• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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• pp.620-621
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• 2008

Transparent electronics has been one of the key terminologies forecasting the ubiquitous technology era. Several researchers have thus extensively developed transparent oxide-based thin-film transistors (TFTs) on glass and plastic substrates although in general high voltage operating devices have been mainly studied considering transparent display drivers. However, low voltage operating oxide TFTs with transparent electrodes are very necessary if we are aiming at logic circuit applications, for which transparent complementary or one-type channel inverters are required. The most effective and low power consuming inverter should be a form of complementary p-channel and n-channel transistors but real application of those complementary TFT inverters also requires electrical- and even photo-stabilities. Since p-type oxide TFTs have not been developed yet, we previously adopted organic pentacene TFTs for the p-channel while ZnO TFTs were chosen for n-channel on sputter-deposited $AlO_x$ film. As a result, decent inverting behavior was achieved but some electrical gate instability was unavoidable at the ZnO/$AlO_x$ channel interface. Here, considering such gate instability issues we have designed a unique transparent complementary TFT (CTFTs) inverter structure with top n-ZnO channel and bottom p-pentacene channel based on 12 nm-thin nano-oxide/self assembled monolayer laminated dielectric, which has a large dielectric strength comparable to that of thin film amorphous $Al_2O_3$. Our transparent CTFT inverter well operate under 3 V, demonstrating a maximum voltage gain of ~20, good electrical and even photoelectric stabilities. The device transmittance was over 60 % and this type of transparent inverter has never been reported, to the best of our limited knowledge.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.264-264
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• 2016

최근에 charge trap flash (CTF) 기술은 절연막에 전하를 트랩과 디트랩 시킬 때 인접한 셀 간의 간섭현상을 최소화하여 오동작을 줄일 수 있으며 낸드 플래시 메모리 소자에 적용되고 있다. 낸드 플래시 메모리는 고집적화, 대용량화와 비휘발성 등의 장점으로 인해 핸드폰, USB, MP3와 컴퓨터 등에 이용되고 있다. 기존의 실리콘 기반의 플래시 메모리 소자는 좁은 밴드갭으로 인해 투명하지 않고 고온에서의 공정이 요구되는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위해 실리콘의 대체 물질로 산화물 반도체 기반의 플래시 메모리 소자들이 연구되고 있다. 산화물 반도체 기반의 플래시 메모리 소자는 넓은 밴드갭으로 인한 투명성을 가지고 있으며 저온에서 공정이 가능하여 투명하고 유연한 기판에 적용이 가능하다. 다양한 산화물 반도체 중에서 비정질 In-Ga-Zn-O (a-IGZO)는 비정질임에도 불구하고 우수한 전기적인 특성과 화학적 안정성을 갖기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 플래시 메모리의 고집적화가 요구되면서 절연막에 high-k 물질을 atomic layer deposition (ALD) 방법으로 적용하고 있다. ALD 방법을 이용하면 우수한 계면 흡착력과 균일도를 가지는 박막을 정확한 두께로 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한, high-k 물질을 절연막에 적용하면 높은 유전율로 인해 equivalent oxide thickness (EOT)를 줄일 수 있다. 특히, HfOx와 AlOx가 각각 trap layer와 blocking layer로 적용되면 program/erase 동작 속도를 증가시킬 수 있으며 넓은 밴드갭으로 인해 전하손실을 크게 줄일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 ALD 방법으로 AlOx와 HfOx를 게이트 절연막으로 적용한 a-IGZO 기반의 thin-film transistor (TFT) 플래시 메모리 소자를 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 제작 방법으로는, p-Si 기판 위에 열성장을 통한 100 nm 두께의 SiO2를 형성한 뒤, 채널 형성을 위해 RF sputter를 이용하여 70 nm 두께의 a-IGZO를 증착하였다. 이후에 소스와 드레인 전극에는 150 nm 두께의 In-Sn-O (ITO)를 RF sputter를 이용하여 증착하였고, ALD 방법을 이용하여 tunnel layer에 AlOx 5 nm, trap layer에 HfOx 20 nm, blocking layer에 AlOx 30 nm를 증착하였다. 최종적으로, 상부 게이트 전극을 형성하기 위해 electron beam evaporator를 이용하여 platinum (Pt) 150 nm를 증착하였고, 계면 결함을 최소화하기 위해 퍼니스에서 질소 가스 분위기, $400^{\circ}C$, 30 분의 조건으로 열처리를 했다. 측정 결과, 103 번의 program/erase를 반복한 endurance와 104 초 동안의 retention 측정으로부터 큰 열화 없이 메모리 특성이 유지되는 것을 확인하였다. 결과적으로, high-k 물질과 산화물 반도체는 고성능과 고집적화가 요구되는 향후 플래시 메모리의 핵심적인 물질이 될 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1105-1111
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• 2006

