• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.300-300
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• 2012

프로그래머블 스위치는 프로그래머블 로직 디바이스 내에서 사용자의 프로그래밍에 따라 로직 블록과 배선을 연결하거나 차단하는 기능을 수행하는 전자소자이다. 기존의 프로그래머블 스위치는 상변화 특성을 보이는 칼코겐화물을 이용하는데, 상변화 재료만을 이용하는 스위치는 전기신호 누설의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 프로그래머블 스위치의 활성물질로서 상변화 재료 및 문턱(threshold) 스위칭 특성을 보이는 칼코겐화물을 포함하는 다층구조를 제안하고, 다층구조에 적용 가능한 칼코겐화물 합금 특성을 보고한다. RF magnetron sputtering 방식을 이용하여 doped GeSbTe 박막을 증착하고 온도에 따른 면저항 및 표면 형상 변화를 관찰하였다. Doped GeSbTe는 기존의 GeSbTe 상변화 재료와는 뚜렷하게 구분되는 면 저항 및 표면 형상 변화를 나타내었다. 이러한 결과로부터 doped GeSbTe 합금 박막은 다층구조 프로그래머블 스위치의 활성물질로 사용이 가능하다는 사실을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.332-332
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• 2012

프로그래밍 단자와 채널 단자가 게이트 산화 막으로 절연되는 플래시 스위치 및 SRAM 스위치와는 달리 상변화 스위치에서는 채널 단자를 통해 흐르는 전기신호가 프로그래밍 단자를 통해 그대로 누설되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 지난 연구에서는 칼코겐화물로 구성되는 다층구조를 제안하고 $Ge_2Sb_2Te_5$의 특성을 보고하였다. 본 연구에서는 스퍼터링 방식을 이용하여 조성비가 다른 GeSbTe 박막을 증착하고 온도변화에 따른 면 저항 및 표면 형상 변화를 관찰한 후 이를 통해 다층구조에 적용하기에 적합한 조성비를 얻고자 하였다. GeSbTe 박막의 조성비에 따라 면 저항 및 표면형상이 크게 변화 하는 것을 확인 하였으며 이러한 결과로부터 프로그래머블 스위치에 적용되는 칼코겐화물 합금의 조성비는 스위치의 성능 좌우하는 중요한 파라미터임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.378-378
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• 2013

칼코겐화물의 일부는 전류 등의 에너지 입력에 따라 결정구조가 비정질 및 결정 사이에서 가역적으로 변화하며 상변화에 따라 전기 저항이 바뀌는 특성을 가지고 있다. 이와 같은 칼코겐화물 상변화 재료의 장점을 이용하여 프로그래머블 스위치를 구현할 수 있다. 그러나 상변화 재료만을 이용하는 프로그래머블 스위치는 전기신호 누설의 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 지난 연구에서는 문턱 스위칭 칼코겐화물을 포함하는 다층구조 스위치를 제안하였다. 본 연구에서는 프로그래머블 스위치의 구성물질로서 문턱 스위칭 특성을 보이는 GeTe 박막의 특성을 보고한다. RF magnetron sputtering 방식을 이용하여 GeTe 박막을 증착하고 온도에 따른 결정화 양상 및 표면 형상 변화를 관찰하였다. GeSbTe 박막의 경우 $100^{\circ}C$ 근방에서 결정화가 시작되었고, 온도가 증가할수록 결정화가 급격히 진행되었다. 반면 GeTe 박막에서는 온도 증가에 따른 결정화가 거의 일어나지 않았다. 이러한 결과로부터 GeTe 합금 박막은 프로그래머블 스위치의 구성요소로서 문턱 스위칭에 적합한 물질임을 확인할 수 있었다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.29 no.6
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• pp.43-52
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• 2014

수 원자층 두께의 전이금속 칼코겐화물 이차원 반도체 소재는 스위칭 소자 등에 활용하기에 적합한 밴드갭 에너지를 가지며, 높은 이동도와 우수한 광반응성으로 인해 최근 큰 관심을 끌고 있다. 특히 이차원 소재이므로 dangling bond가 없다는 점, 구조적 안정성, 실리콘에 뒤지지 않는 고이동도, 직접천이 특성 등으로 인해 차세대 전자소자용, 더 나아가 실리콘 반도체 대체 소재로써의 가능성도 점쳐지고 있다. 본고에서는 전이금속 칼코겐화물 이차원 반도체의 소재 특성과 제조방법, 소자 응용면에서의 기술개발 동향, 시장전망 등에 대해 소개하고, 이 소재가 현재 기대하는 만큼 중요하게 활용되고 기술이 발전하기 위해서 반드시 해결해야 할 숙제 등에 대해 논의하고자 한다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.31 no.4
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• pp.27-33
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• 2018

