• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.51.2-51.2
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• 2015

Understanding interfacial phenomena has been one of the main research issues not only in semiconductors but only in life sciences. I have been trying to meet the atomic scale surface and interface analysis challenges from semiconductor industries and furthermore to extend the application scope to biomedical areas. Optical imaing has been most widely and successfully used for biomedical imaging but complementary ion beam imaging techniques based on mass spectrometry and ion scattering can provide more detailed molecular specific and nanoscale information In this presentation, I will review the 27 years history of medium energy ion scattering (MEIS) development at KRISS and DGIST for nanoanalysis. A electrostatic MEIS system constructed at KRISS after the FOM, Netherland design had been successfully applied for the gate oxide analysis and quantitative surface analysis. Recenlty, we developed time-of-flight (TOF) MEIS system, for the first time in the world. With TOF-MEIS, we reported quantitative compositional profiling with single atomic layer resolution for 0.5~3 nm CdSe/ZnS conjugated QDs and ultra shallow junctions and FINFET's of As implanted Si. With this new TOF-MEIS nano analysis technique, details of nano-structured materials could be measured quantitatively. Progresses in TOF-MEIS analysis in various nano & bio technology will be discussed. For last 10 years, I have been trying to develop multimodal nanobio imaging techniques for cardiovascular and brain tissues. Firstly, in atherosclerotic plaque imaging, using, coherent anti-stokes raman scattering (CARS) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) multimodal analysis showed that increased cholesterol palmitate may contribute to the formation of a necrotic core by increasing cell death. Secondly, surface plasmon resonance imaging ellipsometry (SPRIE) was developed for cell biointerface imaging of cell adhesion, migration, and infiltration dynamics for HUVEC, CASMC, and T cells. Thirdly, we developed an ambient mass spectrometric imaging system for live cells and tissues. Preliminary results on mouse brain hippocampus and hypotahlamus will be presented. In conclusions, multimodal optical and mass spectrometric imaging privides overall structural and morphological information with complementary molecular specific information, which can be a useful methodology for biomedical studies. Future challenges in optical and mass spectrometric imaging for new biomedical applications will be discussed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.160-160
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• 2015

InGaZnO (IGZO) thin-film transistors (TFTs) are very promising due to their potential use in high performance display backplane [1]. However, the stability of IGZO TFTs under the various stresses has been issued for the practical IGZO applications [2]. Up to now, many researchers have studied to understand the sub-gap density of states (DOS) as the root cause of instability [3]. Nomura et al. reported that these deep defects are located in the surface layer of the IGZO channel [4]. Also, Kim et al. reported that the interfacial traps can be affected by different RF-power during RF magnetron sputtering process [5]. It is well known that these trap states can influence on the performances and stabilities of IGZO TFTs. Nevertheless, it has not been reported how these defect states are created during conventional RF magnetron sputtering. In general, during conventional RF magnetron sputtering process, negative oxygen ions (NOI) can be generated by electron attachment in oxygen atom near target surface and accelerated up to few hundreds eV by self-bias of RF magnetron sputter; the high energy bombardment of NOIs generates bulk defects in oxide thin films [6-10] and can change the defect states of IGZO thin film. In this study, we have confirmed that the NOIs accelerated by the self-bias were one of the dominant causes of instability in IGZO TFTs when the channel layer was deposited by conventional RF magnetron sputtering system. Finally, we will introduce our novel technology named as Magnetic Field Shielded Sputtering (MFSS) process [9-10] to eliminate the NOI bombardment effects and present how much to be improved the instability of IGZO TFTs by this new deposition method.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1815-1821
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• 2006

본 연구에서는 20m이하 채널길이를 가진 FinFET에 대하여 문턱 전압이 하에서 서브문턱 스윙을 분석하였다. 분석을 위하여 분석 학적 전류모델을 개발하였으며 열방사 전류 및 터 널링 전류를 포함하였다. 열방사전류는 포아슨 방정식에 의하여 구한 포텐셜분포 및 맥스월-볼쯔만통계를 이용한 캐리어분포를 이용하여 구하였으며 터널링전류는 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) 근사를 이용하였다. 이 두 모델은 상호 독립적이므로 각각 전류를 구해 더 함으로써 차단전류를 구하였다. 본 연구에서 제시한 모델을 이용하여 구한 서브문턱스윙 값이 이차원시뮬레이션 값과 비교되었으며 잘 일치함을 알 수 있었다. 분석 결과 10nm이하에서 특히 터널링의 영향이 증가하여 서브문턱스윙특성이 매우 저하됨을 알 수 있었다. 이러한 단채널현상을 감소시키기 위하여 채널두께 및 게이트산화막의 두께를 가능한 한 얇게 제작하여 야함을 알았으며 이를 위한 산화공정 개발이 중요하다고 사료된다. 또한 채널도핑 변화에 따른 서브문턱 스윙 값을 구하였으며 저도핑영역에서 일정한 값을 가지는 것을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제10권3호
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• pp.173-179
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• 2001

현재 사용되어지는 반도체형 압력센서에는 압저항형과 용량형이 있다. 특히 반도체 마이크로 압력센서는 크기도 작고 신호처리회로를 동일칩 위에 집적화 할 수 있어 많은 관심을 모아왔다. 그러나 이러한 형태의 센서들은 제조공정이 복잡해서 생산성이 낮다. 기존의 센서들이 가지는 단점들을 극복하기 위해 새로운 형태의 FET형 압력센서(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제안하고 그 동작특성을 조사하였다. 압력 감지 물질은 PZT(Pb(Zr,Ti)$O_3$)를 사용하였다. RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 MOSFET의 게이트 절연막 위에 PZT 압전 박막을 증착하였다. PZT의 안정적 상태인 perovskite 구조를 형성하기 위하여 PbO 분위기에서 열처리하는 기법을 도입하였다. 제작된 PSFET의 감도는 0.38 mV/mmHg이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.737-739
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• 2010

