• Fire Science and Engineering
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• v.34 no.3
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• pp.43-48
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• 2020

The purpose of this study is to develop an earth leakage alarm circuit breaker, equipped with a leakage alarming function (JER-E2S, ETECKOREA Co., Korea), and to analyze its characteristics. The developed mechanism is exclusively used for single-phase and 220 V circuits, with a rated current of 32 A, 20 A, 20 A (for restrooms), 16 A, etc. It satisfies all characteristics of existing earth leakage circuit breakers (ELB). If a fire current, which is a resistive leakage current (Igr), flows through an electric line, the device detects the leakage current in real time and warns against the leakage through a blinking LED lamp. Since the developed device displays a tolerance to a capacitative leakage current (Igc) that inevitably occurs in LED lamps, communication devices, etc., it ensures a stable power supply. In addition, the earth leakage alarm circuit breaker protects against power failure due to a momentary ground fault. Therefore, it can supply power without the risk of the circuit breaker malfunctioning due to a momentary ground fault caused by water droplets, leaves, etc. Moreover, with a standby power of less than 0.1 W, the developed earth leakage alarm circuit breaker exhibits a power saving performance that is 3~8 times greater than that of other ELBs. Installation of approximately 10 earth leakage alarm circuit breakers in one apartment household, with an area of 120 ㎡, can save 2~5 kWh per month. Therefore, the developed earth leakage alarm breaker not only satisfies the characteristics of existing earth leakage breakers, but also exhibits outstanding power supply quality since it has the functions of electric fire prevention and malfunction prevention. Therefore, this device can innovatively contribute to electric fire prevention.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.3
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• pp.80-88
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• 1995

This paper presents the fabrication of a metal-insulator-metal(MIM) antifuse structure consisting of insulators sandwiched between top electrode, Al, and bottom electrode, TiW and additionally studies on antifuse properties depending on the condition of insulator. The intermetallic insulators, prepared by means of sputter, comprised of silicon oxide and tantalum oxide. In such an antifuse structure, silicon oxide layer is utilized to decrease the leakage current and tantalum oxide layer, of which the dielectric strength is lower than that of silicon oxide, is also utilized to lower the breakdown voltage near 10V. Finally sufficient low leakage current, below 1nA, and low programming voltage, about 9V, could be obtained in antifuse device comprising $Al/Ta_{2}O_{5}(10nm)/SiO_{2}(10nm)/TiW$ structure and OFF resistance of 3$3.65M{\Omega}$ and ON resistance of $7.26{\Omega}$ could be also obtained. This $Ta_{2}O_{5}/SiO_{2}$ based antifuse structures will be promising for highly reliable programmable device.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.255-257
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• 2018

본 논문은 리튬폴리머 배터리를 입력 전압원으로 High-Altitude Electomagnetic Pulse (HEMP) 구동용 고밀도 고전압 충전기의 설계를 다루며, 제안하는 충전기는 독특한 3상 델타-와이 변압기 구조를 갖는 5.4kW 용량의 LCC 공진 컨버터로 제작 되었다. 풀브릿지 형태로 4개의 스위치를 사용하는 단상 충전기는 동일 용량을 설계하는 경우, 입력 전류량이 높아 소자의 발열로 충전기의 동작 시간이 제한되고 누설 인덕턴스에 의한 스파이크성 전압이 크게 발생하여 충전기의 안정적인 구동이 어려운 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 6개의 스위치를 사용하는 삼상 충전기를 HEMP 구동용 고밀도 고전압 충전기에 적용하였다. 동일 용량의 단상과 삼상 충전기 설계과정과 시뮬레이션 결과를 분석해 각 충전기의 차이점을 비교하고, 저항 및 커패시터 부하 실험으로 제안하는 삼상 충전기의 동작과 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.85-85
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• 2007

최근 귀금속중의 하나인 Ruthenium(Ru)은 높은 일함수, 누설전류에 대한 높은 저항성등의 톡성으로 인해 캐패시터의 하부전극으로 각광받고 있다. 하부전극으로 증착된 Ru은 일반적으로 각 캐패시터의 분리와 평탄화를 위해 건식식각이 이루어진다. 하지만, 건식식각 공정중 유독한 $RUO_4$ 가스가 발생할 수 있으며, 불균일한 캐패시터 표면을 유발할 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 CMP 공정이 필요하게 되었다. 하지만, Ru은 화학적으로 매우 안정하기 때문에 Ru CMP 슬러리에 대한 연구가 필요하게 되었으며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Ru CMP 공정에서 Chemical A가 에칭제 및 산화제로 사용된 슬러리의 pH 변화와 pH 적정제에 따른 영향을 살펴보았다. Ru wafer를 이용하여 static etch rate, passivation film thickness와 wettability를 pH와 pH 적정제에 따라 비교해 보았다. 또한, pH 적정제로 $NH_4OH$와 TMAH를 이용하여 pH별 슬러리를 제작하고 CMP 공정을 실시하여 Ru의 removal rate을 측정하였다. $NH_4OH$와 TMAH의 경우 각각 130. 100 nm/min의 연마율이 측정된 pH 6에서 가장 높은 연마률을 보였으며, TMAH의 경우가 pH 전 구간에서 $NH_4OH$에 비해 낮은 연마율이 측정되었다. TEOS 에 대한 Ru의 선택비를 측정해 본 결과, $NH_4OH$의 경우 pH 8~9. TMAH의 경우 pH 6~7에서 높은 selectivity를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.38 no.10
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• pp.671-677
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• 2001

