• 접착 및 계면
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• 제23권2호
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• pp.17-24
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• 2022

양자점은 수 나노미터 크기의 반도체 나노입자로 우수한 발광 특성 및 색순도, 간단한 밴드갭 조절의 장점 때문에 이를 발광원으로 사용한 양자점 디스플레이가 차세대 디스플레이로 주목받고 있다. 하지만 전하 주입 불균형 문제로 인해서 소자의 효율 및 안정성에 큰 문제가 발생하고 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되었다. 본 논문에서는 전자 및 정공 수송층에 중간층을 삽입하여 양자점 디스플레이의 발광과 수명 특성을 향상시킨 연구와 정공 수송층의 구조 변화를 통해서 정공 수송 능력을 향상시킨 연구들에 대해서 소개하고자 한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.180-186
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• 2023

본 논문은 4세대 VNAND 공정으로 만들어진 고전압 SiO2 절연층 nMOSFET의 n⁺ 및 p⁺ poly-Si 게이트에서의 positive bias temperature instability(PBTI) 열화에 대해 비교하고 각각의 메커니즘에 대해 분석한다. 게이트 전극 물질의 차이로 인한 절연층의 전계 차이 때문에 n⁺/nMOSFET의 열화가 p⁺/nMOSFET의 열화보다 더 클 것이라는 예상과 다르게 오히려 p⁺/nMOSFET의 열화가 더 크게 측정되었다. 원인을 분석하기 위해 각각의 경우에 대해 interface state와 oxide charge를 각각 추출하였고, 캐리어 분리 기법으로 전하의 주입과 포획 메커니즘을 분석하였다. 그 결과, p⁺ poly-Si 게이트에 의한 정공 주입 및 포획이 p⁺/nMOSFET의 열화를 가속시킴을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.207.1-207.1
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• 2014

High-mobility and two dimensional conduction at the interface between two band insulators, LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO), have attracted considerable research interest for both applications and fundamental understanding. Several groups have reported the photoconductivity of LAO/STO, which give us lots of potential development of optoelectronic applications using the oxide interface. Recently, a giant photo response of Pd nano particles/LAO/STO is observed in UV illumination compared with LAO/STO sample. These phenomena have been suggested that the correlation between the interface and the surface states significantly affect local charge modification and resulting electrical transport. Water and gas adsorption/desorption can alter the band alignment and surface workfunction. Therefore, characterizing and manipulating the electric charges in these materials (electrons and ions) are crucial for investigating the physics of metal oxide. Proposed mechanism do not well explain the experimental data in various ambient and there has been no quantitative work to confirm these mechanism. Here, we have investigated UV photo response in various ambient by performing transport and Kelvin probe force microscopy measurements simultaneously. We found that Pd nano particles on LAO can form Schottky contact, it cause interface carrier density and characteristics of persistence photo conductance depending on gas environment. Our studies will help to improve our understanding on the intriguing physical properties providing an important role in many enhanced light sensing and gas sensing applications as a catalytic material in different kinds of metal oxide systems.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.54.2-54.2
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• 2010

