• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.44 no.2
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• pp.13-18
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• 2007

This paper presents the experimental findings on the different degradation mechanism which depends on the gate oxide thickness in lateral DMOS transistors. For thin oxide devices, the generation of interface states in the channel region and the trapped holes in the drift region is found to be the causes of the device degradation. For thick devices, the generation of interface states in the channel region is found to be the causes of the device degradation. We confirmed the different degradation mechanism using device simulation. From the comparison of device degradation under DC and AC stress, it is found that the device degradation is more significant under DC stress than one under AC stress. The device degradation under AC stress is more significant in high frequency. Therefore the hot carrier induced degradation should be more carefully considered in the design of RF LDMOS transistors and circuit design.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07f
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• pp.1957-1960
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• 1997

일반적으로, Thyristor와 같은 반도체 소자는 수명이 반영구적이라고 알려져 왔으나, 실제로는 사용 시간이 지남에 따라 열화 과정을 가지는 것으로 보고되고 있다. 이는 소자 제조 공정상의 결함이나 가공 불량, 소자 접합면에 존재하는 물리적 불균질성 등이 원인이 되는데 이들 원인으로 인해 반도체 소자내에 취약부위가 존재하게 된다. Thyristor 소자 응용 시스템에 있어서, 운용 중 발생되는 전기적 물리적 스트레스는 Thyristor 소자내의 취약부위에 집중되는데, 시간이 지남에 따라 취약부위가 확산되고 열화가 가속되어 갑작스런 소자 파손으로 이어지게 된다. 본 논문에서는 Thyristor 소자의 열화 과정을 이론적인 측면에서 해석하고, 실제 산업현장에서의 Thyristor 열화 발생 사례를 중심으로 대용량 Thyristor의 열화 평가방법에 대하여 고찰한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1424-1426
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• 2003

PMN-PZT 적충형 세라믹 액츄에이터 소자를 제작한후 그 열화 특성을 조사하였다. 액츄에이터는 tape casting 방법으로 green sheet를 제작한후, screen printing방법을 이용하여 전극형상을 만들고, lamination과 cutting공정을 통하여 소자를 제작하였다. 작된 소자의 구조적인 특성을 분석하기 위하여 X-ray diffractometer를 사용하였으며, Doppler effect를 사용하는 laser vibrometer를 이용하여 전압에 따른 변위량을 측정하였다. 제작된 소자의 열화 특성을 알아보기 위하여 60 Hz의 triangular 교류 파형을 적충형 세라믹 액츄에이터에 인가하여 열화전과 후의 P-E hysteresis loop의 변화를 살펴보았으며, unipolar AC 전압을 지속적으로 인가하여 소자를 depling 시킴으로써 열화현상을 관찰하였다. 파단면에 대한 SEM 분석을 통하여 소자의 파괴 메카니즘을 알아 보도록 하였다. 이로부터 전기적, 기계적 열화가 소자의 동작에 미치는 영향에 대해서 알아 보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.246-246
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• 2012

최근의 디스플레이 시장에서는 고효율 저전력, 자발광 소자인 OLED가 차세대 디스플레이 시장의 블루칩으로써 연구되고 개선되어 왔다. 고효율, 고휘도 구현이 가능한 OLED 소자는 초기 발광 시 수명감소, 저전류 구동 효율 개선 및 소자의 유기 재료 개선의 문제점에 직면해 있기 때문에 많은 가능성을 아직 현실화 하지 못하고 있다. 본 연구에서는 전기적 스트레스를 가한 OLED 소자의 전기적, 광학적 성질을 측정함으로써 열화에 따른 소자의 특성 변화를 확인하여 문제점을 개선하는데 기여하고자 한다. $2{\times}2$ inch Glass에 $2{\times}2$ mm 크기의 발광면적을 갖는 Red OLED 소자를 제작한 후 Source Measure Unit을 이용, 8 V의 과전압을 72시간 동안 인가하여 소자의 열화현상을 가속시켰다. 이후 I-V-L 장비를 이용하여 전기적 특성 및 휘도 특성을 측정하였다. 측정된 결과는 휘도가 8 V에서 10,620 cd/$m^2$ ＞ 9,849 cd/$m^2$ (약 7.2% 감소)로 변화한 것을 확인 하였으며, 휘도 효율과 전력 효율을 측정해본 결과 8 V 에서의 소비전력 효율 역시 16%에서 ＞ 15%로(약 1%감소) 변화하였으나 안정적으로 발광이 유지되는 3 V~6 V 구간에서는 효율이 약 13%가 감소하였다. 또한 휘도 효율은 8 V 기준으로 1% , 3 V~6 V 구간에서는 약 8% 감소하였다. 본 연구 결과를 통하여 OLED 소자의 열화 현상은 소자의 휘도 감소뿐만 아니라 소비전력증가, 열화현상의 촉진으로 이어지는 것으로 확인 되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05c
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• pp.219-222
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• 2003