A RuO$_2$ Schottky photo-detector was designed and fabricated with GaN layers on the sapphire substrate. For good absorption of UV light, an epitaxial structure with undoped GaN(0.5 ${\mu}{\textrm}{m}$)/n￣-GaN(0.1${\mu}{\textrm}{m}$)/n＋-GaN(1.5${\mu}{\textrm}{m}$) was grown by MOCVD. The structure had the carrier concentrations of 3.8$\times$10$^{18}$ cm￣$^3$, the mobility of 283$\textrm{cm}^2$/V.s. After ECR etching process for mesa structure with the diameter of about 500${\mu}{\textrm}{m}$, Al ohmic contact was formed on GaN layer. After proper passivation between the contacts with Si$_3$/N$_4$, was formed on undoped GaN layer. The fabricated Schottky diode had a specific contact resistance of 1.15$\times$10$^{-5}$ ［$\Omega$.$\textrm{cm}^2$］. It has a low leakage current of 305 pA at -5 V, which was attributed by stable characteristics of RuO$_2$ Schottky contact. In optical measurement, it showed the high UV to visible extinction ratio of 10$^{5}$ and very high responsivity of 0.23 A/W at the wavelength of 365nm.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.12
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• pp.812-818
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• 2000

We studied the effects of Ge preamorphization (PAM) on 0.25$\mu\textrm{m}$ Ti-salicide junctions using comparative study with As PAM. For each PAM schemes, ion implantations are performed at a dose of 2E14 ion/$\textrm{cm}^2$ and at 20keV energy using $^{75}$ /As+and GeF4 ion sources. Ge PAM showed better sheet resistance and within- wafer uniformity than those of As PAM at 0.257m line width of n +/p-well junctions. This attributes to enhanced C54-silicidation reaction and strong (040) preferred orientation of the C54-silicide due to minimized As presence at n+ junctions. At p+ junctions, comparable performance was obtained in Rs reduction at fine lines from both As and Ge PAM schemes. Junction leakage current (JLC) revels are below ~1E-14 A/$\mu\textrm{m}^{2}$ at area patterns for all process conditions, whereas no degradation in JLC is shown under Ge PAM condition even at edge- intensive patterns. Smooth $TiSi_2$ interface is observed by cross- section TEM (X- TEM), which supports minimized silicide agglomeration due to Ge PAM and low level of JLC. Both junction break- down voltage (JBV) and contact resistances are satisfactory at all process conditions.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.23 no.2
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• pp.220-228
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• 2012

In this paper, we explained the design technique about Ka-band active limiter for protecting the receiver of a millimeter wave seeker. To implement low flat leakage power, we proposed the control circuit of active limiter to control limiter voltage with PRF(Pulse Repetition Frequency) signal and input power. This active limiter consisted of the conventional 2 stage passive limiter, a feedback circuit with a directional coupler, detector, non-inverting amplifier and over-current protection resistance. As the test result of the fabricated Ka-band limiter, it had 1 GHz bandwidth, 3.5 dB insertion loss at the small input power and -7.5 dBm flat leakage at the 4 W RF input power, respectively.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.257-259
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• 2019

본 논문은 광물 탐사를 위한 25kW급 양극성 펄스전원장치에 대해 기술한다. 소프트스위칭 기반의 고효율 LCC 공진형 컨버터와 풀 브리지 기반 양극성 펄스 스위칭부로 구성된 단위 모듈(500V, 12.5A)을 기반으로 설계한다. LCC 공진형 컨버터는 전류의 rms값을 줄이기 위해 공진 전류모양을 사다리꼴 형태로 설계하여 도전 손실측면에서 크게 개선되었고, 높은 전력밀도를 달성하기 위해 변압기의 누설 인덕턴스를 공진 파라메터로 활용한다. 추가적으로, 짧은 펄스폭을 가지도록 설계된 게이트 구동 회로는 출력을 DC에서 8kHz의 넓은 주파수 범위에서 동작시킬 뿐만 아니라 게이트 신호를 전달하기 위한 변압기의 사이즈를 줄이기 위해 제안된다. 단위모듈 형태로 개발된 양극성 펄스전원장치는 4개의 모듈이 직병렬로 결선되어 부하조건에 따라 Grounded dipole mode (2kV, 12.5A) 또는 Loop mode (500V, 50A)로 동작한다. 4모듈 직병렬 운전 시 발생하는 모듈 간 전압 불균형 문제를 해결하기 위해 메인 변압기에 보상권선이 감긴다. 본 논문에서는 개발된 양극성 펄스전원 장치의 설계를 저항부하 실험 및 태백산 탐사시험 결과를 바탕으로 검증한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.84-84
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• 2012