본 논문에서는 저온 소성 세라믹(LTCC)에 기초한 SiP 기술을 이용하여 60 GHz 무선 통신을 위한 송신기용 초소형 전력 증폭기 LTCC모듈을 설계 및 제작하여 그 특성을 측정하였다. 60 GHz대역에서 LTCC 다층 기판과 전력 증폭기 MMIC의 상호 연결 손실을 줄이기 위해 와이어 본드와 기판 사이의 천이를 최적화하였고, MMIC 집적을 위한 고 격리 구조를 제안하였다. 와이어 본드 천이의 경우, 와이어의 인덕턴스를 감소시키기 위해 매칭 회로의 설계와 와이어 상호간의 간격을 최적화하였다. 또한 상호 연결 불연속 효과로 인한 전계의 방사를 억제하기 위해 코프라나 와이어 본드 구조를 이용하였다. 고 격리 모듈 구조를 위하여, LTCC 기판 내부에 DC 전원 배선을 내장시키고 비아로 그 주위를 차폐를 시켰다. 5층의 LTCC 기판을 사용하여 제작된 전력 증폭기 LTCC모듈의 크기는 $4.6{\times}4.9{\times}0.5mm^3$이고, $60{\sim}65GHz$ 대역에서 이득과 P1dB 출력 전력은 각각 10 dB와 11 dBm이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권9호
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• pp.822-828
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• 2002

$ZrO_2$ 첨가량 변화에 따른 전기적 특성과 고주파 대용량 세라믹 캐패시터 제조공정 조건을 규명하기 위하여 고주파 대용량 세라믹 캐패시터의 제조 및 전기적 특성에 관하여 연구하였다. 단위 캐패시터는 테이프 캐스팅법으로 제조되었으며, 유전체 및 바인더의 최적조성은 57.5∼60.0: 42.5∼40.0 wt%이다. 슬러리의 점도는 4000∼5000 cps이며, 이 슬러리를 사용하여 제조한 그린 테이프는 뛰어난 캐스팅 상태를 유지하고 있다. 80$^{\circ}C$에서 200 kg/$cm^2$의 성형압으로 성형함으로서 최적의 적층 상태를 얻을 수 있었다. 단위 캐패시터의 전기적 특성, 특히 절연파괴 특성을 증진시키기 위하여 $ZrO_2$를 첨가하였다. $ZrO_2$ 첨가량이 1 wt%에서부터 5 wt%까지 첨가한 경우에는 단위 캐패시터의 유전상수 및 유전손실에 큰 영향을 미치지 못하였다. 또한 유전상수도 10 kHz에서 500 kHz 사이의 주파수 범위에서 큰 변호가 없었다. 내전압은 3 wt%를 첨가한 경우 $CaZrO_3$에 형성 및 입자크기 감소로 인하여 증진됨을 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권6호
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• pp.526-533
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• 2019

Indialite/cordierite glass-ceramics demonstrate excellent microwave dielectric properties such as a low dielectric constant of 4.7 and an extremely high quality factor Qf of more than 200 × 10³ GHz when crystallized at 1300℃/20 h, which are essential criteria for application to 5G/6G mobile communication systems. The glass-ceramics applied to dielectric resonators, low-temperature co-fired ceramic (LTCC) substrates, and direct casting glass substrates are reviewed in this paper. The glass-ceramics are fabricated by the crystallization of glass with cordierite composition melted at 1550℃. The dielectric resonators are composed of crystallized glass pellets made from glass rods cast in a graphite mold. The LTCC substrates are made from indialite glass-ceramic powder crystallized at a low temperature of 1000℃/1 h, and the direct casting glass-ceramic substrates are composed of crystallized glass plates cast on a graphite plate. All these materials exhibit excellent microwave dielectric properties.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.48.2-48.2
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• 2010

The effect of additives as rare-earth in dielectric materials has been studied to meet the development trend in electronics on the miniaturization with increasing the capacitance of MLCCs (multi-layered ceramic capacitors). It was reported that the addition of rare-earth oxides in dielectrics would contribute to enhance dielectric properties and high temperature stability. Especially, dysprosium and thulium are well known to the representative elements functioned as selective substitution in barium titanate with perovskite structure. The effects of these additives on microstructure and electric properties were studied. The 0.8 mol% Dy doped $BaTiO_3$ and the 1.0 mol% Tm doped $BaTiO_3$ had the highest electric properties as optimized composition, respectively. According to the increase of rare-earth contents, the growth of abnormal grains was suppressed and pyrochlore phase was formed in more than solubility limits. Furthermore, the effect of two rare-earth elements co-doped $BaTiO_3$ on the dielectric properties and insulation resistance was investigated with different concentration. The dielectric specimens with $BaTiO_3-Dy_2O_3-Tm2O_3$ system were prepared by design of experiment for improving the electric properties and sintered at $1320^{\circ}C$ for 2h in a reducing atmosphere. The dielectric properties were evaluated from -55 to $125^{\circ}C$ (at $1KHz{\pm}10%$ and $1.0{\pm}0.2V$) and the insulation resistance was examined at 16V for 2 min. The morphology and crystallinity of the specimens were determined by microstructural and phase analysis.