$0.2(PbMg_{1/3}Nb_{2/3}O_3)-0.8(PbZr_{0.475}Ti_{0.525}O_3)$ 조성을 이용하여 $5{\times}5{\times}5mm^3$의 적층형 세라믹 액츄에이터 소자를 tape casting 방법으로 제작하였다. 전극재로서는 Ag-Pd를 이용하여 총 50층의 layer를 적층하였으며, 적층된 액츄에이터를 $1100^{\circ}C$의 온도에서 소결하였다. X-ray diffractometer를 이용하여 제작된 소자와 열화된 소자의 구조적인 특성을 분석하였다. 제작된 소자의 열화 특성을 알아보기 위하여 60 Hz 의 triangular wave를 인가하여 열화전과 후의 p-E hystcresis loop의 변화를 살펴보았으며, 인가된 전압의 변화에 따라서 소자에서 발생되는 양의 열을 측정하였다. 파괴된 소자의 파단면에 대한 SEM 분석을 통하여 소자의 파괴 메카니즘을 알아보도록 하였다. 이로부터 전기적 기계적 열화가 소자의 동작에 미치는 영향에 대해서 알아 보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.289-292
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• 2004

반도체 소자의 파괴 원인으로는 주로 열, 전압, 전류, 진동 및 압력 등이 있다. 이 중에서 전압과 열을 스트레스 인자로 적용하여 가속열화 시험을 진행하였다. 전압 및 열에 의한 소자의 열화정도를 파악하기 위해 현재 상용화되어 있는 Phase Control Thyristor 중 $V_{DRM}\;=\;1500V,\;V_{BRM}\;=\;1500V, \;T_{HS}\;=\;-40{\sim}125^{\circ}C$ 정도의 사양을 가지는 소자를 사용하였다. 열화에 의한 여러 가지 변동특성 중에서 소자의 순방향 및 역방향 항복특성의 변화와 누설전류의 변화에 대해 실험을 통해 알아보았다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07c
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• pp.1309-1310
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• 2006

사이리스터 소자의 신뢰성은 HVDC, SVC, FACTs와 같은 대용량 전력 시스템의 신뢰성에 많은 영향을 미친다. 따라서 사이리스터 소자의 신뢰성을 분석하는 것은 시스템의 안정적인 운용과 신뢰성의 확보에 필수적이다. 본 논문에서는 장시간동안 전압 및 열을 인가하여 사이리스터를 가속열화 시켰을 때 사이리스터 소자의 차단전압 및 누설전류 특성의 변화에 대해 실험을 통해 분석하였다. 가속열화 시험에는 14개의 사이리스터가 사용되었고, 1000V, $100^{\circ}C$의 조건에서 가속열화를 진행하였으며, 7일에서 10일의 간격으로 소자의 누설전류 및 차단전압 특성을 측정하여 초기 특성과 비교 분석하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.21 no.1
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• pp.82-89
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• 2017

In this work, InGaZnO thin film transistors with Ni, Al and ITO source and drain electrode materials were fabricated to analyze a hot carrier induced device degradation according to the electrode materials. From the electrical measurement results with electrode materials, Ni device shows the best electrical performances in terms of mobility, subthreshold swing, and $I_{ON}/I_{OFF}$. From the measurement results on the device degradation with source and drain electrode materials, Al device shows the worst device degradation. The threshold voltage shifts with different channel widths and stress drain voltages were measured to analyze a hot carrier induced device degradation mechanism. Hot carrier induced device degradation became more significant with increase of channel widths and stress drain voltages. From the results, we found that a hot carrier induced device degradation in InGaZnO thin film transistors was occurred with a combination of large channel electric field and Joule heating effects.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.13-18
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• 2004

전력계통 분야에서는 HVDC 전력변환소, BTB, UPFC 및 SVC의 안정성 향상 및 안정적인 운용을 위한 체계적인 유지보수 및 관리가 필요하다. 특히 전력계통에 접속된 대용량 전력반도체 소자인 사이리스터 밸브는 운전중에 열적, 전기적인 스트레스를 받게 되며, 이로 인해 밸브의 수명이 감소하여 전력계통의 안정적인 운용을 어렵게 만드는 요인이 된다. 따라서 전력계통 운용의 안정성을 확보하기 위해서는 대용량 사이리스터 밸브의 열적, 전기적 스트레스에 따른 수명 변화를 예측하는 열화진단 기법의 개발이 중요하다. 본 고에서는 대용량 사이리스터 소자의 열화진단 기법에 대한 국내외 현황과 현재 연구가 진행중인 열화 진단 기법에 대해 서술하였으며, 1500V급 사이리스터 소자의 가속열화 실험을 통해 소자의 수명을 예측한 결과를 나타내었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.49 no.1
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• pp.8-14
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• 2012

The device performances of n-channel MuGFET with different fin numbers and fin widths but the total effective channel width is constant have been characterized. Two kinds of Pi-gate devices with fin number=16, fin width=55nm, and fin number=14, fin width=80nm have been used in characterization. The threshold voltage, effective electron mobility, threshold voltage roll-off, inverse subthreshold slope, PBTI, hot carrier degradation, and drain breakdown voltage have been characterized. From the measured results, the short channel effects have been reduced for narrow fin width and large fin numbers. PBTI degradation was more significant in devices with large fin number and narrow fin width but hot carrier degradation was similar for both devices. The drain breakdown voltage was higher for devices with narrow fin width and large fin numbers. With considering the short channel effects and device degradation, the devices with narrow fin width and large fin numbers are desirable in the device layout of MuGFETs.