• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.48 no.6
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• pp.360-370
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• 2015

As the size of the semiconductor devices shrinks to nanometer scale, the importance of plasma etching process to the fabrication of nanometer scale semiconductor devices is increasing further and further. But for the nanoscale devices, conventional plasma etching technique is extremely difficult to meet the requirement of the device fabrication, therefore, other etching techniques such as use of multi frequency plasma, source/bias/gas pulsing, etc. are investigated to meet the etching target. Until today, various pulsing techniques including pulsed plasma source and/or pulse-biased plasma etching have been tested on various materials. In this review, the experimental/theoretical studies of pulsed plasmas during the nanoscale plasma etching on etch profile, etch selectivity, uniformity, etc. have been summarized. Especially, the researches of pulsed plasma on the etching of silicon, $SiO_2$, and magnetic materials in the semiconductor industry for further device scaling have been discussed. Those results demonstrated the importance of pulse plasma on the pattern control for achieving the best performance. Although some of the pulsing mechanism is not well established, it is believed that this review will give a certain understanding on the pulsed plasma techniques.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.47 no.8
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• pp.23-28
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• 2010

In this paper, comparative analysis of digital and analog performances of strained-silicon PMOSFETs with different carrier direction were performed. ID.SAT vs. ID.OFF and output resistance, Rout performances of devices with <100> carrier direction were better than those of <110> direction due to the greater carrier mobility of <100> channel direction. However, on the contrary, NBTI reliability and device matching characteristics of device with <100> carrier direction were worse than those with <110> carrier direction. Therefore, simultaneous consideration of analog and reliability characteristics as well as DC device performance is highly necessary when developing mobility enhancement technology using the different carrier direction for nano-scale CMOSFETs.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.48 no.2
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• pp.6-11
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• 2011

This paper describes the design of new method of propagation delay measurement in micro and nanostructures during characterization of ASIC standard library cell. Providing more accuracy timing information about library cell (NOR, AND, XOR, etc.) to the design team we can improve a quality of timing analysis inside of ASIC design flow process. Also, this information could be very useful for semiconductor foundry team to make correction in technology process. By comparison of the propagation delay in the CMOS element and result of analog SPICE simulation, we can make assumptions about accuracy and quality of the transistor's parameters. Physical implementation of phase error accumulation method(PHEAM) can be easy integrated at the same chip as close as possible to the device under test(DUT). It was implemented as digital IP core for semiconductor manufacturing process($0.11{\mu}m$, GL130SB). Specialized method helps to observe the propagation time delay in one element of the standard-cell library with up-to picoseconds accuracy and less. Thus, the special useful solutions for VLSI schematic-to-parameters extraction (STPE), basic cell layout verification, design simulation and verification are announced.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.350-350
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• 2008

최근 이동 통신 분야에서 전자기기들의 고주파화와 소형화에 대한 관심이 높아지면서 고주파 소자로서 필수적으로 사용 되어온 디커플링 캐패시터도 이 두 가지 요구를 만족시키기 위해 기존의 표면 실장형에서 평판 형태인 기판 내장형 캐패시터로 발전해 가고 있다. 이를 실현하기 위한 공정법으로 Low Temperature Co-fired Ceramics (LTCCs)와 polymer composite등의 연구가 진행되고 있으나 LTCCs는 높은 공정온도에 의한 내부 확산과 서로 다른 열팽창 계수에 의한 소결후의 수축과 같은 단점들을 가지고 있으며 polymer composite 은 비교적 낮은 공정온도에도 불구하고 유전특성과 방열특성이 우수하지 못한 문제점을 가지고 있었다. 이러한 단점들을 극복하기 위해 Aerosol Deposition Method (ADM)를 주목하게 되었다. 이 공정 법은 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹을 제작하는 새로운 코팅기술이다. 본 연구에서는 고주파용 디커플링 캐패시터의 응용을 위하여 상온에서 높은 유전율을 가지며 강유전체 물질인 $BaTiO_3$를 사용하였다. 출발원료로서 0.45 ${\mu}m$크기의 $BaTiO_3$ 분말을 이용하여 상온에서 submicron에서 수 micron의 두께로 성막하였다. 그러나 ADM으로 $BaTiO_3$ 막을 성막할 경우 유전율이 100이하로 급격히 떨어지는 현상이 기존 연구에서 보고되어 왔으며 본 연구에서도 이를 확인하였다. 디커플링 캐패시터의 밀도를 높이기 위해서 유전체의 유전율을 높이거나 두께를 앓게 하는 방법이 있으나 이번 연구에서는 박막화에 초점을 맞추어 진행하였다. 하지만 $BaTiO_3$ 막의 두께를 $1{\mu}m$이하의 박막으로 제조했을 경우 XRD 분석을 통하여 결정상이 얻어졌음을 확인했음에도 불구하고 유전체로서의 특성을 보이지 않았다. 이 원인을 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류에 의한 것이라고 판단하고 $BaTiO_3$ 박막과 기판과의 계면 및 미세구조를 확인하였으며 이것이 전기적 특성에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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• v.38 no.1
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• pp.131-142
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• 2015

