EGaIn capacitor shows the behavior of electric double-layer capacitors (EDLC), where the oxide layers on the EGaIn electrodes serves as the dielectric layer of EDLC. The oxide thicker than the spontaneously-formed native oxide decreases the capacitance of the EGaIn capacitor, due to increased voltage loss across the oxide layer. The EGaIn capacitor without oxide layer exhibits unstable CV curves during the repeated cycles, where self-repair characteristic of the oxide was observed. Finally, the electrolyte concentration is optimized by comparing the CV curves at various electrolyte concentrations.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.285-289
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• 2024

에어로졸 데포지션(Aerosol Deposition) 기술을 활용하여 4H-SiC(Silicon Carbide) 기판 상에 Ga₂O₃(Gallium Oxide) 막을 1㎛와 5㎛의 두께로 증착하였다. 이후에는 산화막 두께의 변화가 다이오드의 전기적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며 실험 결과, 두꺼운 박막에서는 소자가 낮은 전압에서 동작하는 것을 확인했으나, 반면에 얇은 박막에서는 전류의 흐름이 비교적 더 가파르게 나타남이 측정되었다. 이를 통해, 박막의 원활한 전기적 특성을 조절하기 위해서는 박막의 두께가 중요함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.326-329
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• 2019

차세대 전력반도체 소재인 질화갈륨(GaN)이 증착된 GaN-on-Si 기판의 기술성숙도가 높아지면서 Si CMOS 소자와의 단일기판 집적화에 대한 관심이 고조되고 있다. CMOS 특성이 상대적으로 저하되는 (111)Si 보다 (110)Si의 CMOS소자가 집적화 관점에서 유리할 것으로 판단되며, 따라서 향후 전개될 GaN-on-(110)Si 플랫폼을 활용한 GaN 전력반도체 스위치소자와 Si CMOS소자의 단일기판 집적화에 적용될 수 있도록 국내 Si CMOS 파운드리 공정을 (110)Si 기판에 진행하였다. 제작된 CMOS소자의 기본특성 및 인버터체인 회로특성, 그리고 게이트 산화막의 신뢰성 분석을 통해 향후 국내 파운드리공정을 활용한 (110)Si CMOS기술과 GaN의 집적화의 가능성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.333.1-333.1
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• 2014

이번 연구는 비정질 인듐-갈륨-아연-산화막(IGZO)을 이용한 박막트랜지스터(TFT)의 열처리 분위기에 따른 전기적 특성을 비교하는 것이다. IGZO의 열처리 시 널리 용하는 Air 분위기 뿐만 아니라, 순수한 N2 및 O2 분위기에서 전기적 특성(Ion/Ioff, S.S 기울기 및 V등)이 어떻게 변하는지를 1차적으로 비교 분석하며, 추후 심화 단계로 gate bias stress가 TFT에 미치는 영향을 확인하였다. 우선 열처리 분위기에 따른 특성을 확인하였다. N2분위기의 경우 다른 분위기와 아주 조금의 차이는 있으나 열처리를 하지 않은 경우를 제외한 나머지는 전체적으로 유사하였다. 좀 더 자세히 보면 두번째의 경우 Forward와 Reverse의 경우 전체적으로 모두 유사해 보였고, 특히 N2분위기의 경우 가장 안정적임을 알 수 있었다. 또 Stress Time에 따른 V의 변화량을 측정하였는데 역시 열처리를 하지 않은 경우에는 시간이 지날수록 변화가 크게 나타나 안정성에 문제가 있었다. 하지만 Air, N2, O2분위기에서는 약간의 미세한 차이는 있으나 전체적으로 유사하였다. 마지막으로 IGZO의 특성상 저온열처리를 하는 경우가 많은데 이러한 경우에는 열처리 시간에 따라 Stress Time의 변화에 따른 V차이를 확인하였다. 실험 결과 열처리 시간이 길어질수록 Stress Time에 따른 V의 변화가 작게 나타났다. 이를 통해 저온의 경우 약 5~8시간의 열처리를 한 경우가 안정적이라는 결론을 얻을 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.261-270
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• 2024

