• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.41 no.6
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• pp.1-7
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• 2004

We performed two-dimensional (20) computer-based modeling and simulation of FinFET by solving the coupled Poisson-Schrodinger equations quantum-mechanically in a self-consistent manner. The simulation results are carefully investigated for FinFET with gate length(Lg) varying from 10 to 80nm and with a Si-fin thickness($T_{fin}$) varying from 10 to 40nm. Current-voltage (I-V) characteristics are compared with the experimental data. Device optimization has been performed in order to suppress the short-channel effects (SCEs) including the sub-threshold swing, threshold voltage roll-off, drain induced barrier lowering (DIBL). The quantum-mechanical simulation is compared with the classical appmach in order to understand the influence of the electron confinement effect. Simulation results indicated that the FinFET is a promising structure to suppress the SCEs and the quantum-mechanical simulation is essential for applying nano-scale device structure.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.152-152
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• 2011

Silicon 기반의 환경에서 연구 및 제조되는 전자소자는 반도체의 기술이 발전함에 따라 chip 선폭의 크기가 30 nm에서 20 nm, 그리고 그 이하의 크기로 점점 더 작아지는 요구에 직면하고 있다. 탄소나노 구조와 나노와이어 기술이 Silicon을 대신할 다음세대 기술로 주목받고 있다. 많은 연구결과들 중에서 III-V CMOS가 가장 빠른 접근 방법이라 예상한다. III-V족 물질을 이용하면 electron 보다 수십 배 이상의 이동도를 얻을 수 있으나 p-type의 구조를 구현하는 것이 해결해야 할 문제이다. p-type 3-5 족 화합물을 이용하여 에너지 밴드 갭의 변화를 가능하게 한다면 hole의 이동도를 크게 향상시킬 수 있어 silicon 기반의 p-type 소자보다 2~3배 더 빠른 소자의 구현이 가능하다. 3-5족 화합물 반도체의 성장 기술이 많이 진보되어 이를 이용하여 고속 소자를 구현한다면 시기적으로 더욱 빨리 다가올 것이라 예측한다. 에너지 밴드갭의 변화와 격자 부정합을 고려하여 SI InP 기판에 GaSb 물질을 채널로 사용한 p-type 2-dimensional hole gas (2DHG) 소자를 구현하였다. 관찰된 소자 구조의 박막 상태의 특징을 보이며 10 um ${\times}$ 10 um AFM 측정결과 1 nm 이하의 표면 거칠기를 가지며 상온에서의 hole 이동도는 약 650 cm2/Vs이고 sheet carrier density는 $5{\times}1012$ /cm2의 결과를 확인하였다. 실험결과 InP 기판위에 채널로 사용된 GaSb 박막을 올리는데 있어 가장 중요한 것은 Phosphorus, Arsenic, 그리고 Antimony 물질의 양과 이들의 변화시간의 조절이다. 본 발표에서 Semi-insulating InP 기판위에 electron이 아닌 hole을 반송자로 이용한 차세대 고속 전자소자를 구현하고자 하여 MBE (Molecular Beam Epitaxy)로 p-type 소자를 구현하여 실험하였다. 아울러 더욱 빠른 소자의 구현을 위하여 세계의 유수 그룹들의 연구 결과들과 앞으로 예상되는 고속 소자에 대해서 비교와 함께 많은 기술에 대해 논의하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.69.1-69.1
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• 2018

