• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제41권8호
• /
• pp.1-8
• /
• 2004

두께가 3nm인 게이트 산화막을 사용한 n-MOSFET에 정전압 스트레스를 가하였을 때 관찰되는 SILC 및 soft breakdown 열화 및 이러한 열화가 소자 특성에 미치는 영향에 대해 실험하였다. 열화 현상은 인가되는 게이트 전압의 극성에 따라 그 특성이 다르게 나타났다. 게이트 전압이 (-)일 때 열화는 계면 및 산화막내 전하 결함에 의해 발생되었지만, 게이트 전압이 (＋)일 때는 열화는 주로 계면 결함에 의해 발생되었다. 또한 이러한 결함의 생성은 Si-H 결합의 파괴에 의해 발생할 수 있다는 것을 중수소 열처리 및 추가 수소 열처리 실험으로부터 발견하였다. OFF 전류 및 여러 가지 MOSFET의 전기적 특성의 변화는 관찰된 결함 전하(charge-trapping)의 생성과 직접적인 관련이 있다. 그러므로 실험 결과들로부터 게이트 산화막으로 터널링되는 전자나 정공에 의한 Si 및 O의 결합 파괴가 게이트 산화막 열화의 원인이 된다고 판단된다. 이러한 물리적 해석은 기존의 Anode-Hole Injection 모델과 Hydrogen-Released 모델의 내용을 모두 포함하게 된다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제55권6호
• /
• pp.441-447
• /
• 2022

Silicon-based materials are one of the most promising anode active materials in lithium-ion battery. A carbon layer decorated on the surface of silicon particles efficiently suppresses the large volume expansion of silicon and improves electrical conductivity. Carbon coating through chemical vapor deposition (CVD) is one of the most effective strategies to synthesize carbon- coated silicon materials suitable for mass production. Herein, we synthesized carbon coated SiOx via pilot scale CVD reactor (P-SiO_x@C) and carbon coated SiO_x via industrial scale CVD reactor (I-SiO_x@C) to identify physical characteristic changes according to the CVD capacity. Reduced size silicon domains and local non-uniform carbon coating layer were detected in I-SiO_x@C due to non-uniform temperature distribution in the industrial scale CVD reactor with large capacity, resulting in increased surface area due to severe electrolyte consumption.

• 청정기술
• /
• 제22권4호
• /
• pp.308-315
• /
• 2016

수명특성이 우수한 실리콘 음극재를 제조하기 위해 졸겔법을 통해 $SiO_x/ZnO$ 복합체를 제조하였고, 제조된 복합체는 PVC를 탄소 전구체로 하여 탄소를 피복하였다. 복합체에 포함된 ZnO를 HCl로 제거하여 내부에 빈 공간을 만들어 충 방전에 따른 실리콘의 부피변화를 완화할 수 있게 하였다. 합성된 복합체의 결정구조와 형상을 파악하기 위해 XRD, SEM, TEM 분석을 실시하였다. 탄소 피복된 복합체에 포함된 탄소함량을 TGA를 통해 알아보았으며, 복합체의 기공구조를 확인하기 위해 BET 비표면적 분석과 BJH 기공분포를 확인하였다. 탄소의 추가로 향상된 전기전도성을 측정하였으며, 전기화학적 특성은 AC 임피던스 측정과 충 방전 및 수명특성을 확인하였다. $SiO_x/ZnO$시료에 탄소를 피복할 경우에 전기전도도가 증가하였으며, 방전용량도 증가하였다. 염산으로 ZnO를 제거한 시료의 경우에 표면적은 증가하였으나, 전지의 방전용량은 오히려 감소하였다. 탄소를 피복하지 않은 $SiO_x/ZnO$ 시료의 경우에 방전용량이 매우 낮았으며, 탄소를 피복한 후의 시료는 높은 충방전용량을 나타내었다. 수명특성의 경우, $C-SiO_x/ZnO$ 복합체(Zn : Si : C = 1 : 1 : 8)가 0.2 C의 전류량에서 50 사이클에서 $815mAh\;g^{-1}$의 용량으로 기존 흑연계 음극재보다 높은 용량을 나타내었다.

