• Journal of IKEEE
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• v.22 no.4
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• pp.916-921
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• 2018

In this paper, we analyzed the power MOSFET devices for high voltage and high current operation. 4H-SiC was used instead of Si to improve the static characteristics of the device. Since 4H-SiC has a high critical electric field due to wide band gap, 4H-SiC is more advantageous than Si in high voltage and high current operation. In the conventional VDMOSFET structure using 4H-SiC, the breakdown voltage is limited due to the electric field crowding at the edge of the p-base region. Therefore, in this paper, we propose a Curvature VDMOSFET structure that improves the breakdown voltage and the static characteristics by reducing the electric field crowding by giving curvature to the edge of the p-base region. The static characteristics of conventional VDMOSFET and curvature VDMOSFET are compared and analyzed through TCAD simulation. The Curvature VDMOSFET has a breakdown voltage of 68.6% higher than that of the conventional structure without increasing on-resistance.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.7 no.2
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• pp.389-394
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• 2021

In this work, we study the properties of molecular structure and boundary orbital functions of the DPHMP-AlH and propiophenone and butyrophenone, which are forms of alkoxy-amine-aluminum derivatives. Furthermore, we investigate the effect on the selective reduction of the final products (R), (S)-phenylpropanol and (R), (S)-phenylbutanol by calculating the stereoscopic and thermodynamic parameters of the transition state. Considering the three-dimensional molecular structural stability, the transition status of (S) types DPHMP-AlH and alkylphenone was found to be more stable, resulting in the selective reductions of DPHM-AlH and alkylphenone from this result: (S)-(1)-phenylpropanol and (S)-(1)-phenylbutanol was confirmed that the formation was advantageous.

• Journal of IKEEE
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• v.26 no.4
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• pp.537-544
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• 2022

This paper analyzes the occurrence and cause of bond wires fusing used in the manufacture of pulsed high power amplifiers. Recently GaN HEMT has been spotlight in the fields of electronic warfare, radar, base station and satellite communication. In order to produce the maximum output power, which is the main performance of the high-power amplifier, optimal impedance matching is required. And the material, diameter and number of bond wires must be determined in consideration of not only the rated current but also the heat generated by the transient current. In particular, it was confirmed that compound semiconductor with a wide energy band gap such as GaN trigger fusing of the bond wire due to an increase in thermal resistance when the design efficiency is low or the heat dissipation is insufficient. This data has been simulated for exothermic conditions, and it is expected to be used as a reference for applications using GaN devices as verified through IR microscope.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.57-58
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• 2011

