• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.13 no.5
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• pp.504-508
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• 2010

The development of high voltage Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) have given new device advantage in the areas where they compete with conventional GTO (Gate Turnoff Thyristor) technology. The IGBT combines the advantages of a power MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) and a bipolar power transistor. The change of electrical characteristics for IGBT is mainly coming from the change of characteristics of MOSFET at the input gate and the PNP transistors at the output. The change of threshold voltage, which is one of the important design parameters, is brought by charge trapping at the gate oxide under the environment that radiation exists. The energy loss will be also studied as the inductance values are changed. In this paper, the electrical characteristics are simulated by SPICE, and compared for variation of inductance and threshold voltage based on IGBT.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.7-13
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• 1995

A new FET type semiconductor pressure sensor (PSFET : pressure sensitive field effect transistor) was fabricated and its operational characteristics were investigated. A ZnO thin film as a piezoelectric layer, $5000{\AA}$ thick, was deposited on a gate oxide of FET by RF magnetron sputtering. The deposition conditions to obtain a c-axis poling structure were substrate temperature of $300^{\circ}C$, RF power of 140watt, and working pressure of 5mtorr in Ar ambience. The fabricated PSFET device showed good linearity and stability in the applied pressure range($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.6 no.3
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• pp.267-274
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• 1997

Silicon shallow trenches applied to the STI (Shallow Trench Isolation) of integrated circuits were etched using inductively coupled $Cl_2$ and HBr/$Cl_2$ plasmas and the effects of process parameters on the etch profiles of silicon trenches and the physical damages on the trench sidewall and bottom were investigated. The increase of inductive power and bias voltage in $Cl_2$ and HBr/$Cl_2$ plasmas increased polysilicon etch rates in general, but reduced the etch selectivities over nitride. In case of $Cl_2$ plasma, low inductive power and high bias voltage showed an anisotropic trench etch profile, and also the addition of oxygen or nitrogen to chlorine increased the etch anisotropy. The use of pure HBr showed a positively angled etch profile and the addition of $Cl_2$ to HBr improved the etch profile more anisotropically. HRTEM study showed physical defects formed on the silicon trench surfaces etched in $Cl_2/N_2$ or HBr/ $Cl_2$ plasmas.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.13 no.2
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• pp.473-480
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• 2018

In 2012, a new energy capturing method called TENG was suggested for energy harvesting applications. The TENG which captures electric energy in forms of friction or vibration has been researched as a new energy harvesting generation device. However, TENG works on rather high voltage and yields relatively low current, and this requires additional energy conversion and saving methods with either in semiconductive elements or circuitry for its application. Irregular generation from vibration sources rattle under 5Hz especially requires empirical studies. In this article, we suggest a electricity generation platform with energy storage methods. The platform is mounted on large sized animals, and the generation is actively monitored and controlled via Bluetooth-Low Energy to verify the platform.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.217.1-217.1
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• 2014