• Journal of Information Display
• /
• 제2권3호
• /
• pp.72-77
• /
• 2001

Amorphous silicon thin-film transistors (a-Si TFTs) were incorporated into Mo-tip-based triode-type field emitters and diode-type ones of carbon nanotubes for an active-matrix cathode (AMC) plate of field emission displays. Also, we developed a novel surface-treatment process for the Mo-tip fabrication, which gleatly enhanced in the stability of field emission. The field emission currents of AMC plates on glass substrate were well controlled by the gate bias of a-Si TFTs. Active-matrix field emission displays (AMFEDs) with these AMC plates were demonstrated in a vacuum chamber, showing low-voltage matrix addressing, good stability and reliability of field emission, and highly uniform light emissions from the anode plate with phosphors. The optimum design of AMFEDs including a-Si TFTs and a new light shield/focusing grid is discussed.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.1407-1412
• /
• 2014

근적외선 파장대역 850 nm ~ 1000 nm에서 레이저를 검출하기 위해 포토다이오드의 분광감응도를 향상시키고자 본 논문에서 실리콘 기반 고감도 PIN 포토 다이오드를 제작하고 전기적 및 광학적 특성을 분석하였다. 제작된 소자는 TO-18형으로 패키징 하였고 포토다이오드의 전기적 특성으로 역 바이어스 전압이 5V일 때 암전류는 Anode 1과 Anode 2는 약 0.055 nA 의 값을 나타내었으며 정전용약은 0V 일 때 1 kHz 주파수 대역에서 약 19.5 pF, 200 kHz 주파수 대역에서 약 19.8 pF의 적은 정전용약을 나타내었다. 또한 출력신호의 상승시간은 10 V의 전압일 때 약 30 ns의 고속 응답특성을 확인하였다. 광학적 특성 분석으로는 880 nm에서 최대 0.66 A/W의 분광감응도 값을 나타내었고 1000 nm에서는 0.45 A/W로 비교적 우수한 분광감응도를 나타내었다.

• 청정기술
• /
• 제27권3호
• /
• pp.223-231
• /
• 2021

실리콘은 상용 흑연(Graphite, Gr) 음극재 대비 약 10배 정도 높은 이론용량을 가지나 전기전도도가 낮고 충·방전 시 큰 부피변화로 수명이 짧은 문제가 있다. 실리콘의 문제점 해결 방안으로 전도성 탄소와 복합체 형성과정에서 실리카 나노입자 템플레이트를 이용해 복합체 내부에 이중 중공을 갖는 실리콘 나노입자/중공탄소(SiNP/HC) 소재를 제조하였다. 비교를 위해 중공을 갖지 않는 SiNP/C 복합체를 제조하여 SiNP/HC 복합체와의 물리·화학적 특성과 음극소재로서의 전기화학적 특성을 X-ray 회절기, X-선 광전자 분광기, 비표면적과 기공분포 분석을 위한 질소 흡/탈착 실험, 주사형 전자현미경 및 투과형 전자현미경으로 비교·분석하였다. SiNP/C 복합체 대비 SiNP/HC는 사이클 후에도 전극의 큰 부피변화 없이 월등히 우수한 수명특성과 효율을 보였다. 흑연과 혼합한 하이브리드형 SiNP/HC@Gr 복합체는 SiNP/HC와 비교해 낮은 용량에서 더욱 개선된 수명 특성과 효율을 보였다. 따라서 복합체 내부에 실리콘의 부피팽창을 수용하는 중공을 갖는 실리콘/탄소 복합체를 설계하는 것이 수명특성 확보에 유효함을 확인하였다. 복합체 내부에 많은 중공의 존재로 비표면적이 커서 과도한 SEI층 형성에 따른 낮은 초기 효율의 문제점이 있으므로 이에 대한 보완 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제41권2호
• /
• pp.81-86
• /
• 2016

Background: For positron emission tomography (PET) application, cadmium zinc telluride (CZT) has been investigated by several institutes to replace detectors from a conventional system using photomultipliers or Silicon-photomultipliers (SiPMs). The spatial and energy resolution in using CZT can be superior to current scintillator-based state-of-the-art PET detectors. CZT has been under development for several years at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) to provide a high performance gamma ray detection, which needs a single crystallinity, a good uniformity, a high stopping power, and a wide band gap. Materials and Methods: Before applying our own grown CZT detectors in the prototype PET system, we investigated preliminary research with a developed discrete type data acquisition (DAQ) system for coincident events at 128 anode pixels and two common cathodes of two CZT detectors from Redlen. Each detector has a $19.4{\times}19.4{\times}6mm^3$ volume size with a 2.2 mm anode pixel pitch. Discrete amplifiers consist of a preamplifier with a gain of $8mV{\cdot}fC^{-1}$ and noise of 55 equivalent noise charge (ENC), a $CR-RC^4$ shaping amplifier with a $5{\mu}s$ peak time, and an analog-to-digital converter (ADC) driver. The DAQ system has 65 mega-sample per second flash ADC, a self and external trigger, and a USB 3.0 interface. Results and Discussion: Characteristics such as the current-to-voltage curve, energy resolution, and electron mobility life-time products for CZT detectors are investigated. In addition, preliminary results of gamma ray imaging using 511 keV of a $^{22}Na$ gamma ray source were obtained. Conclusion: In this study, the DAQ system with a CZT radiation sensor was successfully developed and a PET image was acquired by two sets of the developed DAQ system.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
• /
• pp.241-241
• /
• 2008

