• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.30 no.5
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• pp.174-182
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• 2020

The printed electronics field using ink-jet printing technology is in the spotlight as a next-generation technology, especially ink-jet 3D printing, which can simultaneously discharge and precisely control various ink materials, has been actively researched in recent years. In this study, complex structure of an insulating layer and a conductive layer was fabricated with photo-curable silica ink and PVP-added Cu nano ink using ink-jet 3D printing technology. A precise photocured silica insulating layer was designed by optimizing the printing conditions and the rheological properties of the ink, and the resistance of the insulating layer was 2.43 × 10¹³ Ω·cm. On the photo-cured silica insulating layer, a Cu conductive layer was printed by controlling droplet distance. The sintering of the PVP-added nano Cu ink was performed using an IPL flash sintering process, and electrical and mechanical properties were confirmed according to the annealing temperature and applied voltage. Finally, it was confirmed that the resistance of the PVP-added Cu conductive layer was very low as 29 μΩ·cm under 100℃ annealing temperature and 700 V of IPL applied voltage, and the adhesion to the photo-cured silica insulating layer was very good.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.257-257
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• 2016

최근에 메모리의 초고속화, 고집적화 및 초절전화가 요구되면서 resistive random access memory (ReRAM), ferroelectric RAM (FeRAM), phase change RAM (PRAM)등과 같은 차세대 메모리 기술이 활발히 연구되고 있다. 다양한 메모리 중에서 특히 resistive random access memory (ReRAM)는 빠른 동작 속도, 낮은 동작 전압, 대용량화와 비휘발성 등의 장점을 가진다. ReRAM 소자는 절연막의 저항 스위칭(resistance switching) 현상을 이용하여 동작하기 때문에 SiOx, AlOx, TaOx, ZrOx, NiOx, TiOx, 그리고 HfOx 등과 같은 금속 산화물에 대한 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. 이와 같이 다양한 산화물 중에서 AlOx는 ReRAM의 절연막으로 적용되었을 때, 우수한 저항변화특성과 안정성을 가진다. 하지만, AlOx 박막을 형성하기 위하여 기존에 많이 사용되어지던 PVD (physical vapour deposition) 또는 CVD (chemical vapour deposition) 방법에서는 두께가 균일하고 막질이 우수한 박막을 얻을 수 있지만 고가의 진공장비 사용 및 대면적 공정이 곤란하다는 문제점이 있다. 한편, 용액 공정 방법은 공정과정이 간단하여 경제적이고 대면적화가 가능하며 저온에서 공정이 이루어지는 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 sputtering 방법과 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서 메모리 특성을 비교 및 평가하였다. 먼저, p-type Si 기판 위에 습식산화를 통하여 SiO2 300 nm를 성장시킨 후, electron beam evaporation으로 하부 전극을 형성하기 위하여 Ti와 Pt를 각각 10 nm와 100 nm의 두께로 증착하였다. 이후, 제작된 AlOx 용액을 spin coating 방법으로 1000 rpm 10 초, 6000 rpm 30 초의 조건으로 증착하였다. Solvent 및 불순물 제거를 위하여 $180^{\circ}C$의 온도에서 10 분 동안 열처리를 진행하였고, 상부 전극을 형성하기 위해 shadow mask를 이용하여 각각 50 nm, 100 nm 두께의 Ti와 Al을 electron beam evaporation 방법으로 증착하였다. 측정 결과, 용액 공정 방법으로 형성한 AlOx 기반의 ReRAM에서는 기존의 sputtering 방법으로 제작된 ReRAM에 비해서 저항 분포가 균일하지는 않았지만, 103 cycle 이상의 우수한 endurance 특성을 나타냈다. 또한, 1 V 내외로 동작 전압이 낮았으며 104 초 동안의 retention 측정에서도 메모리 특성이 일정하게 유지되었다. 결론적으로, 간단한 용액 공정 방법은 ReRAM 소자 제작에 많이 이용될 것으로 기대된다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.13 no.2 s.39
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• pp.15-19
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• 2006

The resistance switching characteristics of amorphous $SiO_2$ and poly-crystalline $TiO_2$ were investigated. Both films exhibit well defined switching characteristics with low and high resistance states. From I-V curve analyses, it was found that the low resistance states of both films obey an ohmic conduction mechanism and the high resistance states show generation of a Schottky potential barrier. Regarding the mechanism for resistance switching of the binary oxide, it is suggested that the generation and annihilation of potential barriers accounts for the changes to the high resistance state and low resistance state, respectively. The device operation characteristic parameters such as reset and set voltages of $TiO_2$ are distinctly smaller than those of $SiO_2$, indicating that the values are related to the dielectric constant.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.56-56
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• 2011