반도체 및 디스플레이 산업은 많은 공정들에서 저온 플라즈마 반응을 이용한다. 특히 소자 제작을 위한 실리콘 박막의 증착은 저온 플라즈마 공정의 주요 공정이다. 하지만 실리콘 박막을 합성하는데 있어서 저온 플라즈마에서 형성되는 실리콘 나노 입자는, 오염입자로써 박막의 특성을 악화시켜 소자생산 수율을 악화시키는 주요 원인이 되고 있다. 따라서 플라즈마에서 입자 형성의 원인이 되는 화학반응 및 입자들의 성장 매커니즘에 대한 연구는, 1980년대 플라즈마 공정에서 입자 합성이 보고된 이래 공정의 최적화를 위해 꾸준히 연구되어왔다. 이러한 매커니즘의 연구들은, 플라즈마 화학반응에 의해 실리콘 입자 핵을 만들어 내는 과정과 입자들이 충돌에 의해 성장해가는 과정으로 나눠진다. 플라즈마 화학 반응 과정은 아레니우스 방정식에 의해 정의된 반응계수를 이용하여 플라즈마 내 전자와 이온, 중성 화학종들이 전자 온도와 전자 밀도, 챔버 온도 등에 의해 결정되는 현상을 모사한다. 또한 이 과정에서 실리콘을 포함하는 화학종들의 반응에 의해 핵이 생성 되가는 양상을 모사한다. 생성된 핵은 충돌에 의해 입자가 성장해 가는 과정의 가장 작은 입자로써 이용된다. 입자들이 성장해가는 과정은 입자들이 서로 충돌하면서 다양한 입경의 입자로 분화되어가는 현상을 모사한다. 이 과정에 의해 다양한 입경분포로 분화된 입자들은 플라즈마 내 전자에 의해 하전되며, 이러한 하전 양상은 입경에 따라 다른 분포를 보인다. 본 연구에서는 입자의 하전 분포를 고려하여, 입자들의 성장의 주요 원인인 입자간의 충돌을 대표하는 충돌주파수를 수정하는 방식을 채택하여 보다 정밀한 입자 성장 양상을 모델링하였다. Inductively coupled plasma (ICP) 타입의 저온 플라즈마 반응기에서 합성된 입자들을 Particle Beam Mass Spectrometer (PBMS)와 Scanning Electron Microscope (SEM)를 이용하여 입경분포를 측정한 데이터와 모델링에 의해 계산된 결과를 비교하여 본 모델의 유효성을 검증하였다. 검증을 위해 100~300 mtorr의 챔버 압력 조건과 100~350 W의 입력 전력 조건들을 달리하며 측정한 결과와 계산한 데이터를 조건별로 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2013.05a
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• pp.1023-1026
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• 2013

The electronic equipment which was exposed to high level pulsed radiation is damaged as Upset, Latchup, and Burnout. Those damages has come from the instantaneous photocurrent from electron-hole pairs generated in itself. Such damages appeared as losses of power in military weapon system or of blackout in aerospace equipment and eventually caused in gross loss of national. In this paper, we have implemented a RDC(Radiation detection and control module) as part of the radiation protection technology of the electronic equipment or devices from the pulsed gamma radiation. The RDC which is composed of pulsed gamma-ray detection sensor, signal processors, and pulse generator is designed to protect the important electronic circuits from the pulse radiation. To verify the functionality of the RDC, LM118s which had damaged by the pulse radiation were tested. The test results showed that the test sample applied with a RDC was worked well in spite of the irradiation of the same pulse radiation. Through the experiments we could confirm that the radiation protection technology implemented with RDC had the functionality of radiation protection to the electronic devices.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.11 no.3
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• pp.101-108
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• 2017

DC/DC switching power converters are commonly used to generate a regulated DC output voltage with high efficiency. The advanced DC/DC converter uses a PWM-IC with OP-Amp. (Operational Amplifier) to control a MOSFET (metal-oxide semiconductor field effect transistor), which is a switching component, efficiently. In this paper, it is shown that the electrical characteristics of OP-Amp. are affected by radiations of ${\gamma}$ rays using $^{60}Co$ for TID (Total Ionizing Dose) testing and 5 heavy ions for SEL (Single Event Latch-up) testing. TID testing on OP-Amp. is accomplished up to the total dose of 30 krad, and the cross section($cm^2$) versus LET($MeV/mg/cm^2$) in the OP-Amp. operation is evaluated SEL testing after implementation of the controller board.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.2
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• pp.462-469
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• 2008

In this paper, we design the FPGA (Field-Programmable Gate Array) of the KOINONIA WPAN (Wireless Personal Area Network), and implement the SoC (System on Chip). We use the redundant bits to make a constant-amplitude in a modulator part. Additionally, the SNR (Signal to Noise Ratio) performance of the demodulator is improved by using the redundant bits in decoding steps. The four-million FPGA of the KOINONIA WPAN can be operated at 44MHz frequency. The PER (Packet Error Rate) of the designed FPGA with RF (Radio Frequency) module is below 1% at the -86dB MIPLS (Minimum Input Power Level Sensitivity), and the SNR is about 13dB. The SoC is implemented by using Hynix 0.25um CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) process. The size of the SoC is $6.52mm{\times}6.92mm$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.238-239
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• 2011

