• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.109-114
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• 2013

전력 MOSFET(산화물-반도체 전위 효과 트랜지스터)는 BLDC 모터와 전력 모듈 등에 광범위하게 사용하고 있다. 기존 전력 MOSFET 구조는 온-저항과 항복전압사이에 절충(tradeoff)이 필요하다. 이러한 절충을 하지 않고 최적화를 하기위해 비균일 초접합 트랜치 MOSFET 를 설계하는데 동일한 항복전압에서 균일 초접합 트랜치 MOSFET보다 낮은 온-저항을 갖도록한다. 이를 위해 드리프트 영역에서 우수한 전기장 분포를 달성하기 위하여 선형구조의 도핑 프로파일을 제안하고, 단위 셀 설계, 도핑농도의 특성분석, 전위분포를 SILVACO TCAD 2D인 Atlas 소자 소프트웨어를 사용하여 시뮬에이션을 수행하였다. 결과로 100V 급 MOSFET에서 비균일 초접합 트랜치 MOSFET가 균일 초접합 트랜치 MOSFET보다 온-저항에서 우수한 특성을 보여주고 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.27-32
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• 2014

본 논문에서는, 초고집적 CMOS 회로를 위한 얕은 트랜치 격리로 기존의 수직 구조 보다 개선된 성질을 갖는 새로운 구조를 제안하고자 한다. 이를 위해서 제안한 구조는 회자 모양의 얕은 트랜치 격리 구조이다. 특성 분석은 기존 수직 구조와 제안한 구조에 대해서 전자농도 분포, 열전자 스트레스의 산화막 모양, 전위와 전계 플럭스, 열 손상의 유전 전계와 소자에서 전류-전압 특성을 분석 하고자 한다. 물리적 기본 모델들은 TCAD 툴을 이용하며, 집적화 소자들에 있어서 분석 조건은 주위 조건과 전류와 시간의 인가 스트레스 조건이다. 분석 결과, 얕은 트랜치 격리 구조가 소자의 크기가 감소됨에 따라서 수동적인 전기적 기능이었다. 트랜지스터 응용에서 제안한 회자 구조의 얕은 트랜치 격리 구조가 전기적 특성에서 전위차, 전계, 전자농도 분포가 높게 나타났으며, 활성영역에서 스트레스에 의한 산화막의 영향은 감소되었다. 이 결과 데이터를 바탕으로 소자의 전류-전압 특성 결과 분석도 양호한 특성으로 나타났다.

• ETRI Journal
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• 제34권6호
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• pp.962-965
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• 2012

In this letter, we propose a new RESURF stepped oxide (RSO) process to make a semi-superjunction (semi-SJ) trench double-diffused MOSFET (TDMOS). In this new process, the thick single insulation layer ($SiO_2$) of a conventional device is replaced by a multilayered insulator ($SiO_2/SiN_x/TEOS$) to improve the process and electrical properties. To compare the electrical properties of the conventional RSO TDMOS to those of the proposed TDMOS, that is, the nitride_RSO TDMOS, simulation studies are performed using a TCAD simulator. The nitride_RSO TDMOS has superior properties compared to those of the RSO TDMOS, in terms of drain current and on-resistance, owing to a high nitride permittivity. Moreover, variations in the electrical properties of the nitride_RSO TDMOS are investigated using various devices, pitch sizes, and thicknesses of the insulator. Along with an increase of the device pitch size and the thickness of the insulator, the breakdown voltage slowly improves due to a vertical field plate effect; however, the drain current and on-resistance degenerate, owing to a shrinking of the drift width. The nitride_RSO TDMOS is successfully fabricated, and the blocking voltage and specific on-resistance are 108 V and $1.1m{\Omega}cm^2$, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.356-357
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• 2005

Chemical mechanical polishing (CMP) allows the planarization of wafers with two or more materials at their surfaces. Especially, polishing pad is considered as one of the most important consumables because of its properties. Subject of this investigation is to apply CMP for planarization of shallow trench isolation structure using microstructure pad. Microstructure pad is designed to have uniform structure on its surface and fabricated by micro-molding technology. And then STI CMP performances such as oxide dishing and nitride corner rounding are evaluated.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2011

