• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.52 no.6
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• pp.235-240
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• 2003

In this paper, we present the fabrication and the characteristic analysis of sequential lateral solidification(SLS) poly-Si thin film transistors(TFT's) with molybdenum gate for active matrix liquid displays (AMLCD's) pixel controlling devices. The molybdenum gate is applied for the purpose of low temperature processing. The maximum processing temperature is 55$0^{\circ}C$ at the dopant thermal annealing step. The SLS processed poly-Si film which is reduced grain and grain boundary effect, is applied for the purpose of electrical characteristics improvements of poly-Si TFT's. The fabricated low temperature SLS poly-Si TFT's had a varying the channel length and width from 10${\mu}{\textrm}{m}$ to 2${\mu}{\textrm}{m}$. And to analyze these devices, extract electrical characteristic parameters (field effect mobility, threshold voltage, subthreshold slope, on off current etc) from current-voltage transfer characteristics curve. The extract electrical characteristic of fabricated low temperature SLS poly-Si TFT's showed the mobility of 100~400cm$^2$/Vs, the off current of about 100pA, and the on/off current ratio of about $10^7$. Also, we observed that the change of grain boundary according to varying channel length is dominant for the change of electrical characteristics more than the change of grain boundary according to varying channel width. Hereby, we comprehend well the characteristics of SLS processed poly-Si TFT's witch is recrystallized to channel length direction.

• Journal of Information Display
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• v.6 no.2
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• pp.16-18
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• 2005

Hybrid insulator pentacene thin film transistors (TFTs) are fabricated with thermally grown oxide and cross-linked polyvinylalcohol (PVA) including surface treatment by dilute ploymethylmethacrylate (PMMA) layer on $n^+$ doped silicon wafer. Through the optimization of $SiO_2$ layer thickness in hybrid insulator structure, carrier mobility is increased to more than 35 times than that of the TFT which has only a gate insulator of $SiO_2$ at the same electric field. The carrier mobility of $1.80cm^2$/V-s, subthreshold swing of 1.81 V/decade, and $I_{on}/I_{off}$ current ratio> $1.10{\times}10^5$ are obtained less than -30 V bias condition. The result is one of the best reported performances of pentacene TFTs with hybrid insulator including cross-linked PVA layer as a gate insulator at relatively low voltage operation.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• v.17 no.2
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• pp.192-198
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• 2017

In this paper, we propose a novel double gate vertical channel tunneling field effect transistor (DVTFET) with a dielectric sidewall and optimization characteristics. The dielectric sidewall is applied to the gate region to reduced ambipolar voltage ($V_{amb}$) and double gate structure is applied to improve on-current ($I_{ON}$) and subthreshold swing (SS). We discussed the fin width ($W_S$), body doping concentration, sidewall width ($W_{side}$), drain and gate underlap distance ($X_d$), source doping distance ($X_S$) and pocket doping length ($X_P$) of DVTFET. Each of device performance is investigated with various device parameter variations. To maximize device performance, we apply the optimum values obtained in the above discussion of a optimization simulation. The optimum results are steep SS of 32.6 mV/dec, high $I_{ON}$ of $1.2{\times}10^{-3}A/{\mu}m$ and low $V_{amb}$ of -2.0 V.

• Journal of IKEEE
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• v.22 no.1
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• pp.209-212
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• 2018

In this work, we developed P(VDF-TrFE) organic/ferroelectric material based metal-ferroelectric-metal (MFM) capacitors in order to improve the switching characteristics of gallium nitride (GaN) heterojunction field-effect transistors (HFET). The 27 nm-thick P(VDF-TrFE) MFM capacitors exhibited about 60 ~ 96 pF capacitance with a polarization density of $6{\mu}C/cm^2$ at 4 MV/cm. When the MFM capacitor was connected in series with the gate electrode of GaN HFET, the subthreshold slope decreased from 104 to 82 mV/dec.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.302.1-302.1
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• 2016