Macrofore formation in silicon and other semiconductors using electrochemical etching processes has been, in the last years, a subject of great attention of both theory and practice. Its first reason of concern is new areas of macropore silicone applications arising from microelectromechanical systems processing (MEMS), membrane techniques, solar cells, sensors, photonic crystals, and new technologies like a silicon-on-nothing (SON) technology. Its formation mechanism with a rich variety of controllable microstructures and their many potential applications have been studied extensively recently. Porous silicon is formed by anodic etching of crystalline silicon in hydrofluoric acid. During the etching process holes are required to enable the dissolution of the silicon anode. For p-type silicon, holes are the majority charge carriers, therefore porous silicon can be formed under the action of a positive bias on the silicon anode. For n-type silicon, holes to dissolve silicon is supplied by illuminating n-type silicon with above-band-gap light which allows sufficient generation of holes. To make a desired three-dimensional nano- or micro-structures, pre-structuring the masked surface in KOH solution to form a periodic array of etch pits before electrochemical etching. Due to enhanced electric field, the holes are efficiently collected at the pore tips for etching. The depletion of holes in the space charge region prevents silicon dissolution at the sidewalls, enabling anisotropic etching for the trenches. This is correct theoretical explanation for n-type Si etching. However, there are a few experimental repors in p-type silicon, while a number of theoretical models have been worked out to explain experimental dependence observed. To perform ordered macrofore formaion for p-type silicon, various kinds of mask patterns to make initial KOH etch pits were used. In order to understand the roles played by the kinds of etching solution in the formation of pillar arrays, we have undertaken a systematic study of the solvent effects in mixtures of HF, N-dimethylformamide (DMF), iso-propanol, and mixtures of HF with water on the macrofore structure formation on monocrystalline p-type silicon with a resistivity varying between 10 ~ 0.01 $\Omega$ cm. The etching solution including the iso-propanol produced a best three dimensional pillar structures. The experimental results are discussed on the base of Lehmann's comprehensive model based on SCR width.

• 전기화학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.77-92
• /
• 2021

전기자동차의 주행거리는 리튬이온전지의 에너지 밀도에 의해 결정된다. 리튬이온전지의 에너지 밀도 향상을 위해서는 단위 질량 당 많은 양의 리튬 이온을 저장할 수 있는 고용량 활물질 소재 개발이 필수적이다. 양극 기술의 급속한 발전은 이론적으로 구현 가능한 최대 용량에 근접한 수준의 가역 용량을 활용할 수 있는 수준에 이르렀다. 반면 음극은 90년대에 도입된 흑연을 현재까지도 주요 활물질로 활용하는데 머무르고 있다. 음극의 용량을 증가시키는 방법으로 고용량-장수명 특성을 지닌 실리콘 산화물 활물질을 음극에 첨가하는 방식이 가장 유력하게 검토되고 있다. 그러나 실리콘 산화물의 낮은 초기 쿨롱 효율은 음극 내 실리콘 산화물의 함량을 15% 이내로 제한하여 음극 용량 증가에 걸림돌이 되고 있다. 이에 따라 실리콘 산화물 등 고용량 음극의 초기 효율을 개선할 수 있는 사전리튬화 기술이 점점 많은 주목을 받고 있다. 본 리뷰논문에서는 사전리튬화 기술의 개념 및 효과에 대해 설명하고 현재까지 개발된 사전리튬화 기술을 반응 방식에 따라 분류하여 소개한다. 특히, 리튬화 반응의 균질성이 높고 대량 양산에 강점을 지닌 용액 기반 화학적 사전리튬화 기술의 최신 개발 동향을 집중적으로 소개하였다. 상용화가 가능한 사전리튬화 기술 개발이 가까운 미래의 차세대 리튬이온전지 음극재 시장의 주도권 확보의 핵심 조건이 될 것으로 기대한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.315-318
• /
• 1998

Organic light-emitting diodes(OLEDs) or electroluminescent devices have attracted much attention because of their possible application as large-area light-emitting displays. Their structure was based on employing a multilayer device structure containing an emitting layer and a carrier transporting layer of suitable organic materials. In this study, several Tb complexes such as Tb(ACAC)$_3$(Phen), Tb(ACAC)$_3$(Phen-Cl) and Tb(TPB)$_3$(Phen) were synthesized and the photoluminescence(PL) and electroluminescence (EL) characteristics of their thin films were investigated by fabricating the devices having a structure of anode/HTL/terbium-oomplex/ETL/cathode, where TPD was used as an hole transporting and Alq$_3$ and TAZ-Si were used as an electron transporting materials. It was found that the photoluminescence(PL) and electroluminescence(EL) characteristics of these terbium complexes were dependent upon the ligands coordinated to terbium metal. Details on the explanation of electrical transport phenomena of the structure with I-V characteristics of the OLEDs using the trapped-charge-limited current(TCLC) model will be discussed.