투명 메모리 소자는 향후 투명 디스플레이 등 투명 전자기기와 집적화해 통합형 투명 전자시스템을 구현을 위해 지속적으로 연구가 진행 되고 있으며, 산학계에서는 다양한 메모리 소자중 큰 밴드-갭(>3 eV) 특성을 가지는 저항 변화 메모리(Resistive Random Access Memory, ReRAM)를 이용한 투명 메모리 구현 가능성을 지속적으로 보고하고 있다. 현재까지의 저항 변화 메모리 연구는 물질 최적화를 위해 다양한 금속-산화물계(Metal-Oxide) 저항 변화 물질에 대한 연구가 활발하게 진행 되고 있지만, 금속-산화물계 물질의 경우 근본 적으로 그 제조 공정상 산소에 의한 다수의 산소 디펙트 형성과 제작 시 쉽게 발생할 수 있는 표면 오염의 문제점을 안고 있으며, 또한 Endurance 및 Retention 등의 신뢰성에 문제를 보이고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 근본 적으로 해결하기 위해 새로운 저항 변화 물질에 관한 물질 최적화 연구가 요구 되며, 본 연구진은 다양한 금속-질화물계(Metal-Nitride) 물질을 저항변화 물질로 제안해 연구를 진행 하고 있다. 이전 연구에서, 물질 고유의 우수한 열전도(285 W/($m{\cdot}K$)) 및 절연 특성, 큰 밴드-갭(6.2 eV), 높은 유전율(9)을 가지고 있는 금속-질화물계 박막인 AlN를 저항변화 물질로 이용하여 저항변화 메모리 소자 연구를 진행하였으며, 저전압 고속 동작 특성을 보이는 신뢰성 있는 저항 변화 메모리를 구현하였다. 본 연구에서는 AlN의 큰 밴드-갭 특성을 이용하여 투명 메모리 소자를 구현하기 위한 연구를 진행 하였다. 투과도 실험 결과, 가시광 영역 (380-700 nm)에서 80% 이상의 투과도를 보였으며, 이는 투명 메모리 소자로써의 충분한 가능성을 보여 준다. 또한, I-V 실험에서 전형적인 bipolar 스위칭 특성을 보이며, 스위칭 전압 및 속도는 VSET=3 V/Time=10 ns, VRESET=-2 V/Time=10ns에서 가능하였다. 신뢰성 실험에서, 108번의 endurance 특성 및 105 초의 retention 특성을 보였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.1
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• pp.27-30
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• 2001

Electromigration Phenomena in Al-1%Si thin film interconnections under DC and PDC conditions were investigated. Thin film interconnections with $SiO_2$ and PSG/$SiO_2$ dielectric passivation layer were formed by a standard photolithography process method and test line lengths were 100, 400, 800, 1200, and 1600 $\mu\textrm{m}$. The current density of $1.19\times10^7\textrm{A/cm}^2$ was stressed in Al-1%Si thin film interconnections under DC condition. The current density of $1.19\times10^7\textrm{A/cm}^2$ was also applied under PDC condition at the frequency of 1 Hz with the duty factor of 0.5. The electromigration resistance of PSG/SiO2 dielectric passivation test line was stronger than $SiO_2$ dielectric passivation test line. The lifetime under PDC was 2-4 times longer than DC condition. As the thin film interconnection line increased, the lifetime decreased and saturated over the critical length. Failure patterns by an electromigration were dominated by void-induced electrical open and hillock-induced electrical short.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.5
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• pp.539-546
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• 2006

A study on the polymerization of polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and the carbonization process of a separator was carred out in order to apply conductive polymer PEDOT to the winding typed aluminum condenser as a solid electrolyte and a negative electrode. PEDOT was polymerized with ethylenedioxythiophene (EDOT) as a monomer and ferric-p-toluenesulfonate as an oxidizing agent. The separator of condenser element was carbonized to control its fibrous tissue for the purpose of making it easy to impregnate the PEDOT solution into the microporous etched pit of aluminum foil by preventing separator from concentrating the PEDOT solution on itself. The characteristics of condenser such as capacitance, dissipation factor, equivalent series resistance, and thermal resistance depended on a carbonization temperature and a carbonization time. It was found that a thickness and a density of the used separator were major parameters of carbonization process and the characteristics of condenser were affected by these parameters.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1906-1908
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• 2004

