• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.372-372
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• 2014

반도체 검출기는 입사되는 X선 에너지에 의하여 이온화되어 발생하는 전자 전공쌍을 수집함으로 방사선 정보를 확인하는 선량계로써 많은 연구와 활용이 이루어지고 있다. 하지만, X선 에너지에 의하여 반도체 검출기에서 발생하는 전기적 신호량이 높지 않기 때문에 누설 전류의 저감이 필수적이다. 누설 전류를 저감시키기 위한 방안으로 반도체 층과 전극 층의 Schottky Contact 구조의 설계, Insulating Layer의 사용, 높은 비저항의 반도체 물질 연구 등이 이루어지고 있다. 하지만, 기존에 누설 전류 저감을 위하여 Insulating Layer를 전극층과 반도체 층 사이에 형성하는 연구에 있어서 Insulating Layer와 반도체 층의 계면 사이에서 발생하는 Charge Trapping으로 인하여 생성되는 신호의 Reproducibility 저하, 동영상 적용의 제한 등의 문제점을 겪어왔다. 이에 본 논문에서는 누설 전류를 저감시킴과 동시에 Charge Trapping의 최소화를 이루기 위하여 Insulating Layer의 두께 최적화 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용한 Insulating Layer는 검출기 표면에 입사하는 X선 정보 손실을 최소화 시키는 동시에 누설 전류와 Charge Trapping을 최소화 시키는 방법으로써 CVD방법으로 검출기 표면에 균일하게 Insulating Layer를 코팅하였다. Insulating 물질은 Parylene을 사용하였으며, 그 중 온도, 습도 등 외부환경에 영향을 적게 받는 type C를 사용하였다. 증착에 사용한 장비의 진공도는 Torr로 설정하여 증착되는 Parylene의 두께가 약 $0.3{\mu}m$가 되게 하였으며, 실험에는 반도체 물질 PbO를 사용하였다. Parylene의 절연 특성은 Dark Current와 Sensitivity를 측정한 SNR을 이용하여 Parylene코팅이 되지 않은 동일 반도체 검출기와의 신호를 비교하였으며 또한 Parylene를 다층 제작한 검출기의 수집 신호량을 비교하였다. 제작한 검출기의 X선 조사 시의 수집 전하량 측정 결과, 100 kVp, 100mA, 0.03s의 X선 조건에서 $1V/{\mu}m$의 기준 시, Parylene를 코팅하지 않은 PbO 검출기의 Dark current는 0.0501 nA/cm2, Sensitivity는 0.6422 nC/mR-cm2, SNR은 12.184이었으며, Parylene단층의 두께인 $0.3{\mu}m$로 증착된 시편의 Dark current는 0.04097 nA/cm2, Sensitivity는 0.53732 nC/mR-cm2으로 Dark current가 감소되고 sensitivity도 감소하였지만 SNR은 13.1150으로 높아진 것을 확인할 수 있었다. Perylene이 $0.6{\mu}m$로 증착된 시편의 경우, Dark Current는 0.04064 nA/cm2, Sensitivity는 0.31473 nC/mR-cm2, SNR은 7.7443으로써 Insulating Layer가 없는 시편보다 SNR이 약 40% 낮아진 것을 확인할 수 있었다. Parylene이 $0.9{\mu}m$로 증착된 시편의 경우 Dark current는 0.0378 nA/cm2, Sensitivity 0.0461 nC/mR-cm2로 Insulating Layer가 없는 시편에 비해 SNR은 약 1/12배 감소한 1.2196이었고, Parylene이 $1.2{\mu}m$로 증착된 시편의 SNR은 1.1252로서 더 감소하였다. 따라서 Parylene을 다층 코팅한 검출기일수록 절연 효과의 영향이 커짐으로써 SNR 비교 시 수집되는 신호량이 줄어드는 것을 확인하였다. 반도체 검출기의 누설 전류를 저감시킴과 동시에 신호 수집율에 영향을 최소화시키기 위하여 Insulating Layer의 두께를 적절하게 설정하여 적용하면 Insulating Layer가 없는 검출기에 비해 누설전류를 최소한으로 줄일 수 있고 신호 검출효율이 감소하는 것을 방지할 수 있을 것이라 사료된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.2003-2005
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• 2002