III-V족 화합물 반도체의 일종인 InSb는 77 K에서 0.23 eV의 작은 밴드 갭을 가지며 높은 전하 이동도를 가지고 있기 때문에 대기권에서 전자파 흡수가 일어나지 않는 3~5 ${\mu}m$범위의 장파장 적외선 감지가 가능하여 중적외선 감지 소자로 이용되고 있다. 하지만 InSb는 밴드 갭이 매우 작기 때문에, 소자 제작시 누설전류에 의한 소자 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 다른 화합물 반도체에 비해 녹는점이 낮고, 휘발성이 강한 5족 원소인 Sb의 승화로 기판의 화학양론적 조성비(stoichiometry)가 변하기 쉬워, 계면특성 저하의 원인이 된다. 따라서 우수한 특성을 가지는 적외선 소자의 구현을 위해서, 저온에서 계면 특성이 우수한 고품질의 절연막 증착 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 InSb 기판 위에 $SiO_2$, $Si_3N_4$의 절연막 형성시 증착온도의 변화에 따른 계면 트랩 밀도를 분석하였다. $SiO_2$, $Si_3N_4$ 절연막은 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 n형 InSb 기판 위에 증착하였으며, 증착온도를 $120^{\circ}C$부터 $240^{\circ}C$까지 변화시켰다. Metal oxide semiconductor(MOS) 구조 제작을 통하여, 커패시턴스-전압(C-V)분석을 진행하였으며, 절연막과 InSb 사이의 계면 트랩 밀도를 Terman method를 이용하여 계산하였다[1]. 또한, $SiO_2$와 $Si_3N_4$의 XPS 분석과 TOF-SIMS 분석을 통하여 계면 트랩 밀도의 원인을 밝혀 보았다. $120{\sim}240^{\circ}C$ 온도 범위에서 계면 트랩 밀도는 $Si_3N_4$의 경우 $2.4{\sim}4.9{\times}10^{12}cm^{-2}eV^{-1}$, $SiO_2$의 경우 $7.1{\sim}7.3{\times}10^{11}cm^{-2}eV^{-1}$ 값을 나타냈고, 두 절연막 모두 증착 온도가 증가할수록 계면 트랩 밀도가 증가하는 경향을 보였다. 그러나 모든 샘플에서 $Si_3N_4$의 경우, flat band voltage가 음의 전압으로 이동한 반면, $SiO_2$의 경우, 양의 전압으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 계면 트랩 밀도 증가의 원인을 확인하기 위해서, oxide를 $120^{\circ}C$, $240^{\circ}C$에서 증착시킨 샘플을 XPS 분석을 통하여 깊이에 따른 성분분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 계면에서 $In_2O_3$와 $Sb_2O_3$ 피크의 증가를 확인하였다. 이는 계면에서 oxide양이 증가함을 의미하며, 이렇게 생성된 oxide는 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. Nitride 절연막을 증착시킨 샘플은 TOF-SIMS 분석을 통해, 계면에서의 성분 분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 In-N, Sb-N, Si-N 결합의 감소를 확인하였다. 이렇게 분해된 결합들의 dangling 결합이 늘어 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. 최종적으로, 소자특성을 확인 하기 위하여 계면 트랩 밀도가 가장 낮게 측정된 $200^{\circ}C$ 조건에서 $SiO_2$ 절연막을 증착하여 InSb 적외선 소자를 제작하였다. 전류-전압(I-V) 분석 결과 -0.1 V에서 16 nA의 누설 전류 값을 보였으며, $2.6{\times}10^3{\Omega}cm^2$의 RoA(zero bias resistance area)를 얻을 수 있었다. 절연막 증착조건의 최적화를 통하여, InSb 적외선 소자의 특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.

• Journal of IKEEE
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• v.12 no.3
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• pp.176-183
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• 2008

The high efficiency power management IC(PMIC) with DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) switching device is proposed in this paper. PMIC is controlled with PWM control method in order to have high power efficiency at high current level. DTMOS with low on-resistance is designed to decrease conduction loss. The control parts in Buck converter, that is, PWM control circuits consist of a saw-tooth generator, a band-gap reference circuit, an error amplifier and a comparator circuit as a block. The Saw-tooth generator is made to have 1.2 MHz oscillation frequency and full range of output swing from ground to supply voltage(VDD:3.3V). The comparator is designed with two stage OP amplifier. And the error amplifier has 70dB DC gain and $64^{\circ}$ phase margin. DC-DC converter, based on Voltage-mode PWM control circuits and low on-resistance switching device, achieved the high efficiency near 95% at 100mA output current. And DC-DC converter is designed with LDO in stand-by mode which fewer than 1mA for high efficiency.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.11 no.2
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• pp.49-55
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• 2001