본 연구에서는 MicroTec4.0을 이용하여 더블게이트 MOSFET의 문턱전압이하특성을 채널두께의 변화에 따라 분석하였다. 소자의 고집적을 위한 특성분석 기술은 빠른 변화를 보이고 있다. 이에 따라 고집적 소자의 특성을 시뮬레이션을 통하여 이해하고 이에 맞게 제작하는 기술은 매우 중요한 과제 중의 하나가 되었다. 더블게이트 MOSFET에서 산화막 두께와 채널 두께는 문턱전압의 크기를 결정하며 Ss(Subthreshold swing)에 커다란 영향을 미친다. 본 연구에서는 채널의 두께를 1nm에서 3nm까지 변화시켜 채널 두께에 따른 문턱전압과 Ss(Subthreshold swing)를 조사하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권1호
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• pp.70-79
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• 2016

This paper proposes a low-power range-scaled 14b 30 MS/s pipeline-SAR composite ADC for high-performance CIS applications. The SAR ADC is employed in the first stage to alleviate a sampling-time mismatch as observed in the conventional SHA-free architecture. A range-scaling technique processes a wide input range of 3.0VP-P without thick-gate-oxide transistors under a 1.8 V supply voltage. The first- and second-stage MDACs share a single amplifier to reduce power consumption and chip area. Moreover, two separate reference voltage drivers for the first-stage SAR ADC and the remaining pipeline stages reduce a reference voltage disturbance caused by the high-speed switching noise from the SAR ADC. The measured DNL and INL of the prototype ADC in a $0.18{\mu}m$ CMOS are within 0.88 LSB and 3.28 LSB, respectively. The ADC shows a maximum SNDR of 65.4 dB and SFDR of 78.9 dB at 30 MS/s, respectively. The ADC with an active die area of $1.43mm^2$ consumes 20.5 mW at a 1.8 V supply voltage and 30 MS/s, which corresponds to a figure-of-merit (FOM) of 0.45 pJ/conversion-step.

• 센서학회지
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• 제4권2호
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• pp.7-13
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• 1995

MOSFET의 전장효과와 압전물질의 압전효과를 결합한 새로운 FET형 반도체압력소자(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제조하고 동작 특성을 조사하였다. PSFET의 압전박막은 RF 마그네트론 스퍼터링으로 ZnO박막을 약 $5000{\AA}$ 게이트 위에 성막하였다. ZnO 압전박막의 최적 c-축 배향분극 구조를 얻기 위한 막 제조조건은 기판온도가 $300^{\circ}C$, RF 전력이 140W, 작업 분위기압은 5mtorr였으며, 플라즈마가스는 아르곤이었다. 제조된 PSFET는 적용된 압력범위($1{\times}10^{5}\;Pa{\sim}4{\times}10^{5}\;Pa$)에서 비록 감도는 낮으나 비교적 안정한 동작특성을 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.461-465
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• 2008

적층 박막 내에서의 상변화는 주변 층에 영향을 준다. 결정화가 게이트 절연층에 주는 영향이 제거된 선결정화법(precrystallization)이 금속 유도 일측면 결정화(metal-induced unilateral crystallization)에 의해 제작된 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 소자 및 회로의 전기적 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 이 방법으로 만들어진 소자는 일반적인 후 결정화(postcrystallization) 소자에 비하여 높은 전류 구동력을 보였다. 여기에 본 연구는 DC bias에 의한 ring oscillator의 특성 변화를 연구하였다. 선결정화된 실리콘 박막을 이용하여 제작한 PMOS inverter는 후결정화된 실리콘 박막을 이용하여 제작한 inverter에 비하여 매우 동적(dynamic)이고도 안정적인 특성을 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제17권2호
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• pp.96-99
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• 2007

The effects of post-annealing of high-k $HfO_2$ thin films grown by atomic layer deposition method were investigated by the annealing treatments of $400-600^{\circ}C$. $Pt/HfO_2/p-Si\;MOS$ capacitor structures were fabricated, and then the capacitance-voltage and current-voltage characteristics were measured to analyze the electrical characteristics of dielectric layers. The X-ray diffraction analyses revealed that the $500^{\circ}C-annealed\;HfO_2$ film remained to be amorphous, and the $600^{\circ}C-annealed\;HfO_2$ film was crystallized. The annealing treatment at $500^{\circ}C$ resulted in the highest capacitance and the lowest leakage current due to the reduction of defects in the $HfO_2$ films and non-crystallization. Our results suggest that post-annealing treatments are a critical factor in improving the characteristics of gate dielectric layer.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.208-215
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• 2020

본 연구에서는 LVDC 배전용 출력 380V DC-DC 컨버터를 3가지 유형으로 설계하였고, 시뮬레이션을 통해 3가지 유형의 DC-DC 컨버터의 전압과 전류 특성을 비교 분석하였다. 전력용 MOSFET와 2개의 전류억제용 IGBT를 병렬구조로 적용하여 컨버터를 구성한 경우, 출력 전압이 DC 380V로 안정화 된 시간이 9ms로 비교적 짧았으며, 출력 측 전류 변화 폭도 44.8~50.2A로 IGBT를 적용하지 않았을 경우(68~83A) 보다 훨씬 변화 폭도 작고 전류억제 효과도 더 뛰어남을 알 수 있었다. 이러한 결과는 제안한 LVDC 배전용 DC-DC 컨버터가 스마트 그리드 구축에 적용 가능성이 있음을 시사한다.