• 제목/요약/키워드: interface charge

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Flexible한 기판 표면 거칠기에 따른 초박형 비정질 IGZO TFT의 전기적 특성 및 안정성 개선 (Electrical performance and improvement of stability in ultra thin amorphous IGZO TFT on flexible substrate of surface roughness)

  • 신대영;정성현;조형균
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.126-126
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    • 2018
  • 최근 차세대 디스플레이인 flexible 하고 transparent 한 디스플레이 개발이 진행 중 이며, 이러한 디스플레이가 개발 되기 위해 백 플레인으로 사용되는 Thin Film Transistor (TFT) 또한 차세대 디스플레이 못지 않게 연구가 진행 되고 있다. 기존의 무기물을 기반으로 하고 Rigid한 TFT는 현재 많은 곳에 적용이 되어 사람들이 사용 하고 있다. 하지만 이미 시장은 포화상태이며 차세대 디스플레이 컨셉인 flexible 하고 투명한 것과 맞지 않는다. 그래서 유연하며 투명한 특성을 가진 TFT에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있으며 많은 성과를 이루었다. 이러한 소자를 이용하여 훗날 Electronic-skin(e-skin)이라 부르는 전자 피부를 활용하여 실시간 모니터링 할 수 있는 헬스 케어 분야 등에 활용 가치 또한 높다. 현재 유연하며 투명한 기판 및 물질 개발에 많은 연구 개발이 진행 되고 있다. 하지만 유연한 기판을 사용하여 TFT를 제작한 후 stress나 bending에 대한 내구성과 안정성, 신뢰성 등이 무기물을 기반으로 한 TFT에 비해 좋지 않은 실정이다. 따라서 유연하며 투명한 기판을 사용한 TFT에 대한 안정성, 신뢰성 등을 확보하여야 한다. 본 연구 에서는 유연한 기판을 사용하여 TFT를 제작 한 후, TFT특성과 안정성을 확보하는 것을 목표로 실험을 진행하였다. 우리는 Mo전극과 Parylene 기판을 사용하여 유연한 TFT소자를 탑 게이트 구조로 제작 하였고 Rigid한 Glass기판 위에 Floating Process를 진행하기 위해 PVA층을 코팅 후 그 위에 Parylene을 CVD로 증착 하고 IGZO를 Sputter를 사용해 증착했다. Parylene은 DI Water 70도에서 Floating 공정을 통해 Rigid 기판에서 탈착 시켰다. 유연한 기판 위에 TFT를 제작 후 bending에 대한 특성 변화 및 안정성에 대한 측정을 실시하였다. Bending에 대한 특성 변화는 우수한 결과가 나왔지만 안정성 측정 중 Negative Bias Stress(NBS) 상에서 비정상적인 On Current Drop 현상이 발생 되었다. Parylene과 Channel층 사이 interface roughness로 인해 charge trap이 되고 이로 인해 On Current Drop 이라는 현상으로 나타났다. 그래서 우리는 Parylene 기판과 Channel 층간의 surface roughness를 개선하기 위한 방법으로 UV Treatment를 사용하였고 시간을 다르게 하여 surface 개선을 진행했다. Treatment 시간을 증가 시킴에 따라 Surface roughness가 많이 좋아 졌으며, Surface를 개선하고자 비정상적인 On Current Drop 현상이 없어졌으며 위 실험으로 Polymer의 surface roughness에 따라 TFT에 대한 안정성에 대한 신뢰성이 확보 될 수 있는 것을 확인 하였다.

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유기용매전해질에 따른 전기이중층캐패시터의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of EDLCs with Selectivity Factors for the Organic Electrolyte)

  • 이선영;주재백;손태원;조병원;조원일
    • 전기화학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-5
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    • 2005
  • 높은 비표면적을 갖는 carbon과 유기용매 전해질 사이의 계면에서 생기는 전기이중층용량을 기본으로 작동하는 전기이중층 캐패시터는 IC memories, microcomputer 등으로 폭 넓게 사용되며 maintenance-free의 영구적인 back-up용 전원으로 넓게 사용되고 있다 EDLC에 사용되는 전해질은 이온 전도도가 높아야 하고 사용되는 온도 범위가 넓어야 한다. 그리고 고전압을 인가했을 때 전해질이 전기화학적으로 안정해야 한다. 본 실험에서는 고전압에서 안정적인 액상 유기계 전해질을 사용하여 전기이중층캐패시터의 전기화학적 특성을 확인하였다. Paste rolling법으로 제조된 탄소전극과 $1M-LiPF_6$ in PC-GBL-DEC (volume ratio 1:1:2)의 유기용매전해질을 사용한 전기이중층캐패시터가 64F/g의 우수한 비축전용량을 발현하였다