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.239.1-239
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• 2003

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.297.1-297.1
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• 2014

칼코겐화합물은 주기율표 6족에서 산소를 제외한 칼코겐 원소가 하나 이상 포함되는 화합물 반도체 소재로 상변화 및 광전변환 특성을 가지고 있다. 이와 같은 칼코겐화합물의 장점을 이용하여 집적회로의 로직 블록 간의 신호 전달을 제어하는 프로그래머블 스위치를 구현 할 수 있다. 본 연구에서는 프로그래머블 스위치에 적용 가능한 칼코겐화합물로 널리 알려진 GeSbTe 및 GeTe 박막의 도핑에 따른 전기적, 구조적 특성 변화를 보고한다. RF magnetron sputtering 방식을 이용하여 doped GST 및 doped GeTe 박막을 증착하고 도핑에 따른 전기적, 구조적 특성을 관찰하였다. GST 박막의 경우 도핑에 의해 면저항 값이 증가하고 결정화 온도가 상승하는 것을 확인하였다. 반면 GeTe 박막에서는 도핑에 의해 면저항 값이 감소하고 결정화 온도가 낮아지는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 GeSbTe 및 GeTe 박막의 전기적 특성은 도핑에 따라 변화하며, 도핑 조건을 적절히 조절함으로써 프로그래머블 스위치에 적용 가능한 칼코겐화합물의 확보가 가능하다는 결론을 내릴 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.218.1-218.1
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• 2013

GeSbTe 삼원계 칼코겐화물 합금은 광디스크 및 상변화 메모리에서 활성물질로 사용되는 대표적인 재료이다. GeSbTe 합금은 결정질 상과 비정질 상의 두 종류의 상을 갖는데 그 상에 따라 반사율 및 전기저항이 서로 다르기 때문에 활성물질로서 작용한다. GeSbTe 합금 구성원소의 일부를 포함하는 두 종류의 물질로 접합을 형성하고 열처리 공정을 수행함으로써 GeSbTe 합금을 국부적으로 생성하는 방법이 최근에 보고되었다. 이러한 방법을 상변화 메모리 소자 제조에 이용하면 GeSbTe 합금을 제한된 영역에 나노 스케일로 만드는 것이 가능해져서 GeSbTe 합금의 상변화를 유도하는데 필요한 프로그래밍 전류를 낮추는 효과를 얻을 수 있다. 상변화 메모리 소자 내에서의 GeSbTe 합금의 두께 또는 크기는 상변화 메모리 소자의 동작 특성을 좌우하는 중요한 파라미터이며 이것은 열처리 공정 조건에 따라 결정되므로 열처리 공정 조건에 따라 GeSbTe 합금이 생성되는 양상이 어떻게 변화하는지를 밝힐 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 열처리 온도 조건에서 Ge-Sb-Te 삼성 분계에서의 구성 원소들의 상호확산 거동을 조사하였다. 순수한 Ge 박막과 조성이 다른 SbTe 박막의 접합을 형성하고 773K까지의 온도 범위에서 열처리를 실시하였다. Auger 수직 분석을 이용하여 Ge, Sb, 및 Te 원소의 깊이 방향의 확산 정도를 조사하였으며 그 결과로서 열처리 온도가 증가함에 따라 상호확산 정도가 심해지고 Te 원소가 상호확산에 있어서 중요한 역할을 한다는 사실을 확인하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.34 no.6
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• pp.10-18
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• 2021

• Vacuum Magazine
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• v.5 no.2
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• pp.10-17
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• 2018

Chalcogenide and oxide heterostructures have been studied as a next-generation electronic materials, due to their interesting electronic properties, such as direct bandgap semiconductor, ferroelectricity, ferromagnetism, superconductivity, charge-density waves, and metal-insulator transition, and their modification near heterointerfaces, so called, electronic reconstruction. An angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) is a powerful technique to unveil such novel electronic phases in detail, especially combined with high quality thin film preparation methods, such as, molecular beam epitaxy and pulsed laser deposition. In this article, the recent ARPES results in chalcogenide and oxide thin films will be introduced.