바이오 마이크로 시스템 및 바이오 MEMS 분야, 특히 실리콘을 기질로 하는 바이오 센서 제작에서 반도체 공정 기술은 센서의 대량 생산과 초소형화를 위해서 반드시 필요한 기술이다. 그러나, 감지전극의 마이크로화에 따른 센서의 감도 및 안정성 저하 문제는 해결해야 할 과제이다. 최근, 다공질 실리콘이 갖는 대면적이 실리콘 기질과 생체 고분자 (예: 단백질, 핵산 등) 간의 결합력을 향상시킬 수 있음이 알려지면서, 바이오 센서 분야에서, 새로운 형태의 드랜스듀서 재료로서의 다공질 실리콘에 대한 논의가 활발히 전개되고 있으며 또한, ISFET (Ion-Selective Field-Effect Transistors) 와는 달리 다공질 실리콘 층은 저항이 크기 때문에 센서 제작 과정에서의 부가적인 절연막을 필요로 하지 않는다. 본 연구에서는, 백금을 증착한 다공질 실리콘 표면에 전도성 고분자로서 Polypyrrole (PPy) 필름과 생체 고분자 물질로서 Urease를 각각 전기화학적으로 흡착하였다. 다공질 실리콘 층의 형성을 위해 테플론 소재의 전기화학 전지에 불산 (49%), 에탄올 (95%), $H_2O$ 혼합 용액을 넣고 실리콘 웨이퍼에 일정시간 수 mA의 산화 전류를 흘려주었으며, 약 $200{\AA}$의 티타늄 박막과 $200{\AA}$의 백금 박막을 RF 스퍼터링하여 작업 전극을 제작하였고, 백금 박막 및 Ag를 기화 증착하여 제작한 Ag/AgCl 박막을 각각 상대 전극과 기준전극으로 하였다. 박막 전극의 표면 분석을 위해 SEM (Scanning Electron Microscopy), EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy) 등을 이용하였다. 제작된 요소 센서로부터 요소 농도 범위 0.01 mmol/L ${\sim}$ 100 mmol/L에서 약 0.2 mA/decade의 감도를 얻었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.191.2-191.2
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• 2016

$TiO_2$는 우수한 화학적 및 물리적 안정성 때문에 수전해 장기간 사용에 적합한 전기화학 전극으로 여겨진다. 큰 표면적을 갖는 $TiO_2$를 제조하기 위한 수많은 방법 중 양극산화(anodization)는 비교적 간단하고 저렴한 공정으로 인하여 매우 실용적인 방법으로서 알려져 있다. 특히, 고도로 정렬 된 $TiO_2$ 나노튜브($TiO_2$ NTs) 의 경우에는 분말상과 달리 전극제조를 위해 추가적인 접착제를 필요하지 않다. 그러나, $TiO_2$는 일반적으로 절연 특성을 나타내기 때문에 전극의 활용을 위해서는 본질적으로 촉매의 사용이 불가피하다. 다수의 전기 촉매 중, $IrO_2$와 $RuO_2$는 수전해 분야에 잘 알려진 산화 촉매이다. 그럼에도 불구하고, 특유의 높은 종횡비 때문에 $TiO_2$ 나노튜브에 전기 촉매를 균일하게 도핑하는 것은 많은 어려움이 따른다. 이를 해결하기 위한 방법으로 $RuO_2$를 도핑하기 위한 단일공정 $TiO_2$ 양극산화 기술이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 2원 촉매($IrO_2$ 및 $RuO_2$)를 $TiO_2$ 나노튜브에 도핑하기 위한 단일공정 양극산화 기술에 대하여 연구하였다. 전구물질로써 $KRuO_4$($RuO_2$ 전구체)와 IrOx 나노입자(IrOx NPs, $IrO_2$ 전구체)를 사용하였다. 특히, IrOx를 나노 입자는 $IrCl_3$로부터 중간 매체로 합성된다. IrOx는 단일공정 양극산화 중에 $TiO_2$ 나노튜브 상에 도핑 가능한 이온 형태인 $IrO_4$-로 전환될 수 있다. 제조된 시료는 열처리 후 바로 전극으로 사용되었으며 SEM, XPS, TEM, ICP-OES 등으로 정성, 정량 분석을 수행하였다. LSV와 EIS를 통해 전기화학적 성능 평가가 이루어졌으며, LSV를 통해 포집한 기체는 가스 크로마토그래피를 사용하여 정량분석한 후 그 효율을 측정하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.22 no.8
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• pp.67-74
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• 2008