• 한국재료학회지
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• 제19권1호
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• pp.37-43
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• 2009

Silicon dioxide as gate dielectrics was grown at $400^{\circ}C$ on a polycrystalline Si substrate by inductively coupled plasma oxidation using a mixture of $O_2$ and $N_2O$ to improve the performance of polycrystalline Si thin film transistors. In conventional high-temperature $N_2O$ annealing, nitrogen can be supplied to the $Si/SiO_2$ interface because a NO molecule can diffuse through the oxide. However, it was found that nitrogen cannot be supplied to the Si/$SiO_2$ interface by plasma oxidation as the $N_2O$ molecule is broken in the plasma and because a dense Si-N bond is formed at the $SiO_2$ surface, preventing further diffusion of nitrogen into the oxide. Nitrogen was added to the $Si/SiO_2$ interface by the plasma oxidation of mixtures of $O_2/N_2O$ gas, leading to an enhancement of the field effect mobility of polycrystalline Si TFTs due to the reduction in the number of trap densities at the interface and at the Si grain boundaries due to nitrogen passivation.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권2호
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• pp.29-35
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• 2004

65 nm급 게이트 유전체로의 $HfO_2$의 적용을 위해 hydrogen-terminate된 Si 기판과 ECR $N_2$ plasma를 이용하여 SiNx를 형성한 기판 위에 MOCVD를 이용하여 $HfO_2$를 증착하였다. $450^{\circ}C$에서 증착시킨 박막의 경우 낮은 carbon 불순물을 가지며 비정질 matrix에 국부적인 결정화와 가장 적은 계면층이 형성되었으며 이 계면층은 Hf-silicate임을 알 수 있었다. 또한 $900^{\circ}C$, 30초간 $N_2$분위기에서 RTA 결과 $HfO_2/Si$의 single layer capacitor의 경우 계면층의 증가로 인해 EOT가 열처리전(2.6nm)보다 약 1 nm 증가하였다. 그러나 $HfO_2/SiNx/Si$ stack capacitor의 경우 SiNx 계면층은 열처리후에도 일정하게 유지되었으며 $HfO_2$ 박막의 결정화로 열처리전(2.7nm)보다 0.3nm의 EOT 감소를 나타내었으며 열처리후에도 $4.8{\times}10^{-6}A/cm^2$의 매우 우수한 누설전류 특성을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.304.1-304.1
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• 2014

Flat-panel displays have been growing as an essential everyday product in the current information/communication ages in the unprecedented speed. The forward-coming applications require light-weightness, higher speed, higher resolution, and lower power consumption, along with the relevant cost. Such specifications demand for a new concept-based materials and applications, unlike Si-based technologies, such as amorphous Si and polycrystalline Si thin film transistors. Since the introduction of the first concept on the oxide-based thin film transistors by Hosono et al., amorphous oxide thin film transistors have been gaining academic/industrial interest, owing to the facile synthesis and reproducible processing despite of a couple of shortcomings. The current work places its main emphasis on the binary oxides composed of ZnO and SnO2. RF sputtering was applied to the fabrication of amorphous oxide thin film devices, in the form of bottom-gated structures involving highly-doped Si wafers as gate materials and thermal oxide (SiO2) as gate dielectrics. The physical/chemical features were characterized using atomic force microscopy for surface morphology, spectroscopic ellipsometry for optical parameters, X-ray diffraction for crystallinity, and X-ray photoelectron spectroscopy for identification of chemical states. The combined characterizations on Zn-Sn-O thin films are discussed in comparison with the device performance based on thin film transistors involving Zn-Sn-O thin films as channel materials, with the aim to optimizing high-performance thin film transistors.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.191-191
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• 2007

유효 산화막 두께가 약 2.0nm 정도의 $ZrO_2$ 절연막 위에 Ta-Mo 금속 합금과 Ru-Zr 금속 합금을 Co-sputtering 방법을 이용하여 여러 가지 일함수를 갖는 MOS capacitor를 제작하여 전기적 재료적 특성에 관하여 연구를 하였다. 그 결과 각각의 금속 합금 게이트는 4.1eV 에서 5.1eV 사이의 다양한 일함수를 나타냈으며, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$ RTA 후의 C-V특성 곡선 및 I-V 측정을 통하여 누설전류를 확인하였다. 그 결과 Ta-Mo 금속 합금의 경우 스퍼터링 파워가 100W/70W에서 NMOS에 적합한 일함수를 가졌으며, Ru-Zr 금속 합금의 경우 스퍼터링 파워가 50W/100W에서 NMOS에 적합한 일함수를 가졌다. 열처리 후의 C-V특성 곡선에서도 정전용랑 값이 거의 변하지 않았으며 평탄 전압의 변화도 거의 없었다. 누설전류 특성에서는 물리적 두께가 비슷한 기존의 $SiO_2$ 절연막에서 실험결과와 비교하여 약 100배 정도 감소되었음을 알 수 있었다. 또한 기존의 실험들에서 나타난 열처리 후의 $ZrO_2$ 절연막과 Si 기판 사이의 Interfacial layer 의 동반 두께 증가로 인한 전기적 특성 저하가 나타나지 않는 줄은 특성을 보여준다.