산업 현장에서 자주 사용되는 알루미늄 합금은 순도가 높은 알루미늄에 비해 경제성, 기계적 성질이 우수한 장점이 있다. 하지만 이런 합금들은 물리적, 화학적 성질이 순수 알루미늄과 달라 양극산화와 같은 표면처리가 쉽지 않다. 양극산화는 표면처리 기술의 대표적인 방법 중 하나로 인위적으로 산화피막을 형성하는 기술이다. 순도가 높은 알루미늄은 산성 전해질에서의 양극산화를 통해 다공성 산화피막을 형성할 수 있으며 그 구조로 인해 내식성, 내마모성 등 기계적, 화학적인 다양한 장점이 있다. 하지만, Mg, Si, Cr과 같은 성분이 함유된 알루미늄의 경우 산성 전해질에서 산화물을 형성되지 않는다. 본 연구에서 기존의 산성 전해질에서의 양극산화 방법이 아닌$K_2HPO_4$를 함유하는 고온의 글리세롤 전해질을 사용하여 양극산화를 진행하였다. 사용한 알루미늄은 산업용으로 자주 사용되는 3000계열의 알루미늄을 사용하였으며 균일한 양극산화를 위해 샌드페이퍼를 통한 연마과정을 통해 표면을 평탄화 하였다. 이후 전기화학적 에칭 과정을 거쳐 표면에 있는 자연산화막을 제거하여 표면 분석을 용이하게 하였다. 양극산화는 10wt%의 $K_2HPO_4$/글리세롤 전해질에서 전해질의 온도와 인가 전압을 달리 하여 진행하였다. 결과 $150^{\circ}C$ 이상의 온도에서 알루미늄 합금의 양극산화를 확인할 수 있었고 $170^{\circ}C$의 온도에서 인가 전압을 20V로 하였을 때 가장 정렬된 다공성 구조를 얻을 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 산업용 알루미늄 합금의 양극산화를 통해 다공성 나노구조 산화물을 형성 시킬 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.5
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• pp.245-249
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• 2013

The $HfO_X$ thin film was deposited what it has been paid attention to the next generation oxide thin layer of MOSFET (metal-Oxide semiconductor field-effect-transistor) by rf magnetron sputter on Si (100) substrate. The $HfO_X$ thin film was deposited using a various oxygen gas flows (5, 10, 15 sccm). After deposition, $HfO_X$ thin films were annealed from 400 to $800^{\circ}C$ for 20 min in nitrogen ambient. The electrical characteristics of the $HfO_X$ thin film was improved by leakage current properties, depending on the increase of oxygen gas flow and annealing temperature. In particular, the properties of nano-mechanics of $HfO_X$ thin films were measured by AFM and Nano-indenter. From the results, the maximum indentation depth at the basis of maximum indentation force was increased from 24.9 to 38.8 nm according to increase the annealing temperature. Especially, the indentation depth was increased rapidly at $800^{\circ}C$. The rapid increasement of indentation depth was expected to be due to the change of residual stress in the $HfO_X$ thin film, and this result was caused by relative flux of oxygen outgasing during the annealing process.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.16 no.3
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• pp.151-156
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• 2006

A method for fabrication of nano-scale GaN structure by inductively coupled plasma etching is proposed, exploiting a thermal dewetting of Pt thin film as an etch mask. The nano-scale Pt metal islands were formed by the dewetting of 2-dimensional film on $SiO_2$ dielectric materials during rapid thermal annealing process. For the case of 30 nm thick Pt films, pattern formation and dewetting was initiated at temperatures greater $600^{\circ}C$. Controlling the annealing temperature and time as well as the thickness of the Pt metal film affected the size and density of Pt islands. The activation energy for the formation of Pt metal island was calculated to be 23.2 KJ/mole. The islands show good resistance to dry etching by a $CF_4$ based plasma for dielectric etching indicating that the metal islands produced by dewetting are suitable for use as an etch mask in the fabrication of nano-scale structures.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 2012.03a
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• pp.463-469
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• 2012

Solar thermochemical syngas and hydrogen production process bv redox system of metal oxide was performed under direct irradiation of the metal oxide on the SiC ceramic foam device using solar simulator. $CeO_2/ZrO_2$ nanotube has been synthesized by anodic oxidation method. Syngas and hydrogen production process is one of the promising chemical pathway for storage and transportation of solar heat by converting solar energy to chemical energy. The produced syngas had the $H_2/CO$ ratio of 2, which was suitable for methanol synthesis or Fischer-Tropsch synthesis process. After ten cycles of redox reaction, $CeO_2$ was analyzed using XRD pattern and SEM image in order to characterize the physical and chemical change of metal oxide at the high temperature.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2008.10a
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• pp.596-599
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• 2008