본 연구에서는 졸-겔 방법으로 란타늄 갈륨 산화물(LaGaO) 용액을 제조하였다. 브러시 코팅 공정을 이용해서 기판에 용액을 코팅한 후 경화온도를 변화시켜 LaGaO 박막을 간단하게 형성함으로써, 액정디스플레이 산업에서 사용하는 액정 배향막으로서의 적용 가능성을 확인하였다. 편광 광학 현미경 관찰을 통해 LaGaO 박막의 경화온도가 높아짐에 따라 균일하게 액정분자가 정렬되는 것을 확인할 수 있었다. 230℃로 경화된 LaGaO 박막에서 낮은 선경사각을 가지며, 원자현미경을 통해 단일 방향으로 LaGaO 입자가 형성됨을 확인하였다. X-선 광전자 분광법을 통해 LaGaO 금속산화물 박막이 잘 형성됨을 알 수 있었다. 최종적으로 높은 광학 투과율과 함께 우수한 전기·광학적 특성이 나타남으로써 LaGaO 금속산화물이 신규 액정 배향막 소재로서의 가능성이 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.263-263
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• 2016

최근 반도체 시장에서는 저비용으로 고성능 박막 트랜지스터(TFT)를 제작하기 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다. 먼저, 재료적인 측면에서는 비정질 상태에서도 높은 이동도와 가시광선 영역에서 투명한 특성을 가지는 산화물 반도체가 기존의 비정질 실리콘이나 저온 폴리실리콘을 대체하여 차세대 디스플레이의 구동소자용 재료로 많은 주목받고 있다. 또한, 공정적인 측면에서는 기존의 진공장비를 이용하는 PVD나 CVD가 아닌 대기압 상태에서 이루어지는 용액 공정이 저비용 및 대면적화에 유리하고 프리커서의 제조와 박막의 증착이 간단하다는 장점을 가지기 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히 산화물 반도체 중에서도 indium-gallium-zinc oxide (IGZO)는 비교적 뛰어난 이동도와 안정성을 나타내기 때문에 많은 연구가 진행되고 있지만, 산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터가 가지는 문제점 중의 하나인 문턱전압의 불안정성으로 인하여 상용화에 어려움을 겪고 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 산화물 반도체의 불안정한 문턱전압의 문제점을 해결하기 위해 마이크로웨이브 열처리를 적용하였다. 또한, 기존의 IGZO에서 suppressor 역할을 하는 값비싼 갈륨(Ga) 대신, 저렴한 지르코늄(Zr)과 하프늄(Hf)을 각각 적용시켜 용액 공정 기반의 Zr-In-Zn-O (ZIZO) 및 Hf-In-Zn-O (HIZO) TFT를 제작하여 시간에 따른 문턱 전압의 변화를 비교 및 분석하였다. TFT 소자는 p-Si 위에 습식산화를 통하여 100 nm 두께의 $SiO_2$가 열적으로 성장된 기판 위에 제작되었다. 표준 RCA 세정을 진행하여 표면의 오염 및 자연 산화막을 제거한 후, Ga, Zr, Hf 각각 suppressor로 사용한 IGZO, ZIZO, HIZO 프리커서를 이용하여 박막을 형성시켰다. 그 후 소스/드레인 전극 형성을 위해 e-beam evaporator를 이용하여 Ti/Al을 5/120 nm의 두께로 증착하였다. 마지막으로, 후속 열처리로써 마이크로웨이브와 퍼니스 열처리를 진행하였다. 그 결과, 기존의 퍼니스 열처리와 비교하여 마이크로웨이브 열처리된 IGZO, ZIZO 및 HIZO 박막 트랜지스터는 모두 뛰어난 안정성을 나타냄을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구에서 제안된 마이크로웨이브 열처리된 용액공정 기반의 ZIZO와 HIZO 박막 트랜지스터는 추후 디스플레이 산업에서 IGZO 박막 트랜지스터를 대체할 수 있는 저비용 고성능 트랜지스터로 적용될 것으로 기대된다.