최근 반도체 산업은 더 높은 성능의 회로 제작을 통해 초고집적화를 추구하고 있다. 이를 위해서 회로 설계의 최소 선폭과 소자 크기는 지속적으로 감소하고 있고 이를 위한 배선 기술들은 플라즈마 공정을 이용한 식각공정에 크게 의존하고 있다. 식각공정에 있어서 반응가스의 조성은 식각 속도와 선택도를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 CIS QMS (closed ion source quadrupole mass spectrometer)를 이용하여 CF4+Ar를 이용한 실리콘 산화막의 플라즈마 식각 공정 시 생성되는 라디칼과 이온 종들을 측정하였다. Ar 이온이 기판표면과 충돌하여 기판물질간의 결합을 깨놓으면, 반응성 기체 및 라디칼과의 반응성이 커져서 식각 속도를 향상 시키게 된다. 본 실험에서는 2 MHz의 RPS (remote plasma source)를 이용하여 플라즈마를 발생시키고 13.56 MHz의 rf 전력을 기판에 인가하여 식각할 웨이퍼에 바이어스 전압을 유도하였다. CF4/(CF4+Ar)의 가스 혼합비가 커질수록 식각 부산물인 SiF3의 양은 증가 하였으며, CF4 혼합비가 0일 때(Ar 100%) 비하여 1일 때(CF4 100%) SiF3의 QMS 이온 전류는 106배 증가하였다. 이때의 Si와 결합하여 SiF3를 형성하는 F라디칼의 소모는 0.5배로 감소하였다. 또한 RPS power가 800 W일 때 플라즈마에 의해서 CF4는 CF3, CF2, CF로 해리 되며 SiO2 식각 시 라디칼의 직접적인 식각과 Si_F2의 흡착에 관여되는 F라디칼의 양은 CF3 대비 7%로 검출되었고, 식각 부산물인 SiF3는 13%로 측정되었다. Ar의 혼합비를 0 %에서 100%까지 증가시켜 가면서 측정한 결과 F/CF3는 $1.0{\times}105$에서 $2.8{\times}102$로 변화하였다. SiF3/CF3는 1.8에서 6.3으로 증가하여 Ar을 25% 이상 혼합하는 것은 이온 충돌 효과에 의한 식각 속도의 증진 기대와는 반대로 작용하는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.169-169
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• 2011

STT-MRAM (수직자화 자기메모리)는 자화반전 현상을 원리로 구동하는 비휘발성 메모리로 기존의 메모리 장치에 비해 빠른 접근 속도와 높은 저장 밀도를 가지며 영구적인 기록이 가능하다. 이러한 장점들에 더해 적은 소모 전력을 지니므로 기존의 SRAM등의 한계를 극복할 대안으로 각광받고 있으며 차세대 메모리 군의 선두주자로 가장 적합한 후보중 하나이다. STT-MRAM의 건식 식각 방식에 있어 가장 큰 이슈는 소자 구동에 핵심적인 역할을 하는 MTJ(Magnetic Tunnel Junction)의 식각이다. MTJ는 free layer, tunnel barrier, pinned layer 3개의 층으로 구성되어 있으며 양 끝 layer에는 강자성체인 CoFeB가 사용되고 tunnel barrier에는 절연층인 MgO가 사용되고 있다. 이러한 물질들은 기존의 반도체 소자에서는 사용되지 않았던 물질들로 기존 공정에서 사용되던 Cl2 based plasma etching에서는 측벽에 비화발성 반응물과 잔류 Cl2에 의해 부식이 발생하는 문제점이 드러나고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 대안으로 CO/NH3/Ar나 CH4/Ar 같은 새로운 가스 조합을 사용하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구에 의해 기존의 Cl2 plasma를 이용한 식각에서 나타나는 문제점은 해결이 되었으나 또 다른 문제점들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 stack MRAM sample을 사용하여 기존의 사용되는 Cl2/Ar plasma와 대안 gas인 CO/NH3, CH4/Ar plasma에서의 식각을 진행하였으며 실험 조건(gas 비율 변화, Bias power 변화, 식각 시간)에 따른 식각 속도의 변화나 식각 후의 profile에 대하여 관찰하였다. 이에 따라 식각후에 어떠한 차이점이 있는 지를 알아보았으며 CO/NH3나 CH4/Ar plasma에서 식각시 나타나는 문제점에 대하여도 조명해 보았다.