현재 전력 반도체는 신재생/대체 에너지 시스템, 자동차/전기자동차, 디스플레이/LED 드라이브 IC 등과 같이 산업용뿐만 아니라 가정용에서도 그 수요가 급증하고 있다. 이러한 전력 반도체는 각 시스템에서 전력 변환, 분배 및 관리를 하는 역할을 하게 되는데, 이러한 전력 시스템에 적용되기 위해서는 고속 스위칭, 낮은 전력 손실 및 발열, 소형화 등의 특성이 요구되어진다. 이러한 특성을 만족하기 위해 현재 전력반도체는 수평형 소자에서 수직 형태로의 구조적 변경을 꽤하고 있으며, 또한 수직형 구조에서도 더욱 소형화와 고밀도 전류, 낮은 전력 손실 특성을 구현하기 위해 여러 가지 형태의 어레이 기술을 개발하고 있다. 본 연구에서는 사각 형태의 어레이 (square array, mesh type)를 가지는 수직형 TDMOS (Trench double diffused metal oxide effect transistor)에서 트렌치 부분을 중심으로 액티브 영역과 그 외각 영역의 도핑 농도와 접합 깊이의 변화에 따른 전기적 특성 변화를 파악함으로써 TDMOS의 안정적인 구동 영역을 확보하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구는 silvaco 시뮬레이션 툴을 이용하여 실제 소자 제작 공정과 유사한 형태로의 공정을 가상적으로 진행하고, 액티브 영역과 그 외각 영역의 도핑 및 접합 깊이를 결정하는 이온 주입량과, 후속 열처리의 온도와 시간 등을 변화함으로써 그 전기적 특성을 상호 비교하였다.

• 센서학회지
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• 제9권4호
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• pp.297-306
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• 2000

최근 MEMS 소자의 성능향상을 위하여 수십 ${\mu}m$의 두께를 가지는 고형상비 단결정실리콘 구조물 제작에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 이러한 고형상비 단결정실리콘 구조물 제작 기술에서는 구조물의 구동 또는 전기신호의 검지를 위한 전극 사이의 전기적인 절연 방법이 주된 문제로서 대두되고 있다. 본 논문에서는 고형상비를 가지는 단결정실리콘 구조물 전극 간의 전기적 절연을 위하여 고형상비 산화막으로 구성된 빔 및 측벽을 이용한 새로운 절연 기술을 개발하였다. 개발된 절연 기술은 실리콘 구조물을 측면 또는 하부에서 산화막으로 지지하는 절연 구조를 가진다. 이러한 트렌치 산화막은 그 깊이가 수십 ${\mu}m$이므로 산화막의 잔류응력이 구조물에 미치는 영향을 반드시 고려하여야 한다. 본 논문에서는 PECVD 방법으로 증착한 TEOS 산화막으로 절연 구조들을 제작하였으며, 제작된 절연구조들의 잔류응력을 측정하고, 그 잔류응력이 구조물에 미치는 영향을 해석하였다. 또한 공진자를 이용하여 개발된 절연 기술이 고형상비 단결정실리콘 구조물에 효과적으로 쓰일 수 있음을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.163-166
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• 2016

It is important to operate the driving circuit under the optimal condition through precisely sensing the power consumption causing the temperature made mainly by the MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor) when a BLDC (Brushless Direct Current) motor operates. In this letter, a Super-junction (SJ) power TMOSFET (trench metal-oxide semiconductor field-effect transistor) with an ultra-low specific on-resistance of $0.96m{\Omega}{\cdot}cm^2$ under the same break down voltage of 100 V is designed by using of the SILVACO TCAD 2D device simulator, Atlas, while the specific on-resistance of the traditional power MOSFET has tens of $m{\Omega}{\cdot}cm^2$, which makes the higher power consumption. The SPICE simulation for measuring the power distribution of 25 cells for a chip is carried out, in which a unit cell is a SJ Power TMOSFET with resistor arrays. In addition, the power consumption for each unit cell of SJ Power TMOSFET, considering the number, pattern and position of bonding, is computed and the power distribution for an ANSYS model is obtained, and the SJ Power TMOSFET is designed to make the power of the chip distributed uniformly to guarantee it's reliability.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권2호
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• pp.145-150
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• 2001