A Molecular Dynamics Study of the Stress Effect on Oxidation Behavior of Silicon Nanowires

  • 김병현;김규봉;박미나;마우루디;이광렬;정용재
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.499-499
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    • 2011
  • Silicon nanowires (Si NWs) have been extensively studied for nanoelectronics owing to their unique optical and electrical properties different from those of bulk silicon. For the development of Si NW devices, better understanding of oxidation behavior in Si NWs would be an important issue. For example, it is widely known that atomic scale roughness at the dielectric (SiOx)/channel (Si) interface can significantly affect the device performance in the nano-scale devices. However, the oxidation process at the atomic-scale is still unknown because of its complexity. In the present work, we investigated the oxidation behavior of Si NW in atomic scale by simulating the dry oxidation process using a reactive molecular dynamics simulation technique. We focused on the residual stress evolution during oxidation to understand the stress effect on oxidation behavior of Si NWs having two different diameters, 5 nm and 10 nm. We calculated the charge distribution according to the oxidation time for 5 and 10 nm Si NWs. Judging from this data, it was observed that the surface oxide layer started to form before it is fully oxidized, i.e., the active diffusion of oxygen in the surface oxide layer. However, it is well-known that the oxide layer formation on the Si NWs results in a compressive stress on the surface which may retard the oxygen diffusion. We focused on the stress evolution of Si NWs during the oxidation process. Since the surface oxidation results in the volume expansion of the outer shell, it shows a compressive stress along the oxide layer. Interestingly, the stress for the 10 nm Si NW exhibits larger compressive stress than that of 5 nm Si NW. The difference of stress level between 5 an 10 anm Si NWs is approximately 1 or 2 GPa. Consequently, the diameter of Si NWs could be a significant factor to determine the self-limiting oxidation behavior of Si NWs when the diameter was very small.

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레이더강우 자료 활용 증진을 위한 표출 및 분석 프로그램 구현 (Implementation of a Display and Analysis Program to improve the Utilization of Radar Rainfall)

  • 노희성
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.1333-1339
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    • 2018
  • 최근 집중호우 등 기상으로 인한 재해가 증가함에 따라 수문기상, 방재분야에서 레이더를 이용한 기상 및 재해예측에 대한 관심이 증대되고 관련연구가 활발히 이루어지고 있다. 환경부 등에서는 레이더 네트워크를 전국적으로 구축 운영함에 따라 레이더의 활용성이 강조되고 있지만, 레이더자료를 활용하고자 하는 실무자 및 연구자들은 레이더자료의 특성을 이해해야하고 레이더자료 형식(UF)의 변환과 보정에 시행착오를 경험하고 있다. 이에 본 연구에서는 UF형식의 레이더자료를 이미지 및 텍스트파일(ASCII file)로 생성할 수 있도록 JAVA 언어를 이용한 GUI방식의 레이더자료를 표출 및 분석 프로그램(RaDAP; Radar Display and Analysis Program)을 개발하였다. 본 프로그램을 이용하여 원하는 레이더강우 자료를 도출하고 이를 이용한 분석을 수행하는데 필요한 소요시간을 최소화 할 수 있어 다양한 분야에서 레이더자료의 활용성을 높이는데 기여할 것으로 예상된다.

