본 고는 반도체 재료가 갖는 자기효과를 이용하여 자기센서의 종류 및 특성등에 대하여 서술하였다. 반도체 LSI의 응용분야가 확대됨에 따라서 반도체 센서를 이용한 극소형화, 고성능화, 저가격화, 다기능화등이 가능하게 되었다. 이러한 상황에서 반도체를 이용한 홀 소자나 자기저항 소자와 같은 자기센서 등을 주변회로와 일체화시킨 초소형 시스템에 대한 연구가 활발하다. 특히 화합물 반도체는 자기센서에 적합한 물리적인 특성을 갖고 있기 때문에, 자기센서로 효율을 나타내고 있다. 반도체의 미세가공기술의 발전과 LSI제조기술의 발전을 이용하여 센서의 집적화, 저가격화를 가능하게 하였으며, 다른 종류의 반도체 센서들을 자기센서와 함께 하나의 칩위에 장착할 수 있는 응용집적센서(Application-specific Integrated Sensor)가 더욱 중요한 역할을 할 것이다.
기존의 태양전지 기술은 기술 장벽이 매우 낮고 대량 생산을 통한 단가 절감하는 구조를 가지고 있어 대규모 자본을 가진 후발 기업에게 잠식되기 쉽다. 그러나, III-V족 화합물 반도체를 이용한 집광형 고효율 태양전지는 기술 장벽이 매우 높은 기술 집약 산업이므로 독자적인 기술을 확보하게 되면 독점적인 시장을 확보 할 수 있어 미래 고부가 가치 산업으로 적합하다. 특히 III-V족 화합물 반도체 태양전지는 III족 원소(In, Ga, Al)와 V족 원소(As, P)의 조합으로 0.3 eV~2.5 eV까지 밴드갭을 가지는 다양한 박막 제조가 가능하여 다양한 흡수 대역을 가지는 태양전지 제조가 가능하기 때문에 다중 접합 태양전지 제작이 가능하다. 또한 III-V 화합물 반도체는 고온 특성이 우수하여 온도 안정성 및 신뢰성이 우수하고, 또한 집광 시 효율이 상승하는 특성이 있어 고배율 집광형 태양광 발전 시스템에 가장 적합하다. Si 태양전지의 경우 100배 이하의 집광에서 사용하나, III-V 화합물 반도체 태양전지의 경우 500~1000배 정도의 고집광이 가능하다. 이러한 특성으로 III-V 화합물 반도체 태양전지 모듈 가격을 낮출 수 있고, 따라서 Si 태양전지 시스템과 비교하여 발전 단가 면에서 경쟁력을 확보할 수 있다. III-V 화합물 반도체는 다양한 밴드갭 에너지를 가지는 박막 제조가 용이하고, 직접천이(direct bandgap) 구조를 가지고 있어 실리콘에 비해 광 흡수율이 높다. 또한 터널정션(tunnel junction)을 이용하면 광학적 손실과 전기적 소실을 최소화 하면서 다양한 밴드갭을 가지는 태양전지를 직렬 연결이 가능하여 한 번의 박막 증착 공정으로 넓은 흡수대역을 가지며 효율이 높은 다중접합 태양전지 제작이 가능하다. 이에 걸맞게 본연구에서는 화학기상증착장치(MOCVD)를 이용하여 InAsP 나노선을 코어 쉘 구조로 성장하여 태양전지를 제작하였다. P-type Dopant로는 Disilane (Si2H6)을 전구체로 사용하였다. 또한 Benzocyclobutene (BCB) 폴리머를 이용하여 Dielectric을 형성하였고 Sputtering 방법으로 증착한 ZnO을 투명 전극으로 사용하여 나노선 끝부분과 실리콘 기판에 메탈 전극을 형성하였다. 이를 통해 제작한 태양전지는 솔라시뮬레이터로 측정했을때 최고 7%에 달하는 변환효율을 나타내었다.
다이니폰스크린제조(주)는 창업아래 다양한 비즈니스 찬스에 과감히 도전, 반도체 제조장비, 액정(LCD) 제조장비, 인쇄 및 제판 관련 장비제조를 축으로 발전해 왔다. 광학기술, 정밀기기, 화상처리 기술, 전자.전기 기술 등의 분야에서 기술력을 인정받고 있는 다이니폰스크린의 바탕에는 '벤처정신'이 살아 숨쉬고 있으며, 연구개발형 기업으로서 발전해 온 다이니폰스크린은 사업 전개의 신조로 '발상의 전환'을 강조하고 있다.
유기반도체를 이용한 유기트랜지스터는 플렉시블한 기판에 적용할 수 있고, 저렴한 비용으로 제조 가능할 것이라 예측하며, 차세대 전자소자로 많은 연구가 이루어지고 있다. 각기 다른 소자 특성을 갖는 다양한 유기반도체들은 특정화학물질에 다양한 응답특성을 보이며, 이에 따른 특정물질을 구분 가능한 센서어레이 구현이 가능할 것이라 보고 있다. 본 발표에서는 여러 유기반도체들의 응답특성과 상관관계를 소개하고, 기존 유기트랜지스터의 문제점이었던 구동전압을 낮추기 위한 신규 유기반도체 합성 및 새로운 소자구조 그리고 그의 화학센서특성을 논의할 것이다.