It is difficult to make an accurate estimate of the economic value and effects on societal economy of Nano-technologies. This research measures an economic value of Nano-technologies quantitatively and analyzes its influences on societal economy. This paper chooses some major industries as analysis targets and adapts the DEFRA comparative methodology model which has been developed in the UK and recommended by OECD. For this reason, some industries which are in range of economic value assessment were investigated and related data were collected. Also, the economic value and societal influences of Nano-technologies were calculated, through the procedure of the model. In addition, this study conducts a questionnaire to experts for the validity of measurement results and procedures. This paper suggests a guideline for economic value and effects on societal economy of Nano-technologies assessments through quantitative Defra comparative methodologies.

• Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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• v.38 no.2
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• pp.129-137
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• 2015

The study aims at quantifying the effect of nano technology in the fields of economics and social aspects by using the methodology of system dynamics. A case study which using selenium oxide nanoparticles as additive agent in order to enhance fuel efficiency was selected as an example of nano technology in economic and societal benefits. Additionally, models for exhaust gas from combustion of fuel (diesel) and related issues are developed to evaluate real-time assessment of the effect of nano technology. It was found that the selenium oxide nanoparticles increase fuel efficiency, and it also affects on the amount of exhaust gas and the respiratory disease related issues. The results of this study which give quantitative value for the effect of nano technology can be used as objective references in development of national policy.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• v.25 no.3
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• pp.187-195
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• 2010

Nanotechnology is the fastest growing area in scientific research and it has important applications in a wide variety of fields. Nevertheless, consumers encountered this new technology without any identification of risks and benefits. Also until now, there are no specific safety evaluation methods for nanotechnology. For this reason, we studied risk communication strategy for nanotechnology to prepare its application in commercialized products on public. A survey was conducted to identify the differences in perception between public (N=110) and expert (N=37) toward applied nanotechnology in food, drugs and cosmetic products. The survey results were used to draw up a risk cognitive map which was introduced by Paul Slovic, and the perception level of public and expert on nanotechnology was evaluated. As a result of the survey, public recognized nanotechnology as "unknown but low dread" risk factor, but expert recognized it as "unknown and high dread" risk factor. These results indicate that there are perception differences between two groups. Several risk communication strategies are reported including care, consensus and risk communication. In the case of nanotechnology, it contains both risks and benefits. Considering the nature of nanotechnology, the "consensus communication" which informs consumers about risks and benefits of issues is the most appropriate strategy.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.19 no.1
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• pp.137-140
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• 2004

The minimum ignition temperature at which the dust cloud can spontaneously ignite is considered to be very important in industries to prevent explosion occurring in hot surfaces. This paper has dealt with the experimental study of the determination of minimum ignition temperature of Hydroxy Propyl Methyl Cellulose (HPMC) dust cloud. We have used the Godbert-Greenwald Furnace Apparatus to determine the ignition temperature and limiting oxyten concentration for dust could. The experimental determinations on the minimum ignition temperature were carried out with various particle size with nominal diameters 45, 75 and 106${\mu}m$. The limiting oxygen concentration of dust cloud was determinated for the smaller size(45${\mu}m$) HPMC. Minimum ignition temperature of dust cloud was at 364$^{\circ}C$ for the concentration of 2.5g/L in the air and became higher with the increasing of nitrogen concentration. It was also found that the ignition didn't occur when the oxygen concentration was below 10%, and limiting oxygen concentration is at 11%.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.105-105
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• 2006