ZnO films were fabricated on p-type Si(100) wafer ITO glass and quartz glass by the sol-gel process using zinc acetate dihydrate as starting material. A homogeneous and stable solution was prepared by dissolving the zinc acetate dihydrate in a solution of 2-methoxyethanol and monoethanolamine (MEA). ZnO films were deposited by spin-coating at 2800 rpm for 25 s and were dried on a hot plate at $250^{\circ}C$ for 10 min. Crystallization of the films was carried out at $400^{\circ}C$~$800^{\circ}C$ for 1 h in air. X-ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy (SEM), UV-vis transmittance spectroscopy, FTIR transmittance spectroscopy and Photoluminescence (PL) spectroscopy measurements have been used to study the structural and optical properties of the films. ZnO films highly oriented along the (002)plane were obtained. In all cases the films were found to be transparent (above 70%) in visible range with a sharp absorption edge at wavelengths of about 380nm, which is very close to the intrinsic band-gap of ZnO(3.2 eV). The low temperature band-edge photoluminescence revealed a complicated multi-line structure in terms of bound exciton complexes and the phonon replicas.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.14 no.3
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• pp.691-698
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• 2010

In this study Al-doped ZnO (AZO) thin films have been fabricated on Eagle 2000 glass substrates at various substrate temperature ($100{\sim}500^{\circ}C$) and working pressure (10 ~ 40 mTorr) by RF magnetron sputtering in order to investigate the structural, electrical, and optical properties of the AZO thin films. The obtained films were polycrystalline with a hexagonal wurtzite structure and preferentially oriented in the (002) crystallographic direction. The AZO thin films, which were deposited at $T=300^{\circ}C$ for 10 mTorr, shows the highest (002) orientation, and the full width at half maximum (FWHM) of the (002) diffraction peak is $0.42^{\circ}$. The lowest resistivity ($2.64{\times}10^{-3}\;{\Omega}cm$) with the highest cartier concentration ($5.29{\times}10^{20}\;cm^{-3}$) and a Hall mobility of ($6.23\;cm^2/Vs$) are obtained in the AZO thin films deposited at $T=300^{\circ}C$ for 10 mTorr. The optical transmittance in the visible region is approximately 80%, regardless of process conditions. The optical band-gap depends on the Al doping level as the substrate temperature increases and the working pressure decrease. The optical band-gap widening is proportional to cartier concentration due to the Burstein-Moss effect.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.61 no.4
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• pp.163-167
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• 2017

Along with the progress of white LED technology, red phosphors have become increasingly important in industry and academia, and a more specific demand has steadily increased in the market. Red phosphors are used in high efficiency and high rendering LED lightings. However, using red phosphors with $Eu^{2+}$ activators caused color rewarming and reduced emission intensity in white LED chips due to strong reabsorption in the green or yellow wavelength range caused by the 4f-5d transition. $Mn^{4+}$ doped phosphors which have no such drawbacks and which can further improve the color rendering index (CRI) are now of great interest. However, $Mn^{4+}$-doped phosphors have a disadvantage in that the emission wavelength is determined depending on the host due to the $^2E_g{\rightarrow}^4A_2$ transition. In this study, the $SrO-BaO-GeO_2$ solid-solution was selected, and $Sr_{1-x}B_axGe_4O_9:Mn^{4+}{_{0.005}}$ ($0{\leq}x{\leq}1$) phosphors were synthesized and characterized. This led to a versatile color tuning in LED technology.

• Journal of IKEEE
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• v.22 no.1
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• pp.180-184
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• 2018

Gallium oxide ($Ga_2O_3$) and silicon carbide (SiC) are the material with the wide band gap ($Ga_2O_3-4.8{\sim}4.9eV$, SiC-3.3 eV). These electronic properties allow high blocking voltage. In this work, we investigated the characteristic of $Ga_2O_3$ and 4H-SiC vertical depletion-mode metal-oxide-semiconductor field-effect transistors. We demonstrated that the blocking voltage and on-resistance of vertical DMOSFET is dependent with structure. The structure of $Ga_2O_3$ and 4H-SiC vertical DMOSFET was designed by using a 2-dimensional device simulation (ATLAS, Silvaco Inc.). As a result, 4H-SiC and $Ga_2O_3$ vertical DMOSFET have similar blocking voltage ($Ga_2O_3-1380V$, SiC-1420 V) and then when gate voltage is low, $Ga_2O_3-DMOSFET$ has lower on-resistance than 4H-SiC-DMOSFET, however, when gate voltage is high, 4H-SiC-DMOSFET has lower on-resistance than $Ga_2O_3-DMOSFET$. Therefore, we concluded that the material of power device should be considered by the gate voltage.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.214.1-214.1
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• 2015