소자가 고집적화 됨에 따라, 비저항이 낮고 electro migration (EM), Stress Migration (SM) 특성이 우수한 구리(Cu)를 배선재료로서 사용하고 있다. 그러나, 구리는 Si과 $SiO_2$의 내부로 확산이 빠르게 일어나, Si 소자 내부에 deep donor level을 형성하고, 누설 전류를 증가시키는 등 소자의 성능을 저하시킬 수 있는 문제점을 가지고 있다. 그러나, electroplating 을 이용하여 증착한 Cu 박막은 일반적으로 확산 방지막으로 쓰이는 TiN, TaN, 등의 물질과의 접착 (adhesion) 특성이 나쁘다. 따라서, Cu CMP 에서 증착된 Cu 박막의 벗겨지거나(peeling), EM or SM 저항성 저하 등의 배선에서의 reliability 문제를 야기하게된다. 따라서 Cu 와 접착 특성이 좋은 새로운 확산방지막 또는 adhesion layer의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 이러한 Cu 배선에서의 접착성 문제를 해결하고자 Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD)을 이용하여 제조한 코발트(Co) 박막을 $Cu/TaN_x$ 사이의 접착력 개선을 위한 adhesion layer로 적용하려는 시도를 하였다. Co는 비저항이 낮고, Cu 와 adhesion이 좋으며, Cu direct electroplating 이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 수소 분위기에서 $C_{12}H_{10}O_6(Co)_2$ (dicobalt hexacarbonyl tert-butylacetylene, CCTBA) 전구체에 의한 MOCVD Co 박막의 경우 탄소, 산소와 같은 불순물이 다량 함유되어 있어, 비저항, surface roughness 가 높아지게 된다. 따라서 구리 전착 초기에 구리의 핵 생성(nucleation)을 저해하고 핵 생성 후에도 응집(agglomeration)이 발생하여 연속적이고 얇은 구리막 형성을 방해한다. 이를 해결하기 위해, MOCVD Co 박막 증착 시 수소 반응 가스에 암모니아를 추가로 주입하여, 수소/암모니아의 분압을 1:1, 1:6, 1:10으로 변화시켜 $Co/TaN_x$ 박막의 특성을 비교 분석하였다. 각각의 수소/암모니아 분압에 따른 $Co/TaN_x$ 박막을 TEM (Transmission electron microscopy), XRD (X-ray diffraction), AES (Auger electron spectroscopy)를 통해 물성 및 조성을 분석하였고, AFM (Atomic force microscopy)를 이용하여, surface roughness를 측정하였다. 실험 결과, $Co/TaN_x$ 박막은 수소/암모니아 분압 1:6에서 90 ${\mu}{\Omega}-cm$의 낮은 비저항과 0.97 nm 의 낮은 surface roughness 를 가졌다. 뿐만 아니라, MOCVD 에 의해 증착된 Co 박막이4-6 % concentration 의 탄소 및 산소 함량을 가지는 것으로 나타났고, 24nm 크기의 trench 기판 위에 약 6nm의 $Co/TaN_x$ 박막이 매우 균일하게 형성된 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과들은, 향후 $Co/TaN_x$ 박막이 Cu direct electroplating 공정이 가능한 diffusion barrier로서 성공적으로 사용될 수 있음을 보여준다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.3
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• pp.89-98
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• 2003

The electrical and mechanical properties of sputtered Cu(Mg) films are investigated for highly reliable interconnects. The roughness, adhesion, hardness and resistance to thermal stress of Cu(Mg) film annealed in vacuum at $400^{\circ}C$ for 30min were improved than those of pure Cu film. Moreover, the flat band voltage(V$_{F}$ ) shift in the Capacitance-Voltage(C-V) curve upon bias temperature stressing(BTS) was not observed and leakage currents of Cu(Mg) into $SiO_2$ were three times less than those of pure Cu. Because Mg was easy to react with oxide than Cu and Si after annealing, the Mg Oxide which formed at surface and interface served as a passivation layer as well.