IT 산업 및 반도체 산업이 발전함에 따라 초소형, 고집적화 시스템의 요구에 대응하기 위해서 고해상도 및 고정밀의 패턴 구현에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구는 각종 산업제품의 PCB(Printed Circuit Board) 및 디스플레이 장치인 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 등에 적용되어 널리 응용되고 있다. 현재 널리 사용되는 인쇄 회로 기판은 마스킹 후 선택적 에칭 방식을 적용하여 금속 배선을 형성하는 방식을 적용하고 있다. 이러한 방식은 설계가 변경될 경우 마스크를 다시 제작해야 하는 번거로움이 있어 설계 변경이 용이하지 않고 더욱 길어진 생산시간의 증가로 인하여 생산성 및 집적도가 떨어지게 된다. 따라서 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위한 방안이 여러 가지 측면에서 시도되고 있으며, 그 중에서도 Inkjet Printing 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 Inkjet Printing 방식을 적용하여 금속 배선을 형성하고 선폭과 두께의 오차를 줄여 배선의 Tolerance 를 개선할 수 있는 방안을 제안하였다. Inkjet Printing 방식을 이용한 기존의 금속 배선 형성은 고해상도의 DPI(Dot Per Inch)에서 잉크 액적이 뭉치는 Bulge 현상이 발생되어 원하는 형상 및 배선의 폭을 구현하는데 어려움이 있었다. Bulge 현상은 배선의 불균일성을 야기할 뿐만 아니라 근접한 배선의 간섭에도 영향을 미처 금속 배선의 기능을 할 수 없는 단점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 이러한 Bulge 현상을 줄이고 배선간의 간섭을 방지하여 원하는 배선을 용이하게 형성할 수 있는 순차적 인쇄 방식을 적용하였다. 본 연구에서는 노즐직경 35um 의 Inkjet Head 와 나노 Ag 입자 잉크를 사용하여 Glass 표면 위에 배선을 형성하고 배선의 폭과 두께를 측정하였다. 또한 순차적 인쇄 방식을 적용하여 700DPI 이상의 고해상도에서 나타날 수 있는 Bulge 현상이 감소하였음을 관찰하였으며 금속 배선의 Tolerance를 10%내외로 유지할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.114-114
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• 2010

최근 고용량의 디커플링 캐패시터를 기판에 내장하여 고주파 발생의 원인인 배선길이와 실장 면적을 획기적으로 줄이는 임베디드 디커플링 캐패시터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 기존의 공정들은 높은 공정온도와 같은 공정상의 한계를 가지고 있어 상온 저 진공 분위기에서 세라믹 분말을 기판에 고속 분사시켜 기공과 균열이 거의 없는 치밀한 나노구조의 세라믹 제작이 가능한 후막코팅기술인 Aerosol Deposition Method (ADM)에 착목하였으며, 이 ADM을 박막공정으로 응용하여 $BaTiO_3$ 박막을 제작하고 고용량의 디커플링 캐패시터 제작을 실현하고자 한다. 하지만, Cu 기판 상에 성막 된 $0.5\;{\mu}m$이하의 $BaTiO_3$ 박막에서는 $BaTiO_3$ 분말 내에 존재하는 평균입자 보다 큰 입자와 응집분말로 인해 발생하는 pore, crater, not-fully-crushed particles와 같은 거시적인 결함들에서의 전류 통전과 울퉁불퉁한 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면에서의 전계의 집중에 의한 전류의 증가로 인하여 큰 누설전류 발생하는 문제에 봉착하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 제시된 효과적인 방법으로 Stainless steel 기판과 같이 표면경도가 높은 기판을 사용하는 것이며, 이를 통해 $0.2\;{\mu}m$의 두께까지 유전 $BaTiO_3$ 박막을 성막 할 수 있었으며, 치밀한 표면 미세구조와 줄어든 $BaTiO_3$ 박막과 기판 사이의 계면의 거칠기를 확인하였다. 하지만, $BaTiO_3$ 박막 내에 발생하는 누설전류의 근본원인을 확인하기 위해서는 누설전류에 대한 미시적인 접근이 더욱 요구된다. 이에 본 연구에서는 누설전류 발생원인의 미시적 접근을 위해 두께에 따른 $BaTiO_3$ 박막의 누설전류 전도기구에 대한 조사하였으며, 이를 통해 $BaTiO_3$ 박막내 발생하는 누설전류의 원인은 $BaTiO_3$막 내에서 donor로서 역할을 하는 oxygen vacancy와 불균일한 전계의 집중으로 인한 전자의 tunneling 현상임을 확인할 수 있었다. 또한, Nano-indenter와 Conductive atomic force microscopic를 이용한 정밀 측정을 통해 표면경도의 중요성을 재확인하였으며 $BaTiO_3$ 박막의 두께가 $0.2\;{\mu}m$이하로 더욱 얇아지게 되면 입자간 결합 문제 또한 ADM을 박막화 하는데 있어 중요한 요소임을 확인하였다.