WATiSim을 활용한 운전자의 실시간 경로선택 분석 (Drivers' Dynamic Route Choice Mechanism Analysis under ATIS Environment Using WATiSim)

  • 이청원;권병철
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.52-57
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    • 2002
  • 본 연구는 실시간 교통정보시스템 설계최적화의 핵심사항인 동적교통정보제공에 따른 운전자 경로선택 행위를 효과적으로 분석하기 위해서 개발된 시뮬레이션툴을 실제 도시부네트워크에 적용하였다. 활용의 용이성과 조사범위의 확장을 위하여 인터넷환경에 적합한 웹기반조사툴(WATiSim)을 본 연구에 활용하였는데, 웹기반조사기법은 실제통행의 time pressure와 같이 설문내용을 응답자에게 효과적으로 전달하지 못하는 기존 SP설문조사기법의 단점을 보완할 수 있을 뿐만 아니라, 국내의 견고한 If기반시설을 바탕으로 한 인터넷망을 활용하여 대규모, 저비용의 조사를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 사례연구를 통해 서울 도심부 네트워크에 도로전광표지(VMS)를 이용한 실시간 교통정보제공시스템을 구축하는 상황을 WATiSim으로 구현한 후에, 다양한 교통상황정보하에서 운전자들의 경로선택자료를 수집하여 그들의 의사결정구조를 분석하였고 수집된 자료를 토대로 교통상활, 통행목적, 통행상태 등으로 구성된 경로선택 로짓모형을 산출할 수 있었다. 연구결과, 운전자들은 실시간 교통정보제공에 따른 교통상황을 직관적으로 잘 이해하는 것으로 나타났으며, 교통상황, scheduled delay, 통행목적과 통행료 등에 따라 선택행위를 크게 달리하는 것으로 나타났다.

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고분자전해질 연료전지 특성 해석을 위한 열관리 계통 모델 기반 HILS 기초 연구 (Model Based Hardware In the Loop Simulation of Thermal Management System for Performance Analysis of Proton Exchange Membrane Fuel Cell)

  • 윤진원;한재영;김경택;유상석
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.323-329
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    • 2012
  • A thermal management system of a proton exchange membrane fuel cell is taken charge of controlling the temperature of fuel cell stack by rejection of electrochemically reacted heat. Two major components of thermal management system are heat exchanger and pump which determines required amount of heat. Since the performance and durability of PEMFC system is sensitive to the operating temperature and temperature distribution inside the stack, it is necessary to control the thermal management system properly under guidance of operating strategy. The control study of the thermal management system is able to be boosted up with hardware in the loop simulation which directly connects the plant simulation with real hardware components. In this study, the plant simulation of fuel cell stack has been developed and the simulation model is connected with virtual data acquisition system. And HIL simulator has been developed to control the coolant supply system for the study of PEMFC thermal management system. The virtual data acquisition system and the HIL simulator are developed under LabVIEWTM Platform and the Simulation interface toolkit integrates the fuel cell plant simulator with the virtual DAQ display and HIL simulator.

Epoxy 복합체의 절연 신뢰도 해석 (Analysis of Insulating Reliability in Epoxy Composites)

  • 임중관;천민우;박용필
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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    • pp.724-728
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    • 2001
  • 본 연구에서는 에폭시 수지를 시료로 선정, 5 종의 배합비로 제작한 시편에 대해 절연 파괴 실험을 하여 얻어진 데이터를 수명 평가나 파괴 통계에서 주로 활용하는 와이블 분포식을 이용, 임의의 허용 파괴 확률에서의 허용인가 전계값을 추정, 안전성을 판단하기 위해 경년 열화데이터의 통계 처리 방법을 제안하였다. 그 결과, 경화제 비율이 증가하면 에폭시 경화물의 에스터화로 인해 가교 밀도가 증가함으로써 저온에서의 파괴 강도가 높아졌으며, 유리 전이 온도(Tg) 영역인 11$0^{\circ}C$ 부근에서는 분자 운동이 활발해짐으로써 급격히 파괴 강도가 저하하였다. 또한, 충진제를 첨가한 경우 접합 계면에 전자가 가속되어 전반적인 파괴 강도는 무충진에 비해 낮게 나타났으며, 실란 처리를 한 경우에는 계면 접합 상태가 개선되어 충진제만을 첨가한 시료보다 좋은 절연성을 나타냈다. 와이블 분포의 분석으로 부터 기기 절연의 허용 파괴 확률을 0.1 % 이하로 낮추기 위해서는 허용인가 전계값이 21.5 ㎹/cm 이하가 되어야함을 알 수 있었다.

