• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.997-999
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• 2012

방사선 진단 목적으로 디지털 X-ray 영상 디텍터는 널리 사용 되고 있다. 비정질 셀레늄(amorphous selenium, a-Se)은 직접 방식 디텍터의 광전도체(photoconductor)를 구성하는 주요 재질 중 하나로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구는 2차원 디바이스 시뮬레이터를 사용하여 파란색 빛을(파장=486 nm) 조사한 상태에서 고전압(High voltage, HV)을 인가하여 비정질 셀레늄 광전류 크기를 분석 하였다. 또한 비정질 셀레늄 내부의 전자-정공 생성 율, 전자-정공 재결합 율, 전자/정공의 농도 분포도에 추가로 분석한 연구 결과이다. 본 시뮬레이션 방법은 직접방식 디지털 X-ray 영상 디텍터 분석에 있어서 유용한 방법으로 향후 디지털 방사선 영상 디텍터 개발에 많이 응용될 것으로 예상된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.649-652
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• 1998

본 논문에서는 MICROTEC〔3,4〕시뮬레이터를 이용하여 소트키 다이오드를 형성하고 금속-반도체 쇼트키 접촉에서 턴 온 전압과 항복 전압을 관찰하였다. 또한 여러 가지 쇼트키 장벽 높이를 가지는 금속을 사용하여 동일한 디바이스에서 이들 금속-반도체 접촉에 전압을 인가했을 때, 순 방향에서 턴 온 특성을 관찰하여 턴 온 전압과 역 방향에서의 항복 현상을 관찰하여 항복 전압을 확인하였다. 사용된 금속은 Au(0.8V), Mo(0.68V), Pt(0.9V), Ti(0.5V) 이며 반도체는 실리콘 n/n 구조가 형성되었다. 쇼트키 다이오드는 대 전력용 보다는 높은 속도의 스위칭 디바이스에 주로 응용되고 있으며 장벽의 높이가 높을수록 뚜렷한 정류 특성을 나타내어 순 방향 바이어스에서 빠른 턴 온 특성이 예상되는데 시뮬레이션 결과 또한 잘 일치하였다. 그리고 다이오드의 I-V 특성을 관찰하기 위해 역 방향 바이어스에서의 항복 전압을 관찰하였는데 쇼트키 장벽이 높을수록 낮은 항복 전압이 나타났다. 또한 디바이스 공정에서 epitaxial과 열처리 공정 후의 2차원적인 농도 분포를 나타내었다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.187-193
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• 2012

디지털 X-ray 영상 디텍터는 의료용 및 산업용으로 널리 이용되고 있다. 직접방식(direct method)의 디지털 X-ray 영상 디텍터는 X-ray 에너지를 전기적 신호로 변환하기 위하여 광도전체(photoconductor)를 이용하며 일반적으로 비정질 셀레늄(a-Se)을 사용하고 있다. 본 연구는 비정질 셀레늄 표면에 파장 486 nm의 전자방사선을 조사할 경우 내부에서 일어나는 물리적 현상들을 분석하기 위하여 2차원 소자 시뮬레이터을 이용하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 비정질 셀레늄 내부 전자-정공 생성율, 전자-정공 재결합율, 전자/정공 분포에 대한 분석을 수행하였다. 사용된 시뮬레이터는 디바이스 내부를 삼각형으로 나누어 보간법을 사용하여 계산하는 방식이다. 본 시뮬레이션 방법은 직접방식 디지털 X-ray 영상 디텍터 분석을 위하여 처음으로 제안되었고 유용한 방법이다. 이러한 2차원 소자 시뮬레이터를 이용한 연구방법은 향후 디지털 방사선 영상 디텍터 개발에 많이 응용될 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.408-408
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• 2012

반세기가 지나는 동안 우리는 반도체의 크기가 계속해서 작아지는 것을 경험해왔다. 반도체 디바이스들의 차원이 100 nm 이하로 작아지면서, 나노와이어나 나노튜브로 이루어진 나노 소자들은 필연적으로 양자효과[1] 같은 저차원효과가 나타나게 된다. 특히 1차원 반도체 구조에서는 전자상태 밀도의 변화에 수반되는 전자-포논의 상호작용이 감소되어 전자이동도가 증가할 것으로 예측되었고, 이러한 이동도의 증가는 그동안 나노와이어나 나노튜브의 전기 전도도 증가가 일어난 실험적 데이터를 설명하는 이론적 받침이 되었다[2]. 한편 일차원 반도체 구조 체에서는 채널의 저차원화에 따른 전기장의 불균일성이 심화되고 이로 인하여 벌크와 매우 다른 전기수송 특성이 나타날 수 있는데 이러한 점이 그동안 간과되어 왔다. 본 연구에서는 시뮬레이션을 통하여 양자효과를 배제한 정전기적인 저차원 효과만으로도 전기 전도도가 증가할 수 있음을 보이고자 한다. 우리는 푸아송 방정식과 표동-확산 방정식을 SILVACO사의 ATLAS 3D 시뮬레이터를 이용하여 풀었다. 이 시뮬레이션에 사용된 실리콘 나노와이어는 길이를 $2{\mu}m$로 고정시키고 다양한 정사각형 단면적을 가진 구조로 하였다. 여기서 정사각형의 한변을 10nm 에서 100 nm까지 변화시켰다. 실리콘 채널의 도핑농도가 $1{{\times}}1016cm-3$일 경우, 낮은 전압, 즉 < 0.5 V 이하 영역에서는 벌크와 같은 선형적인 전류-전압 특성이 나타나지만, 그 이상의 전압 영역에서는 전류-전압 그래프가 위로 휘어지며(super-linear) 전기전도도가 확연히 증가함을 알 수 있었다. 예를 들어 2 V에서는 벌크에 비하여 흐르는 전류가 2배나 더 향상되었다. 이런 비선형적인 성질은 높은 전압을 인가하였을 때 나노와이어 채널 전반에 걸쳐 charge neutrality가 깨지게 되고 전하밀도가 증가하여 전도도 증가가 일어나는 것으로 밝혀졌다. 이 결과는 기존의 나노선에서의 전기전도도 증가 현상을 설명할 수 있는 대안을 제공할 수 있다.