In this paper we describe discharge characteristics between needle-to-plane electrodes in water in various conditions such as different impulse voltages, polarities and water resistivities. Streamer corona is initiated at the tip of needle electrode and propagates toward plane electrode, and it experiences the final jump across the test gap. The branched channels of streamer coronas for lower water resistivities are much thicker and brighter than those for higher water resistivities at the same level of applied voltage. The negative streamer coronas not only have more branches but also widely spread out compared to the positive streamer coronas. A number of pulse-like currents ranging from some hundreds mA to a few A after streamer corona onset were produced with discharge developments. The time-lags-to breakdown for the positive polarity were remarkably shorter than those for the negative polarity. The pre-breakdown energy supplied into the test gap was inversely proportional to water resistivity.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.821-825
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• 2004

The a-Si：H TFTs decreasing parasitic capacitance of source-drain is fabricated on glass. The structure of a-Si：H TFTs is inverted staggered. The gate electrode is formed by patterning with length of 8 ${\mu}m∼16 ${\mu}m. and width of 80∼200 ${\mu}m after depositing with gate electrode (Cr) 1500 under coming 7059 glass substrate. We have fabricated a-SiN：H, conductor, etch-stopper and photoresistor on gate electrode in sequence, respectively. The thickness of these thin films is formed with a-SiN：H (2000 ), a-Si：H(2000 ) and n+a-Si：H (500). We have deposited n+a-Si：H ,NPR(Negative Photo Resister) layer after forming pattern of Cr gate electrode by etch-stopper pattern. The NPR layer by inverting pattern of upper gate electrode is patterned and the n+a-Si：H layer is etched by the NPR pattern. The NPR layer is removed. After Cr layer is deposited and patterned, the source-drain electrode is formed. The a-Si：H TFTs decreasing parasitic capacitance of source-drain has channel length of 8 ~20 ${\mu}m and channel width of 80∼200 ${\mu}m. And it shows drain current of 8 ${\mu}A at 20 gate voltages, Ion/Ioff ratio of 108 and Vth of 4 volts.

• 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.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.21 no.1
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• pp.12-18
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• 1985

In general the impulse sound sources of underwater generated by electric arc discharge had used static energy of the charged capacitors. The author proposed an underwater arc discharge sound source using secondary voltage of high voltage transformer without capacitors. The arc discharge device was composed of a high voltage transformer and a switching system. The impulse current in the primary turn of the high voltage transformer is controlled by the switching system and inductive current of the secondary turn in the high voltage transformer is used in making impulsive arc discharge. A series of experiment have been carried out to observe the acoustic characteristics of the impulse sound source generated by the arc discharge. The results obtained were as follows: 1. Secondary current at the time of arc discharge keeps after ohm's law in the beginning and the maximum current flows out as soon as arc discharge breaks out. 2. A time difference between a start of applied current and a generation of arc discharge sound is the 3msec and it is generated arc sound when breaking down electric insulation at maximum voltage. 3. The sharper the end of electrodes and the higher the secondary voltage, the higher the sound pressure level. 4. Arc discharge sound was generated even at the distance of 100cm between electrodes and was stably reproductive at the gap of 1cm to 100cm. 5. Electric arc discharge sound wave is a shock wave of pulse-width of 0.15msec and spectral distribution of it is plenty of low frequency components less than 10 KHz.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.13 no.6
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• pp.1123-1127
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• 2009

This paper expands the scope of application of the thin film transistor (TFT) in which it is used as the switching element by making the amorphous silicon TFT with the non-volatile memory device,. It is the thing about the amorphous silicon non-volatile memory device which is suitable to an enlargement and in which this uses the additionally cheap substrate according to the amorphous silicon use. As to, the amorphous silicon TFT non-volatile memory device is comprised of the glass substrates and the gate, which evaporates on the glass substrates and in which it patterns the first insulation layer, in which it charges the gate the floating gate which evaporates on the first insulation layer and in which it patterns and the second insulation layer in which it charges the floating gate, and the active layer, in which it evaporates the amorphous silicon on the second insulation layer the source / drain layer which evaporates the n+ amorphous silicon on the active layer and in which it patterns and the source / drain layer electrode in which it evaporates on the source / drain layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.63-63
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• 2011