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DC 절연파괴 특성을 이용한 Epoxy 복합체의 전기적 열화 평가 (Evaluation of Electrical Degradation in Epoxy Composites by DC Dielectric Breakdown Properties)

  • 임중관;박용필
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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    • pp.779-783
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    • 2002
  • 변성기용 절연 재료로 사용되는 에폭시 수지를 시료로 선정, 5종의 배합비로 제작한 시편에 대해 절연 파괴 실험을 하며, 얻어진 데이터를 와이블 분포식을 이용, 경년 열화(經年劣和) 데이터의 통계 처리 방법을 제안하였다. 경화제 비율이 증가하면 에폭시 경화물의 에스터화로 인해 가교 밀도가 증가함으로써 저온에서의 파괴 강도가 높아졌으며, 유리 전이 온도(Tg) 영역인 11$0^{\circ}C$ 부근에서는 분자 운동이 활발해짐으로써 급격히 파괴 강도가 저하하였다. 또한, 충진제를 첨가한 경우 접합 계면에 전자가 가속되어 전반적인 파괴 강도는 무충진에 비해 낮게 나타났으며, 실란 처리를 한 경우에는 계면 접합 상태가 개선되어 충진제만을 첨가한 시료보다 좋은 절연성을 나타냈다. 와이블 분포의 분석으로부터 기기 절연의 허용 파괴 확률을 0.1% 이하로 낮추기 위해서는 허용인가 전계값이 21.5 MV/cm 이하가 되어야함을 알 수 있었다.

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Blistering Induced Degradation of Thermal Stability Al2O3 Passivation Layer in Crystal Si Solar Cells

  • Li, Meng;Shin, Hong-Sik;Jeong, Kwang-Seok;Oh, Sung-Kwen;Lee, Horyeong;Han, Kyumin;Lee, Ga-Won;Lee, Hi-Deok
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권1호
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    • pp.53-60
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    • 2014
  • Different kinds of post-deposition annealing (PDA) by a rapid thermal process (RTP) are used to enhance the field-effect passivation of $Al_2O_3$ film in crystal Si solar cells. To characterize the effects of PDA on $Al_2O_3$ and the interface, metal-insulator semiconductor (MIS) devices were fabricated. The effects of PDA were characterized as functions of RTP temperature from $400{\sim}700^{\circ}C$ and RTP time from 30~120 s. A high temperature PDA can retard the passivation of thin $Al_2O_3$ film in c-Si solar cells. PDA by RTP at $400^{\circ}C$ results in better passivation than a PDA at $400^{\circ}C$ in forming gas ($H_2$ 4% in $N_2$) for 30 minutes. A high thermal budget causes blistering on $Al_2O_3$ film, which degrades its thermal stability and effective lifetime. It is related to the film structure, deposition temperature, thickness of the film, and annealing temperature. RTP shows the possibility of being applied to the PDA of $Al_2O_3$ film. Optimal PDA conditions should be studied for specific $Al_2O_3$ films, considering blistering.

A Novel Atomic Layer Deposited Al2O3 Film with Diluted NH4OH for High-Efficient c-Si Solar Cell

  • Oh, Sung-Kwen;Shin, Hong-Sik;Jeong, Kwang-Seok;Li, Meng;Lee, Horyeong;Han, Kyumin;Lee, Yongwoo;Lee, Ga-Won;Lee, Hi-Deok
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권1호
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    • pp.40-47
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    • 2014
  • In this paper, $Al_2O_3$ film deposited by thermal atomic layer deposition (ALD) with diluted $NH_4OH$ instead of $H_2O$ was suggested for passivation layer and anti-reflection (AR) coating of the p-type crystalline Si (c-Si) solar cell application. It was confirmed that the deposition rate and refractive index of $Al_2O_3$ film was proportional to the $NH_4OH$ concentration. $Al_2O_3$ film deposited with 5 % $NH_4OH$ has the greatest negative fixed oxide charge density ($Q_f$), which can be explained by aluminum vacancies ($V_{Al}$) or oxygen interstitials ($O_i$) under O-rich condition. $Al_2O_3$ film deposited with $NH_4OH$ 5 % condition also shows lower interface trap density ($D_{it}$) distribution than those of other conditions. At $NH_4OH$ 5 % condition, moreover, $Al_2O_3$ film shows the highest excess carrier lifetime (${\tau}_{PCD}$) and the lowest surface recombination velocity ($S_{eff}$), which are linked with its passivation properties. The proposed $Al_2O_3$ film deposited with diluted $NH_4OH$ is very promising for passivation layer and AR coating of the p-type c-Si solar cell.