Solution-processed amorphous metal-oxide thin-film transistors (TFTs) are considered as promising candidates for the upcoming transparent and flexible electronics due to their transparent property, good performance uniformity and possibility to fabricate at a low-temperature. In addition, solution processing metal oxide TFTs may allow non-vacuum fabrication of flexible electronic which can be more utilizable for easy and low-cost fabrication. Recently, for high-mobility oxide TFTs, multi-layered oxide channel devices have been introduced such as superlattice channel structure and heterojunction structure. However, only a few studies have been mentioned on the bias illumination stress in the multi- layered oxide TFTs. Therefore, in this research, we investigated the effects of bias illumination stress in solution-processed bilayer oxide TFTs which are fabricated by the deep ultraviolet photochemical activation process. For studying the electrical and stability characteristics, we implemented positive bias stress (PBS) and negative bias illumination stress (NBIS). Also, we studied the electrical properties such as field-effect mobility, threshold voltage ($V_T$) and subthreshold slop (SS) to understand effects of the bilayer channel structure.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.92-92
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• 2009

본 논문에서는 strained Silicon-on-Insulator (sSOI) 기판에 제작된 triple-gate MOSFETs 의 이동도와 단채널 효과에 대하여 분석 하였다. Strained 실리콘에 제작된 소자는 전류의 방향이 <110> 밤항일 경우 전자의 이동도는 증가하나 정공의 이동도는 오히려 감소하는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위하여 소자에서 전류의 방향이 <110>방향에서 45 도 회전된 <100> 방향으로 흐르게 제작하였다. Strain이 가해지지 않은 기판에 제작된 동일한 구조의 소자와 비교하여 sSOI 에 제작된 소자에서 전자의 이동도는 약 40% 정공의 이동도는 약 50% 증가하였다. 채널 길이가 100 nm 내외로 감소함에 따라 나타나는 drain induced barrier lowering (DIBL) 현상, subthreshold slope (SS)의 증가 현상에서 sSOI에 제작된 소자가 상대적으로 우수한 특성을 보였으며 off-current leakage ($I_{off}$) 특성도 sSOI기판이 더 우수한 특성을 보였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.129-129
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• 2003

최근에 능동 영역 액정 표시 소자(Active Matrix Liquid Crystal Display, AMLCD)에서 고해상도와 빠른 응답속도를 요구하게 되면서부터 다결정 실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 쓰이게 되었다. 그리고 일반적으로 디스플레이의 기판을 상대적으로 저가의 유리를 사용하기 때문에 저온 공정이 필수적이다. 따라서 새로운 저온 결정화 방법과 부가적으로 최근 디스플레이 개발 동향 중 하나인 대화면에 적용 가능한 공정인 금속유도 결정화 (Silicide Mediated Crystallization, SMC)가 연구되고 있다. 이 소자는 top-gated coplanar구조로 설계되었다. (그림 1)(100) 실리콘 웨이퍼위에 3000$\AA$의 열산화막을 올리고, LPCVD로 55$0^{\circ}C$에서 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막을 550$\AA$ 증착 시켰다. 그리고 시편은 SMC 방법으로 결정화 시켜 TEM(Transmission Electron Microscopy)으로 SMC 다결정 실리콘을 분석하였다. 그 위에 TFT의 게이트 산화막을 열산화막 만큼 우수한 TEOS(Tetraethoxysilane)소스로 사용하여 실리콘 산화막을 1000$\AA$ 형성하였고 게이트는 3000$\AA$ 두께로 몰리브덴을 스퍼터링을 통하여 형성하였다. 이 다결정 실리콘은 3$\times$10^15 cm^-2의 보론(B)을 도핑시켰다. 채널, 소스, 드래인을 정의하기 위해 플라즈마 식각이 이루어 졌으며, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막으로 passivation하고, 알루미늄으로 전극을 형성하였다 그리고 마지막에 TFT의 출력특성과 전이특성을 측정함으로써 threshold voltage, the subthreshold slope 와 the field effect mobility를 계산하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1238_1239
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• 2009