Thin-film transistors (TFTs)의 채널층으로 널리 쓰이는 indium-gallium-zinc oxide (IGZO)는 높은 전자 이동도(약 10 cm2/Vs)를 나타내며 유기 발광 다이오드디스플레이(OLED)와 대면적 액정 디스플레이(LCD)에 필수적으로 사용되고 있다. 하지만, 이러한 재료는 우수한 TFT의 채널층의 특성을 가지는 반면, ZnO 기반 재료이기 때문에 소자 구동에서의 안정성은 가장 큰 문제로 남아있다. 따라서 최근, IGZO layer의 특성을 향상시키기 위한 연구가 다양한 방법으로 시도되고 있다. IGZO의 조성비를 조절하여 전기적 특성을 최적화거나 IGZO layer의 조성 중 Ga을 다른 금속 메탈로 대체하는 연구도 이루어지고 있다. 그러나 IGZO에 미량의 도펀트를 첨가하여 박막 특성 변화를 관찰한 연구는 거의 진행되지 않고 있다. 산화물 TFTs의 전기적 특성과 안정성은 산소 함량에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있으며, 더욱이 TFT 채널층으로 쓰이는 IGZO 박막의 고유한 산소 공공은 디바이스 작동 중 열적으로 활성화 되어 이온화 상태가 될 때 소자의 안정성을 저하시키는 것이 문제점으로 지적되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 낮은 전기 음성도(1.22)와 표준전극전위(-2.372 V)를 가지며 산소와의 높은 본드 엔탈피 값(719.6 kJ/mol)을 가짐으로써 산소 공공생성을 억제할 것으로 기대되는 yttrium을 IGZO의 도펀트로 도입하였다. 따라서 본 연구에서는 Y-IGZO의 박막 특성 변화를 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 magnetron co-sputtering법으로 IGZO 타깃(DC)과 Y2O3 타깃(RF)를 이용하여 기판 가열 없이 동시 방전을 이용해 non-alkali glass 기판 위에 증착 하였다. IGZO 타깃은 DC power 110 W으로 고정하였으며 Y2O3 타깃에는 RF Power를 50 W에서 110 W까지 증가시키면서 Y 도핑량을 조절하였다. Working pressure는 고 순도 Ar을 20 sccm 주입하여 0.7 Pa로 고정하였다. 모든 실험은 $50{\times}50mm$ 기판 위에 총 두께 $50nm{\pm}2$ 박막을 증착 하였으며, 그 함량에 따른 전기적 특성 및 광학적 특성을 살펴보았다. 또한, IGZO 박막 제조 시 박막의 안정화를 위해 열처리과정은 필수적이다. 하지만 본 연구에서는 열처리를 진행하지 않고 Y-IGZO의 안정성 개선 여부를 보기 위하여 20일 동안 상온에서 방치하여 그 전기적 특성변화를 관찰하였다. 나아가 Y-IGZO 채널 층을 갖는 TFT 소자를 제조하여 소자 구동 특성을 관찰 하였다. Y2O3 타깃에 가해지는 RF Power가 70 W 일 때 Y-IGZO박막은 IGZO박막과 비교하여 상대적으로 캐리어 밀도는 낮은 반면 이동도는 높은 최적 특성을 얻을 수 있었다. 상온방치 결과 Y-IGZO박막은 IGZO박막에 비해 전기적 특성 변화 폭이 적었으며 이것은 Y 도펀트에 의한 안정성 개선의 결과로 예상된다. 투과도는 Y 도핑에 의하여 약 1.6 % 정도 상승하였으며 밴드 갭 내에서 결함 준위로 작용하는 산소공공의 억제로 인한 결과로 판단된다.