KR102649229B1 - Apparatus and method for analysing device function - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정 대상 소자가 제공되는 진공 챔버; 상기 측정 대상 소자에 방사선을 조사하는 방사 부재; 상기 진공 챔버 외부의 측정 부재를 상기 측정 대상 소자와 전기적으로 연결하는 배선부; 및 상기 진공 챔버 일측에 제공되어 상기 진공 챔버 내부의 진공 상태를 유지하며 상기 진공 챔버 내부로 상기 배선부를 제공하는 피드 어댑터를 포함하고, 상기 배선부는 상기 측정 대상 소자에 전력을 공급하는 동시에, 상기 방사 부재로부터 방사된 방사선에 노출되었을 때의 상기 측정 대상 소자의 전기적 특성 변화를 상기 측정 장치로 송출하는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a vacuum chamber in which an element to be measured is provided; a radiation member that irradiates radiation to the measurement target element; a wiring unit electrically connecting a measurement member outside the vacuum chamber to the measurement target element; and a feed adapter provided on one side of the vacuum chamber to maintain a vacuum state inside the vacuum chamber and to provide the wiring portion to the inside of the vacuum chamber, wherein the wiring portion supplies power to the element to be measured and at the same time provides the radiation. An element performance measuring device is provided that transmits changes in electrical characteristics of the element to be measured when exposed to radiation emitted from a member to the measuring device.
Description
본 발명은 소자 성능 측정 장치 및 소자 성능 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device performance measurement device and a device performance measurement method.
최근 우주환경에서 존재하는 방사선 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 양성자에 대한 전자 소자의 안정성이 대두되고 있으며, 이에 따라 많은 관련 연구들이 수행되고 있다.Recently, the stability of electronic devices against protons, which account for the largest proportion of radiation existing in the space environment, has been emerging, and accordingly, many related studies are being conducted.
예를 들어, 2008년 미국 Sandia National Laboratory에서는 총 이온화 선량의 방사선에 의해 트랜지스터 절연체 층 내에 전하가 생성되고, 이로 인하여 임계 전압의 이동과 누출 전류의 증가가 발생함을 밝혀낸 바 있다. 또한, 2015년 미국 Penn State 대학 연구팀에서는 감마선이 ZnO 기반 트랜지스터에 미치는 영향을 조사하였다. 이들은 박막 트랜지스터 백 채널에 남아있는 전계가 방사선의 이온이나 전자를 끌어들인다는 점을 소자 성능 저하의 원인으로 확인하였으며, 이를 해결하기 위해 박막 트랜지스터 백-채널에 저유전체와 전도성 필름을 접지시킨 쉴드를 올려서 방사선 저항 향상을 도모한 바 있다.For example, in 2008, Sandia National Laboratory in the United States found that a total ionizing dose of radiation generates charges in the transistor insulator layer, which causes a shift in the threshold voltage and an increase in leakage current. Additionally, in 2015, a research team at Penn State University investigated the effect of gamma rays on ZnO-based transistors. They confirmed that the electric field remaining in the back channel of the thin film transistor attracts ions or electrons of radiation as the cause of the deterioration of device performance. To solve this problem, a shield grounded with a low dielectric and conductive film was installed in the back channel of the thin film transistor. It has been attempted to improve radiation resistance.
그러나, 이러한 기존 연구에서는 대부분 방사선이 전부 조사된 이후에 소자 측정이 진행되었다. 방사선이 전부 조사된 이후에 소자 측정을 할 경우 소자의 작동상태에서 방사선 조사가 미치는 영향을 정확하게 파악할 수 없다는 문제가 있다. 다만, 아직까지 입자선인 양성자 조사에 대한 현장측정 연구는 전무하며 이와 같은 측정이 가능한 실험장치가 개발되지 않았기 때문에 소자의 성능에 방사선 조사가 미치는 영향을 실시간으로 측정하기가 어렵다. 이에 본 발명에서는 양성자빔을 포함한 다양한 방사선 조사 환경에서 전자소자를 실시간으로 측정할 수 있는 실험 장치를 발명하였다.However, in most of these existing studies, device measurements were conducted after all radiation had been irradiated. When measuring a device after all radiation has been irradiated, there is a problem that the effect of radiation irradiation on the operating state of the device cannot be accurately determined. However, there has been no field measurement research on proton irradiation, which is a particle beam, yet, and an experimental device capable of such measurement has not been developed, so it is difficult to measure the effect of radiation irradiation on the performance of the device in real time. Accordingly, the present invention invented an experimental device that can measure electronic devices in real time in various radiation environments including proton beams.
본 발명은 방사선 조사가 소자 성능에 미치는 영향을 확인할 수 있는 소자 성능 측정 장치 및 소자 성능 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a device performance measurement device and a device performance measurement method that can confirm the effect of radiation irradiation on device performance.