현재 전자장비는 대부분 반도체소자로 구성되어 있어 이들 소자의 신뢰성이 매우 중요하다. 반도체소자의 신뢰성은 고장률로 표현되는데 실질적인 고장률은 사용현장에서 수집된 데이터에서 산출되지만 데이터 수집기간이 길고, 고장원인이 불분명하며, 수적으로도 빈약한 실정이다. 따라서 본고에서는 MIL-HDBK-217E의 고장률예측 모델을 이용하여 반도체소자를 제조기술, 패키지형태, 칩접착 상태별로 구분하여 고장률을 산출하였다.
21C 정보화시대를 맞이하여 반도체 산업이 급속하게 발전함에 따라 컴퓨터를 활용한 효율성이 높은 유틸리티 관리 시스템(New Utility Management System) 기술이 중요시되는 추세이다. 본 연구에서는 유틸리티 관리시스템의 한 부분인 냉수 시스템에 대해 정상상태 유동해석을 통하여 각 구성 요소에서의 유량 및 압력, 온도를 제공할 수 있는 컴퓨터해석시스템을 구현하였다. 효율성 증대를 위해 펌프 위치에 따른 시스템 변화를 파악하여 시스템에 영향을 크게 미칠 수 있는 펌프 즉, 가동하면 효율적인 펌프를 결정하였으며 최적의 리턴라인(Return Line) 위치를 설계하였다. 이 결과는 운전 및 관리의 효율성 증대와 에너지 절감을 위하여 매우 유익한 활용이 가능하다.
1947년 트랜지스터의 발명과 더불어 시작된 반도체산업은 과거 어느 산업분야에서도 볼 수 없었던 초스피드로 발전하여 겨우 30년이 지난 오늘날에는 콩알만한 실리콘 조각위에 전자 계산기를 올려 놓을 수 있을 만큼 발달 되었다. 우리나라에서도 급속히 발전하는 전자산업과 더불어 반도체 부품 생산이 개시되어 본격적인 기반을 구축하고 있다. 현재 국내 유일의 반도체 부품 제조회사이며 바이폴라 트랜지스터를 순국내 기술만으로 개발 1년만에 국내 수요의 20%를 공급하기에 이른 삼성 반도체(주)의 바이폴라 트랜지스터 기술을 살펴본다.
Getter는 진공을 이루고 유지하는데 사용되는 물질로, 잔존가스 및 불순가스를 흡수 & 제거하는 물질을 말한다. FPD나 PDP같은 평판 디스플레이는 내부에 진공을 요구하며 작동중에 발생하는 불순가스에 의해 진공도가 떨어져, plasma 방전시 방전개시전압이 상승하는 결과를 초래하기에 이에 적절한 getter의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구의 최종 목적은 PDP 제조시 발생하는 잔존가스 및 운전중 발생하는 불순가스의 제거를 효율적으로 하여 PDP의 수명이 연장되는 고성능 getter 재료를 제조 하고자 하는 것이며, 이에 thermal plasma를 이용하여 nano size로 getter를 제조하였다. 전체적으로 $10\~30$ [nm] 크기의 Setter가 제조되었지만 응집이 많이 일어나 군집된 형상이 발생하였으며, 이는 입자가 완전히 성장하기까지 충분한 열을 받지 못하여 응집이 먼저 발생한 것으로 생각된다.
ZnO, Ga2O3, In2O3 등 산화물 반도체는 최근 디스플레이, 태양전지 등 전자산업에서 중요한 소재로 전 세계적으로 많이 연구되고 있다. 그 중에서도 ZnO는 나노와이어, 나노점 등 나노구조체 형태로 제조가 가능해 짐에 따라 센서 등의 반도체 소자로의 응용가능성이 매우 큰 것으로 알려져 있다. ZnO 나노와이어는 chemical vapor deposition법을 이용하여 $800^{\circ}C$이상의 고온에서 제조 가능하다고 알려져 있다. 또한 저온 증착법으로 수열합성법이 있는데, 이때에는 사용되는 화학물질, 성장온도 등 제조 조건에 따라 특성이 크게 달라진다. 본 연구에서는 수열합성법으로 제조한 ZnO 나노와이어의 성장온도에 따른 물성을 분석하였다. 특히 ZnO 나노와이어의 지름 및 길이 변화가 두드러지게 나타났다. 성장온도 변화에 따라 나노와이어의 지름이 30 nm부터 100 nm까지 변화하였으며, 이에 따른 광학적 특성 또한 변하였다. XRD, SEM, PL, Raman 분광법으로 측정한 결과를 발표할 예정이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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