본 논문에서는 ELA poly-Si TFT보다 뛰어난 균일도를 갖고, a-Si:H TFT보다 전기적 안정도가 우수한 PMOS SPC-Si TFT의 특성을 연구하였다. SPC-Si의 계면 특성을 향상 시키기 위해 $SiO_2$ 게이트 절연막을 증착하기 전에 Solid Phase Crystalline 실리콘(SPC-Si) 채널 영역에 다양한 H2 플라즈마 처리를 해주었다. PECVD를 이용하여 100W에서 H2 플라즈마 처리를 5분 해주었을 때 SPC-Si TFT의 전기적 특성이 향상되는 것을 볼 수 있는데, $V_{TH}$가 약 -3.91V, field effect mobility가 $22.68cm^2$/Vs, 그리고 Subthreshold swing이 0.64 정도를 보였다. 또한 소자에 Hot carrier stress($V_{GS}$=14.91V, $V_{DS}$=-15V, for 2,000sec)를 주었을 때도 전기적 특성이 변하지 않았으며, 일정한 bias stress($V_{GS}$=-15V, $V_{DS}$=-10V, for 2,000sec)를 가하였을 때도 $V_{TH}$가 증가하지 않았다. 이러한 결과를 통해 SPC-Si가 poly-Si TFT보다 더욱 안정함을 알 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• v.3 no.2
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• pp.261-266
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• 1998

This paper describes the fabrication and characterization of dual-polysilicon gated surface channel 0.1$\mu\textrm{m}$ CMOSFETs using BF2 and arsenic as channel dopants. We have used and LDD structure and 40${\AA}$ gate oxide as an insulator. To suppress short channel effects down to 0.1$\mu\textrm{m}$ channel length, shallow source/drain extensions implemented by low energy implantation and SSR(Super Steep Retrograde) channel structure were used. The threshold voltages of fabricated CMOSFETs are 0.6V. The maximum transconductance of nMOSFET is 315${\mu}$S/$\mu\textrm{m}$, and that of pMOSFET is 156 ${\mu}$S/$\mu\textrm{m}$. The drain saturation current of 418 ${\mu}$A/$\mu\textrm{m}$, 187${\mu}$A/$\mu\textrm{m}$ are obtained. Subthreshold swing is 85mV/dec and 88mV/dec, respectively. DIBL(Drain Induced Barrier Lowering) is below 100mV. In the device with 2000${\AA}$ thick gate polysilicon, depletion in polysilicon near the gate oxide results in an increase of equivalent gate oxide thickness and degradation of device characteristics. The gate delay time is measured to be 336psec at operation voltage of 2V.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.35.2-35.2
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• 2011

나노와이어를 제작하는 많은 방법들 중에서 실리콘 기판을 무전해식각하여 실리콘 나노와이어를 제작하는 방법은 쉽고 간단하기 때문에 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 무전해식각법을 이용한 실리콘 나노와이어 합성은 단결정 실리콘 나노와이어를 합성할 수 있고, p 또는 n형의 도핑 정도에 따라 원하는 전기적 특성의 기판을 선택하여 제작할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 n형으로 도핑된 기판으로 나노와이어를 제작하였을 경우 식각으로 인한 나노와이어 표면의 거칠기로 인하여, 실제로는 n형 반도체 특성을 나타내지 않는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 무전해식각법으로 합성한 n형 나노와이어의 거칠기를 조절하고 filed-effect transistor (FET) 소자를 제작하여 나노와이어의 전기적 특성변화를 확인하였다. n형 나노와이어의 거칠기를 조절하기 위하여 열처리를 통해 표면을 산화시켰고, 열처리 시간에 따른 나노와이어 FET 소자를 제작하여 I-V 특성을 관찰하였다. 이때 절연막과 나노와이어 계면 사이의 결함을 최소화 하기 위하여 나노와이어를 poly-4-vinylphenol (PVP) 고분자 절연막에 부분 삽입시켰다. 나노와이어 표면의 거칠기는 high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM)을 통하여 확인하였으며, 전기적 특성은 Ion/Ioff ratio, 이동도, subthreshold swing, threshold voltage 값 등을 평가하였다.