최근까지는 주로 비정질 실리콘이 디스플레이의 채널층으로 상용화 되어왔다. 비정질 실리콘 기반의 박막 트랜지스터는 제작의 경제성 및 균일성을 가지고 있어서 널리 상용화되고 있다. 하지만 비정질 실리콘의 구조적인 문제인 낮은 전자 이동도(< $1\;cm^2/Vs$)로 인하여 디스플레이의 대면적화에 부적합하며, 광학적으로 불투명한 특성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이의 응용에 불리한 점이 있다. 이런 문제점의 대안으로 현재 국내외 여러 연구 그룹에서 산화물 기반의 반도체를 박막 트랜지스터의 채널층으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 산화물 기반의 반도체는 밴드갭이 넓어서 광학적으로 투명하고, 상온에서 증착이 가능하며, 비정질 실리콘에 비해 월등히 우수한 이동도를 가짐으로 디스플레이의 대면적화에 유리하다. 특히 Zinc Oxide의 경우, band gap이 3.4eV로써, transparent conductors, varistors, surface acoustic waves, gas sensors, piezoelectric transducers 그리고 UV detectors 등의 많은 응용에 쓰이고 있다. 또한, a-Si TFTs에 비해 ZnO-based TFTs의 경우 우수한 소자 성능과 신뢰성을 나타내며, 대면적 제조시 우수한 균일성 및 낮은 생산비용이 장점이다. 그러나 ZnO-baesd TFTs의 경우 일정한 bias 아래에서 threshold voltage가 이동하는 문제점이 displays의 소자로 적용하는데 매우 중요하고 문제점으로 여겨진다. 특히 gate insulator와 channel layer사이의 interface에서의 defect에 의한 charge trapping이 이러한 문제점들을 야기한다고 보고되어진다. 본 연구에서는 Zinc Oxide 기반의 박막 트랜지스터를 DC magnetron sputtering을 이용하여 상온에서 제작을 하였다. 또한, $Si_3N_4$ 기판 위에 electron cyclotron resonance (ECR) $O_2$ plasma 처리와 plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)를 통하여 $SiO_2$ 를 10nm 증착을 하여 interface의 개선을 시도하였다. 그리고 TFTs 소자의 출력 특성 및 전이 특성을 평가를 하였고, 소자의 field effect mobility의 값이 향상을 하였다. 또한 Temperature, Bias Temperature stability의 조건에서 안정성을 평가를 하였다. 이러한 interface treatment는 안정성의 향상을 시킴으로써 대면적 디스플레의 적용에 비정질 실리콘을 대체할 유력한 물질이라고 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.470-470
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• 2012

Organic thin film transistors (OTFTs) backplane constitute the active elements in new generations of plastic electronic devices for flexible display. The overall OTFTs performance is largely depended on the properties and quality of each layers of device material. In solution based process of organic semiconductors (OSCs), the interface state is most impediments to preferable performance. Generally, a threshold voltage (Vth) shift is usually exhibited when organic gate insulators (OGIs) are exposed in an ambient air condition. This phenomenon was caused by the absorbed polar components (i.e. oxygen and moisture) on the interface between OGIs and Soluble OSCs during the jetting process. For eliminating the polar component at the interface of OGI, the role of high vacuum seasoning on an OGI for all solution processable OTFTs were studied. Poly 4-vinly phenols (PVPs) were the material chosen as the organic gate dielectric, with a weakness in ambient air. The high vacuum seasoning of PVP's surface showed improved performance from non-seasoning TFT; a $V_{th}$, a ${\mu}_{fe}$ and a interface charge trap density from -8V, $0.018cm^2V^{-1}s^{-1}$, $1.12{\times}10^{-12}(cm^2eV)^{-1}$ to -4.02 V, $0.021cm^2V^{-1}s^{-1}$, $6.62{\times}10^{-11}(cm^2eV)^{-1}$. These results of OTFT device show that polar components were well eliminated by the high vacuum seasoning processes.

• 전자공학회논문지A
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• 제31A권6호
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• pp.117-127
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• 1994

In this paper, electrical and reliability properties of N$_2$O oxides, grown at the temperature of 95$0^{\circ}C$ and 100$0^{\circ}C$ to 74$\AA$, and 82$\AA$. respectively, using NS12TO gas in a conventional furnace, have been compared with those of pure oxide grown at the temperature of 850 to 84$\AA$ using O$_2$ gas. Initial IS1gT-VS1gT characteristics of N$_2$O oxides were similar to those of pure oxide, and reliability properties of N$_2$O oxides, such as charge trapping, interface state density and leakage current at low electric field under F-N stress, were improved much better than those of pure oxide. But, with increasing capacitor area. TDDB characteristics of N$_2$O oxides were more degraded than those of pure oxide and this degradation of TDDB characteristics was more severe in 100$0^{\circ}C$ N$_2$Ooxide than in 95$0^{\circ}C$ N$_2$O oxide. The improvement of reliability properties excluding TDDB in N$_2$Ooxides was attributed to the hardness of the interface improved by nitrogen pile-up at the interface of Si/SiO$_2$, but on the other hand, the degradation of TDDB characteristics in N$_2$O oxides was obsered due to the increase of local thinning spots caused by excessive nitrogen at interface during the growth of N$_2$O oxides.