본 논문은 옥외용 고분자 절연물로 널리 사용되고 있는 실리콘 고무의 장기 자외선 가속열화에 따른 특성변화를 조사하였다. 이를 위해 전기적인 평가 방법 이외에 각종 화학적 분석기기를 사용하여 보다 정확히 재료의 열화를 판정하고자 하였다. 연구결과, 실리콘 고무는 내후성이 우수하지만, 가속열화가 진행되면서 표면의 전기적 저항률이 높아지고, 전하축적이 용이해지는 표면구조로 변하는 것을 확인하였다. 또한, 재료 내에서 발수성 회복역할을 하는 저분자량 성분이 감소하였고, 열적특성이 변화되는 것을 확인하였다. 이를 통하여, 최근 확산되고 있는 옥외용 고분자 절연물의 성능평가 및 수명예측에 도움이 되고자 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.04a
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• pp.49-51
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• 2004

고전압 기기의 절연물 내부에서 부분방전 현상이 발생되면 절연파괴로 진전된다. 회전기기가 운전중인 상태에서 on-line 부분방전시험은 고정자 권선의 절연상태를 검사, 평가 할 수 있는 중요한 수단으로서 이러한 부분방전시험을 통하여 회전기기 시스템의 사고예방을 위한 진단을 할 수 있다. 부분방전 펄스는 10MHz $\sim$ 1GHz의 대역폭을 갖는 것으로 알려져 있으며, 이러한 고주파 대역의 전자파 에너지의 효과적인 검출을 위한 센서 중 하나로 웨이브가이드 구조의 고주파 검출센서가 존재한다. 기존의 전자기적 에너지를 검출하는 SSC (Stator Slot Coupler)센서를 한쪽 포트를 가지는 마이크로스트립센서 형태로 사용할 경우 접지면이 도체전체로 씌워져 있고 임피던스 정합을 위한 50옴의 칩저항이 신호라인과 접지사이 루프를 형성하여 기기 운전시 기기의 성능에 영향을 미칠 수 있는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 보완하기 위해서 본 논문에서는 회전기내 부분방전 펄스의 전자기적 에너지를 검출할 수 있는 2선 평행 전송선로 라인을 응용한 부분방전 검출 센서를 제안하였고 시뮬레이션을 통해 성능을 입증하였다. 제안된 센서의 성능을 입증하기 위하여 2선 평행 전송선로 타입의 센서와 기존의 SSC (Stator Slot Coupler) 센서를 약간 변형시킨 마이크로 스트립 센서를 고정자 슬롯의 Wedge 부착한 후 두 센서 비교 분석하였다. 결과적으로 제안된 센서는 기존 SSC 타입의 마이크로스트립 센서에 비하여 더 간단한 형상을 가지며 운전 중 기기의 성능에 영향을 덜 미치는 효과를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.8 no.3
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• pp.31-36
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• 2001

Dielectric material which is suitably designed for the application of the high-temperature electrostatic chucks(HTESCS) has been developed. Electrical resistivities and dielectric constants of the dielectric layer satisfy the demands for the proper operation of HTESC, and coefficient of thermal expansion(CTE) of the dielectric material matches well that of the bottom insulator so that it secures stable structure. In order to minimize particle contaminations, borosilicate glass(BSG) is selected as a bonding layer between dielectric layer and bottom insulator, and silver is used as a electrode. BSG is solidly bonded between upper dielectric and bottom insulator, and no diffusions or reactions are observed among silver electrode, dielectric, and glass layers. The chucking characteristics of the fabricated HTESC are found to be superior to those of the commercialized one.

• Proceedings of the KSR Conference
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• 2011.10a
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• pp.2072-2076
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• 2011

철도 시스템에서 철도궤도와 레일은 주요한 신호 시스템의 일부로 사용되고 있으나 콘크리트 슬래브 궤도 내부의 철근으로 인한 신호전류 감소, 교란 등을 방지하기 위해 과도한 절연작업이 필요하다. 본 연구에서는 국내에서 기 개발된 프리캐스트 슬래브 궤도의 횡방향 철근을 GFRP 보강근으로 대체하여 절연작업의 감소를 가능하게 하였다. GFRP로 보강된 프리캐스트 슬래브 궤도의 설계과정과 정적 휨 시험과 단부의 연결철근 인발 시험을 통한 거동 분석 및 고찰 내용을 제시하였다. 휨 시험과 실스케일 인발 시험의 결과 정적 휨 강도는 정립된 설계법에 의해 적절한 강도를 가지고 있으나 기 개발된 연결철근의 위치와 형태는 온도 또는 수축으로 인해 발생할 수 있는 축력을 저항할 수 없음을 확인하였다.