비정질 반도체/절연체의 직류와 교류 전도도 스펙트럼은 주파수에 대한 거듭제곱의 법칙 (power-law)을 따르는 보편성이 있음이 확인되었다. 이러한 보편성은 다양한 비정질 반도체/절연체 물질에서 공통적으로 관찰되었으며 현재까지 이 보편성의 물리학적 원인이 정확히 규명되지 않고 있다. 이 보편성을 설명하기 위한 모델로서 비정질 반도체/절연체 내의 전자/정공의 호핑 전도기구 (hopping conduction mechanism)가 제시된 바 있으며 다양한 비정질 시스템의 전도도 스펙트럼 해석에 인용되고 있다. 그러나 직.교류 전도기구 사이의 상이함에 대한 이견이 있으며 현재까지 정확히 규명된 바 없다. 본 연구에서는 비정질 GeSe 반도성 물질의 전도도 스펙트럼을 10 Hz-1 MHz 주파수 대역에서 측정하였으며 이를 위해 백금 상.하부 전극을 갖는 크로스바(crossbar)형의 금속-절연체-금속구조의 2단자 소자를 제작하였다. 측정 스펙트럼으로부터 본 연구의 GeSe 물질이 앞서 언급한 비정질 물질의 보편성에 부합함을 확인하였으며 스펙트럼 내의 직류와 교류 성분을 명확히 분리할 수 있었다. 직.교류 전도도 스펙트럼의 명확한 기구 분리를 위하여 4개의 상이한 면적을 갖는 크로스바에 대한 측정을 실시하였으며 그 결과로 직.교류 전도도의 상이한 면적 의존성을 관찰하였고 이를 근거로 직.교류 전도도가 서로 다른 전도기구에 기인함을 간접적으로 알 수 있었다. GeSe의 전도도 스펙트럼의 온도 의존성 실험을 위해 시편의 온도를 20-300 K 범위에서 변화시키며 전도도 스펙트럼을 측정하였으며 이를 통해 교류 전도도 스펙트럼 내에 상이한 두 개의 전도 기구가 혼재해있음을 규명하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.279-279
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• 2011

나노 입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자의 전기적 특성 향상을 위하여 일함수가 Si 보다 큰 금속, 금속산화물, 금속 실리사이드 나노입자를 이용한 다양한 형태의 메모리 구조가 제안되어져 왔다.[1] 특히 이와 같은 나노 부유 게이트 구조에서 터널 절연막의 구조를 소자의 동작 속도를 결정하는데 이는 터널링 되어 주입되는 전자의 확률에 의존하기 때문이다. 양자 우물에 국한된 전하가 누설되지 않으면서 주입되는 전자의 터널링 확률을 증가시키기 위하여, dielectric constant 와 barrier height를 고려한 다양한 구조의 터널 절연막의 형태가 제안 되었다.[2-3] 특히 낮은 전계에서도 높은 터널링 확률은 메모리 소자의 동작 속도를 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 n형 Si 기판위에 Si3N4 및 HfAlO를 각각 1.5 nm 및 3 nm 로 atomic layer deposition 방법으로 증착하였으며 3~5 nm 지름을 가지는 $TiSi_2$ 및 $WSi_2$ 나노 입자를 형성한 후 컨트롤 절연막인 $SiO_2$를 ultra-high vacuum sputtering을 사용하여 20 nm 두께로 형성 하였다. 마지막으로 $200{\mu}m$ 지름을 가지는 Al 전극을 200 nm 두께로 형성하여 나노 부유 게이트 커패시터를 제작하였다. 제작된 소자는 Agilent E4980A precision LCR meter 및 HP 4156A precision semiconductor parameter analyzer 를 사용하여 전기용량-전압 및 전류-전압 특성분석을 하여 전하저장 특성 및 제작된 소자의 터널링 특성을 확인 하여 본 연구를 통하여 제작된 나노 부유 게이트 커패시터 구조가 메모리 소자응용이 가능함을 확인하였다.