• 접착 및 계면
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• 제23권3호
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• pp.75-79
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• 2022

그래핀은 벌집 모양의 sp² 혼성 오비탈 결합으로 이루어진 이차원 탄소 동소체이다. 우수한 전기적, 기계적 특성을 보이며, 차세대 전자소자의 핵심 재료로써 각광을 받고 있다. 그러나, 소자를 구성하는 소재 간의 불안정한 계면 형성으로부터 쉬운 외부 불순물의 침투 혹은 흡착으로 인해 낮은 환경 안정성을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 고체탄화수소를 그래핀의 전구체로 활용한 직성장을 통해 그래핀 기반 전계효과 트랜지스터의 낮은 환경 안정성을 해결하고자 한다. 직성장으로부터 합성된 그래핀은 이를 활용한 전자소자에서 전하 이동도 및 Dirac 전압의 변화 감소를 통해 높은 구동 안정성을 보였다. 이를 통해 차세대 전자소자의 핵심 재료로써 그래핀을 활용하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다.

• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.143-153
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• 2003

본 연구에서는 양이온교환막 표면에 형성된 바이폴라 계면이 물분해 현상에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과, 전기투석 중 막표면에 형성된 고정화된 바이폴라 계면이 심각한 물분해를 유발함을 알 수 있었다. 특히, 고정화된 바이폴라 계면은 다가 양이온이 전해질로 이용되는 전기투석 시스템에서 양이온교환막 표면에 쉽게 형성됨을 알 수 있었다. 낮은 용해도적 상수를 갖는 다가 양이온들은 급격한 물분해를 유발하였는데 이는 이들이 막표면에서 쉽게 수산화물의 형태로 침적되며 따라서 수소-친화 그룹과 수산화-친화 그룹으로 구성된 바이폴라 계면이 막-용액 계면에 형성됨을 알 수 있었다. 따라서 물분해는 막 표면의 금속수산화물 층과 막의 고정전하 그룹간에 발생되는 강한 전기장에 의해 크게 활성화됨을 알수 있다. 또한 이와 유사하게 분자량이 큰 유기 상대이온들이 막표면에 누적되는 경우에도 고정화된 바이폴라 계면이 형성되어 한계전류밀도 이상에서 심각한 물분해를 유발하였다. 따라서 전기투석의 고전류 운전시 효율 향상을 위해서는 막표면에 유발되는 고정화된 바이폴라 계면의 형성을 억제하는 것이 매우 중요함을 알 수 있다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제16권9호
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• pp.63.1-63
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• 2003

Catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD) has been developed to deposit alumina(Al$_2$O$_3$) thin films on silicon (Si) crystal using N$_2$ bubbled tir-methyl aluminium [Al(CH$_3$)$_3$, TMA] and molecular oxygen (O$_2$) as source species and tungsten wires as a catalyzer. The catalyzer dissociated TMA at approximately 600$^{\circ}C$ The maximum deposition rate was 18 nm/min at a catalyzer temperature of 1000 and substrate temperature of 800$^{\circ}C$. Metal oxide semiconductor (MOS) diodes were fabricated using gates composed of 32.5-nm-thick alumina film deposited as a substrate temperature of 400oC. The capacitance measurements resulted in a relatively dielectric constant of 7, 4, fixed charge density of 1.74*10e12/$\textrm{cm}^2$, small hysteresis voltage of 0.12V, and very few interface trapping charge. The leakage current was 5.01*10e-7 A/$\textrm{cm}^2$ at a gate bias of 1V.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권12호
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• pp.59-64
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• 1991

Thin (25-103$\AA$) SiO$_2$ films are grown using the rapid thermal oxidation processing at temperatures of 105$0^{\circ}C$-115$0^{\circ}C$ for 5-30 sec, in order to investigate the characteristics of ultra thin oxide. For measuring the thickness of oxide TEM, ellipsometry, and C-V method which is taken in the condition of small surface band bending are used and compared. When neglecting the small deviation affected by both interface state and moisture charge effect, those three methods described above give similar results. In order to examine the effect of rapid thermal annealing, part of samples are annealed in N$_2$ ambient. MOS capacitors are fabricated and the characteristics of I-V and C-V are measured. Measurements show that the activation energy of initial thickness of oxide grown during the ramp-up time is of 1.125eV and the activation energy of the oxidation rate is of 0.98eV. As oxidation temperature is increased, dielectric breakdown field E$_{BD}$ is decreased due to the increase of fixed charge density N$_f$ However, E$_{BD}$ is shown to be decreased as increasing the thickness of oxide. The increase of N$_f$ in the early stage of thermal annealing results in the decrease of E$_{BD}$.