본 연구에서는 MicroTec을 이용하여 MOSFET 전송 특성을 분석하였다. MicroTec의 Semsim은 디바이스 시뮬레이터로써 입력 바이어스에 의해 공정 시뮬레이션인 SiDif와 디바이스 조립인 MergIC에 의해 소자를 시뮬레이션 한다. 소자에 대한 스케일링은 정전압 스케일링을 사용하였고, 채널의 길이는 100nm, 50nm, 25nm로 변화하면서 비교 분석하였다. MicroTec의 이동도 모델중 Lombardi, Constant, Yamaguchi 모델을 선택하여 이동도 모델을 비교하였다. 전류-전압 특성 곡선을 비교하였을때 Lombardi 모델과 Yamaguchi 모델보다 Constant 모델에서 결과값이 높게 나타는 것을 알 수 있었다. 또한 MicroTec의 유용성을 조사하여 시뮬레이터로서 적합함과 나노구조 소자의 스케일링 이론의 적합함을 보았다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.157-158
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• 2006

A novel nanofabrication process has been developed using two-photon crosslinking (TPC) for the fabrication of three-dimensional (3D) SiCN ceramic microstructures applicable to high functional 3D devices, which can be used in harsh working environments requiring a high temperature, a resistance to chemical corrosion, as well as tribological properties. After sequential processes: TPC and pyrolysis, 3D ceramic microstructures are obtained. However, large shrinkage due to low-ceramic yield during the pyrolysis is a serious problem to be solved in the precise fabrication of 3D ceramic microstructures. In this work, silica nanoparticles were employed as a filler to reduce the amount of shrinkage. In particular, the ceramic microstructures containing 40 wt% silica nanoparticles exhibited relatively isotropic shrinkage owing to its sliding free from the substrate during pyrolysis.

• Journal of Powder Materials
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• v.23 no.4
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• pp.270-275
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• 2016

We report on an all-solution-processed hydrothermal method to control the morphology of ZnO nanostructures on Si substrates from three-dimensional hemispherical structures to two-dimensional thin film layers, by controlling the seed layer and the molar contents of surfactants during their primary growth. The size and the density of the seed layer, which is composed of ZnO nanodots, change with variation in the solute concentration. The ZnO nanodots act as heterogeneous nucleation sites for the main ZnO nanostructures. When the seed layer concentration is increased, the ZnO nanostructures change from a hemispherical shape to a thin film structure, formed by densely packed ZnO hemispheres. In addition, the morphology of the ZnO layer is systematically controlled by using trisodium citrate, which acts as a surfactant to enhance the lateral growth of ZnO crystals rather than a preferential one-dimensional growth along the c-direction. X-ray diffraction and energy dispersive X-ray spectroscopy results reveal that the ZnO structure is wurtzite and did not incorporate any impurities from the surfactants used in this study.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.33 no.6
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• pp.460-464
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• 2020

This study reports the fabrication and application of semitransparent Cu nanoparticle layers. Spin coating and subsequent drying of a Cu colloid solution were performed to deposit Cu nanoparticle layers onto Si and glass substrates. As the spin speed of the spin coating increases, the density of the nanoparticles on the substrate decreases, and the agglomeration of nanoparticles is suppressed. This microstructural variation affects the optical properties of the nanoparticle layers. The transmittance and reflectance of the Cu nanoparticle layers increase with increasing spin speed, which results from the trade-off between the exposed substrate area and surface coverage of the Cu nanoparticles. Since the glass substrates coated with Cu nanoparticle layers are semitransparent and colored, it is anticipated that the application of a Cu nanoparticle-dielectric bilayer structure to transparent solar cells will improve the cell efficiency as well as aesthetic appearance.