다공질 실리콘 광검출 소자의 개발(Ⅱ)

신장규 경북대학교 센서기술연구소 1994 연차보고서 Vol.1994 No.-

본 연구에서는 먼저 SOS 구조의 다공질 실리콘 광검출 소자를 제조하였다. 측정결과 소자의 I-V 특성은 높은 직렬 저항과 측면방향의 양극반응으로 인한 다공질 층의 불균일성 등의 문제점이 나타났다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 양극 반응에 의해 생성되는 다공질 실리콘을 이용한 수직구조의 n-ITO/p-PSL 이종접합형 광검출 소자를 제조하였다. 제조된 소자에 0∼300Lux의 백색광을 조사하여 I-V 특성을 구하였으며 광의 세기에 따라 선형적인 광전류의 변화를 관찰하였다. 소자들은 매우 낮은 온도에서도 상당히 큰 광응답도를 나타냈다. 또한 -4OV의 역방향 바이어스를 인가했을때도 매우 안정된 특성을 보였으며 매우 낮은 암전류를 보였다. 약 0.5V 이상의 순방향에서의 반대수 I-V 데이타로 부터 구한 이상계수는 2.7∼3 사이의 값이었다. 소자에 제논램프를 사용하여 400∼1100㎚ 파장의 광을 조사하여 600∼700㎚ 파장에서 약 0.6A/m의 최대광응답도를 나타내었다. 또한 약 5V의 순방향 바이어스에서 가시광방출이 일어남을 보았다. ITO층은 PSL층을 보호 하므로써 표면을 안정시킬 뿐 아니라 가시광 영역에서 90% 정도의 광 투과성을 가지므로 높은 효율의 광검출 소자를 제조할 수 있었다. SOS porous silicon photodetectors have been designed and fabricated. Ⅰ-Ⅴ characteristics of the device has also been measured. The characteristics was not as good as expected due to high series resistance and nonuniformity of lateral anodization. n-ITO/p-PSL heterojunction photodetectors with a vertical structure have been fabricated by using PSL(porous silicon layer) formation method. From Ⅰ-Ⅴ characteristics of fabricated devices with white light from 0 to 3000 Lux, it is found that the photocurrent vary linearly with incident light intensity. The devices show considerable photo responsivity even though the temperature is very low. The reverse characteristics of fabricated devices are very stable at a bias of -40V and show very small dark current. At biases greater than about 0.5V, the semilog Ⅰ-Ⅴ data indicates an ideality factor of 2.7∼38. When

다공질 실리콘 광검출 소자의 개발(Ⅲ)

신장규 경북대학교 센서기술연구소 1995 연차보고서 Vol.1995 No.-

본 연구에서는 선택적인 다공질 실리콘 형성 기법을 이용하여 실리콘 질화막/ITO/PSL 구조의 다공질 실리콘 수광 다이오드를 제조하였다. 제조된 소자는 수광센서 회로의 응용을 위해 TO-5 형태로 패키징 하였다. 제조된 수광 다이오드의 광응답도는 800㎚ 파장 0.73A/W의 매우 높은 값을 나타내었으며 입사광량에 따른 선형 영역은 약 ㎽까지를 매우 우수한 특성을 나타내었다. 또한 -10V의 역방향 바이어스를 인가했을 때도 약 50㎁의 매우 낮은 암전류를 나타내었다. 실제 사용시의 가장 중요한 특성인 시간의 경과에 따른 소자 특성은 소자 제조 후 15주까지도 거의 변화가 없었다. 이러한 특성으로부터 다공질 실리콘 영역을 실리콘 질화막/ITO의 이중구조로 페시배이션함으로 해서 안정된 고효율의 수광 소자를 제조할 수 있었다. 제조된 소자의 순방향 바이어스에서의 I-V 특성은 일반적인 단결정 실리콘 쇼트키 다이오드와 달리 비정질 실리콘 p-i-n 다이오드와 유사한 특성을 나타내었다. 이러한 I-V 특성을 공간제한 전류로 해석함으로써 다공질 실리콘의 매우 높은 이상계수를 설명할 수 있었다. In this research, a porous silicon-based photodiode has been fabricated by selective anodization of Si wafer and deposition of ITO(Indium tin oxide), PECVD silicon nitride as at transparent electrode and as a passivation of the device, respectively. The fabricated photodiode shows a very high photo-responsivity of 0.73A/W at 800㎚ wave length and a fall time of about 14㎲ at 100Ω load resistance. This fabrication method could be adaptable to conventional IC fabrication process. In order to find out the electrical conduction mechanism in the photodiode, metal/porous silicon Schottky diodes have also been fabricated. Their Ⅰ-Ⅴ characteristics are similar to those of p-i-n diodes and amorphous silicon diodes, unlike those of conventional Schottky diodes.

감성 및 응용 시스템 개발

강신원,신장규 경북대학교 센서기술연구소 1997 연차보고서 Vol.1997 No.-

"감성센서 및 응용시스템 개발"에 관한 본 총괄과제는 과제 성격과 내용이 상이하여 2개의 세부과제로 이루어져 있으며, 감성이라는 물리량을 정량적으로 계측하기 위한 센서개발에 관련된 기본기술 개념기술 개념설정 작업 및 정량화 기술개발에 역점을 두고 있다. 따라서 본 연구에서는 먼저 인간의 기본감각인 오감 중 광·음향 압력등 물리적 자극에 응답하는 시각·청각·촉각 중 시각을, 화학적 자극에 응답하는 미각·후각 중 미각을 선택하여 미각센서와 시각센서 개발을 목표로 설정하였다 즉, "Optode형 glucose 센서의 개발"인 제 1 세부과제와 "지능화 뉴로 시각센서의 개발"인 제 2 세부과제로 이루어져 있으며, 아래에 그 각각의 세부과제에 관한 요약을 정리하였다. This research project, "Development of Sensors and Application Systems for Human Intelligent Sensor", consists of two topics which could be classfied into two different application fields such as taste sensor, neuro vision sensor. Research on sensory engineering deals with measurement and quantification of human feelings and focoues on the developments of corresponding sensors and their application systems. The first subproject is "Development of Optode Type Glucose Sensor" which is focoused the measurements and quantification of taste between taste and olfactory respondent to chemical stimulus. And the second subproject is "Development of Intelligent Neuro Vision Sensors" which is the "measurements of vision" among the sense of vision, touch, and hearing respondent to the physical incitement(e.g. optic, acoustic, and pressure etc.).