대뇌 피질에 삽입하여 깊이에 따라 신경 신호를 기록하기 위한 탐침형 반도체 미세전극 어레이(depth-type silicon microelectrode array, 일명 SNU probe)를 제작하였다. 붕소를 확산시켜 생성된 고농도 p-type doping된 p＋ 영역을 습식식각 정지점으로 사용하는 기존의 방법과 달리 실리콘 웨이퍼의 앞면을 건식식각하여 원하는 탐침 두께만큼의 깊이로 트렌치(trench)를 형성한 후 뒷면을 습식식각하는 방법으로 탐침 형태의 미세 구조를 만들었다. 제작된 반도체 미세전극 어레이의 탐침 두께는 30 $\mu\textrm{m}$이며 실리콘 건식식각을 위한 마스크로 6 $\mu\textrm{m}$ 두께의 LTO(low temperature oxide)를 사용하였다. 탐침의 두께는 개발된 본 공정을 이용해서 5~90 $\mu\textrm{m}$ 범위까지 쉽게 조절할 수 있었다. 탐침의 두께를 보다 쉽게 조절할 수 있게 됨에 따라 여러 신경조직에 필요한 다양한 구조의 반도체 미세전극 어레이를 개발할 수 있게 되었다. 본 공정을 이용해서 개발된 4채널 SUN probe를 사용하여 흰쥐의 제1차 체감각 피질에서 4채널 신경 신호를 동시에 기록하였으며, 전기적 특성검사에서 기존의 탐침형 반도체 미세전극, 텅스텐 전극과 대등하거나 우수한 신호대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)특성을 가짐을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.178-178
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• 2010

With the scaling down of ULSI(Ultra Large Scale Integration) circuit of CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)based electronic devices, the electronic devices become more faster and smaller size that are promising field of semiconductor market. However, very narrow line width has some disadvantages. For example, because of narrow line width, deposition of conformal and thin barrier is difficult. Besides, proportion of barrier width is large, thus resistance is high. Conventional PVD(Physical Vapor Deposition) thin films are not able to gain a good quality and conformal layer. Hence, in order to get over these side effects, deposition of thin layer used of ALD(Atomic Layer Deposition) is important factor. Furthermore, it is essential that copper atomic diffusion into dielectric layer such as silicon oxide and hafnium oxide. If copper line is not surrounded by diffusion barrier, it cause the leakage current and devices degradation. There are some possible methods for improving the these secondary effects. In this study, TaNx, is used of Tertiarybutylimido tris (ethylamethlamino) tantalum (TBITEMAT), was deposited on the 24nm sized trench silicon oxide/silicon bi-layer substrate with good step coverage and high quality film using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). And then copper was deposited on TaNx barrier using same deposition method. The thickness of TaNx was 4~5 nm. TaNx film was deposited the condition of under $300^{\circ}C$ and copper deposition temperature was under $120^{\circ}C$, and feeding time of TaNx and copper were 5 seconds and 5 seconds, relatively. Purge time of TaNx and copper films were 10 seconds and 6 seconds, relatively. XRD, TEM, AFM, I-V measurement(for testing leakage current and stability) were used to analyze this work. With this work, thin barrier layer(4~5nm) with deposited PEALD has good step coverage and good thermal stability. So the barrier properties of PEALD TaNx film are desirable for copper interconnection.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.2518-2520
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• 1998

Silicon can be reactive ion etched (RIE) either isotropically or anisotropically. In this paper, a new micromachining technology combining these two etching characteristics is proposed. In the proposed method, the fabrication steps are as follows. First. a polysilicon layer, which is used as the bottom electrode, is deposited on the silicon wafer and patterned. Then the silicon substrate is etched anisotropically to a few micrometer depth that forms a cavity. Then an PECVD oxide layer is deposited to passivate the cavity side walls. The oxide layers at the top and bottom faces are removed while the passivation layers of the side walls are left. Then the substrate is etched again but in an isotropic etch condition to form a round trench with a larger radius than the anisotropic cavity. Then a sacrificial PECVD oxide layer is deposited and patterned. Then a polysilicon structural layer is deposited and patterned. This polysilicon layer forms a pivot structure of a rocker-arm. Finally, oxide sacrificial layers are etched away. This new micromachining technology is quite simpler than conventional method to fabricate joint structures, and the devices that are fabricated using this technology do not require a flexing structure for motion.