n-ITO/p-PSL 이종 접합형 광검출 소자의 제조

r김항규,신장규,이종현,신용현,김현태 경북대학교 센서기술연구소 1994 센서技術學術大會論文集 Vol.5 No.1

Porous silicon photodetectors with a vertical n-ITO/p-PSL heterojunction structure have been fabricated. From I-V characteristics of fabricated devices with white light from 0 to 3000 Lux, we find that the photocurrent varies linearly with incident light intensity. The transparent ITO affords light emission through the top surface of the device, as well as providing passivation and hence long-tens stability.

스테인 에칭기법을 이용한 실리콘 마이크로머시닝

설정훈,신장규,심준환,류인식,이종현 경북대학교 센서기술연구소 1994 센서技術學術大會論文集 Vol.5 No.1

스테인 에칭기법을 이용하여 실리콘의 도핑 농도가 높은 영역을 선택적으로 식각하는 방법을 개발하였다. 이 방법은 양극 반응을 이용한 마이코로머시닝 방법에서와 같이 반응 시편의 뒷면에 전극을 연결하거나 특수한 반응기를 이용해 전류를 공급할 필요성이 없으므로 공정 단계가 간단해지고 표준적인 집적회로 공정에서도 응용될 수 있을 것이다. 또한 양극반응에서는 불가능한 n^(+)/p 구조 시편의 선택적인 식각도 가능하다. 본 연구에서는 스테인 에칭기법을 이용하여 n/n^(+)/n 3층 구조의 시편으로 켈틸레버 및 에어 브릿지 등을 실현하므로써 미세기계구조의 제조 가능성을 확인하였다. We have developed a preferential silicon etching method using stain etching technique. Current supply to the backside contact of silicon wafer and special reactor are not required in this method. Therefore this method is much simpler than anodic reaction method and could be applied to standard VLSI process. In addition, the n^(+) layer in n^(+)/p structure could be preferentially etched by this technique, which could not be implemented by anodic reaction method. We have also fabricated micromechanical structures like cantilevers and air-bridges on the n/n^(+)/n wafer using this stain etching technique.

응용을 위한 ISFET의 측정회로

유상대,신장규,이용현,이종현 慶北大學校 1983 論文集 Vol.36 No.-

The ion-sensitive field-effect transistor (ISFET) is one of the family of chemically sensitive semiconductor devices(CSSD) which has been the object of considerable research and development. This study describes the operation of an ISFET as an electronic device. The measurement circuit based on this operation theory is developed for an appropriate ISFET application.

유황처리된 InSb표면에 대한 AES 분석

이재곤,신장규,이정희,최시영 경북대학교 센서기술연구소 1995 센서技術學術大會論文集 Vol.6 No.1

The surfaces of (100) InSb were analyzed by Auger electron spectroscopy before and after sulfur treatment. The Auger spectrums for In_(2)O_(3), Sb_(2)O_(3), and elemental Sb were detected in the native oxide of InSb surface. After the sulfur treatment by ammonium sulfide((NH_(4))_(2)S_(x)), carbon content stays almost constant, but a great deal of the surface oxygen is replaced by sulfur, probably as a surface InSb-sulfide. For the case of the surfce which was sulfur treated during 2min at 25℃, carbon, oxygen and sulfur concentrations at surface were 11%, 6%, and 34%, respectively, and the In/Sb surface ratio was 1.0.

독립성분해석 알고리즘을 이용한 칼라영상에서의 상향식 선택적 주의 집중 시각 모델

박상재,신장규,이민호 경북대학교 센서기술연구소 2002 센서技術學術大會論文集 Vol.13 No.1

접합 트랜지스터의 접촉전위차 및 공간전하층의 폭 산출

鄭泰源,辛長奎 경북대학교 공과대학 1980 工大硏究誌 Vol.9 No.-

The contact potentials and the space charge layer widths in a junction transistor are evaluated from the values of sheet resistance and junction depth. The calculated values of the contact potentials and the space charge layer widths are compared with the experimental values obtained from capacitance measurements. Reasonable agreements are found between the calculated values and the experimental values.

40X40 픽셀 어레이 CMOS 실리콘 망막칩의 설계 및 제조

김종문,김호운,신장규,히로오 요네즈 경북대학교 센서기술연구소 1998 센서技術學術大會論文集 Vol.9 No.1

In this research, we have designed and fabricated a 40X40 pixel array retina chip which performs edge extraction by using CMOS standard process. The functions of photoreceptors, horizontal cells and bipolar cells have been implemented with semiconductor devices and circuits. In previous retina chips, spatial smoothing of input image has been implemented by resistive networks, which occupy a large chip area with a reduced area for effective photosensing due to a large number of required metal wires for interconnection. In this research, we have fabricated a retina chip which simplifies the wiring between pixels by using distributed-MOSFETs.