또한, 본 발명은 소자 작동 중 방사선 조사가 소자 성능에 미치는 영향을 실시간으로 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring in real time the effect of radiation irradiation on device performance during device operation.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정 대상 소자가 제공되는 진공 챔버; 상기 측정 대상 소자에 방사선을 조사하는 방사 부재; 상기 진공 챔버 외부의 측정 부재를 상기 측정 대상 소자와 전기적으로 연결하는 배선부; 및 상기 진공 챔버 일측에 제공되어 상기 진공 챔버 내부의 진공 상태를 유지하며 상기 진공 챔버 내부로 상기 배선부를 제공하는 피드 어댑터를 포함하고, 상기 배선부는 상기 측정 대상 소자에 전력을 공급하는 동시에, 상기 방사 부재로부터 방사된 방사선에 노출되었을 때의 상기 측정 대상 소자의 전기적 특성 변화를 상기 측정 부재로 송출하는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a vacuum chamber in which an element to be measured is provided; a radiation member that irradiates radiation to the measurement target element; a wiring unit electrically connecting a measurement member outside the vacuum chamber to the measurement target element; and a feed adapter provided on one side of the vacuum chamber to maintain a vacuum state inside the vacuum chamber and to provide the wiring portion to the inside of the vacuum chamber, wherein the wiring portion supplies power to the element to be measured and at the same time provides the radiation. An element performance measuring device is provided that transmits to the measurement member a change in electrical characteristics of the element to be measured when exposed to radiation emitted from the member.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 피드 어댑터는 피드 어댑터 입구와 피드 어댑터 출구를 갖는 피드 어댑터 케이스; 상기 피드 어댑터 케이스의 상기 피드 어댑터 입구와 상기 피드 어댑터 출구 사이에 제공되며, 상기 피드 어댑터 입구에서 상기 피드 어댑터 출구 방향으로 연장된 피드 어댑터 홀더; 및 상기 피드 어댑터 홀더를 관통하는 피드 어댑터 핀을 포함하는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, the feed adapter includes a feed adapter case having a feed adapter inlet and a feed adapter outlet; a feed adapter holder provided between the feed adapter inlet and the feed adapter outlet of the feed adapter case, and extending from the feed adapter inlet toward the feed adapter outlet; And a device performance measuring device is provided, including a feed adapter pin penetrating the feed adapter holder.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배선부는 내부 배선 및 외부 배선을 포함하고, 상기 내부 배선은 상기 피드 어댑터 핀의 일측과 상기 측정 대상 소자를 연결하고, 상기 외부 배선은 상기 피드 어댑터 핀의 타측과 상기 측정 부재를 연결하는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, the wiring unit includes an internal wiring and an external wiring, the internal wiring connects one side of the feed adapter pin and the element to be measured, and the external wiring connects the other side of the feed adapter pin. A device performance measurement device connecting the measurement member and the device performance measurement device is provided.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배선부의 적어도 일측에는 피벗운동에 의하여 상기 측정 대상 소자의 적어도 일부와 물리적으로 결합하는 엘리게이터 클립이 제공되는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, an alligator clip is provided on at least one side of the wiring portion and is physically coupled to at least a portion of the device to be measured through a pivot movement.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정 대상 소자는 기판 상에 제공된 소스 전극; 상기 소스 전극과 이격되어 제공되는 드레인 전극; 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이에 제공되어 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극을 연결하는 활성층; 및 상기 활성층과 이격되어 제공되는 게이트 전극을 포함하는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, the device to be measured includes a source electrode provided on a substrate; a drain electrode provided to be spaced apart from the source electrode; an active layer provided between the source electrode and the drain electrode to connect the source electrode and the drain electrode; and a gate electrode provided to be spaced apart from the active layer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 각각은 상기 배선부와 연결되고, 상기 방사 부재는 상기 활성층에 방사선을 조사하는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a device performance measuring device is provided, wherein each of the source electrode and the drain electrode is connected to the wiring portion, and the radiation member irradiates radiation to the active layer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정 대상 소자와 상기 진공 챔버의 내벽 사이에 제공되는 카본 테이프 및 폴리이미드 테이프를 더 포함하는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, an device performance measuring device is provided, further comprising a carbon tape and a polyimide tape provided between the device to be measured and the inner wall of the vacuum chamber.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배선부는 상기 진공 챔버의 내벽을 따라 제공되는, 소자 성능 측정 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a device performance measuring device is provided in which the wiring portion is provided along the inner wall of the vacuum chamber.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 챔버 내에 측정 대상 소자를 제공하는 제1 단계; 상기 측정 대상 소자의 전기적 특성을 측정하는 제2 단계; 및 진공 상태에서 상기 측정 대상 소자에 방사 부재를 이용하여 방사선을 조사하는 제3 단계를 포함하고, 상기 제2 단계는 상기 제3 단계 수행 전부터 수행 후까지 연속적으로 수행되는, 소자 성능 측정 방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a first step of providing a device to be measured in a vacuum chamber; A second step of measuring electrical characteristics of the device to be measured; and a third step of irradiating radiation to the device to be measured using a radiation member in a vacuum, wherein the second step is performed continuously from before to after the third step. do.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측정 대상 소자는 기판 상에 제공된 소스 전극; 상기 소스 전극과 이격되어 제공되는 드레인 전극; 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이에 제공되어 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극을 연결하는 활성층; 및 상기 활성층과 이격되어 제공되는 게이트 전극을 포함하고, 상기 활성층에 방사선이 조사되었을 때 상기 활성층의 전기적 특성 변화를 조사하는, 소자 성능 측정 방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, the device to be measured includes a source electrode provided on a substrate; a drain electrode provided to be spaced apart from the source electrode; an active layer provided between the source electrode and the drain electrode to connect the source electrode and the drain electrode; and a gate electrode provided to be spaced apart from the active layer, and examining changes in electrical characteristics of the active layer when radiation is irradiated to the active layer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소자 성능 측정 장치가 소자에 전기적 연결을 제공하면서도 안정적이고 안전한 방사선 조사가 가능한 환경을 제공함으로써 소자 작동 중 방사선 조사가 소자 성능에 미치는 영향을 실시간으로 측정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the device performance measurement device provides an environment in which stable and safe radiation can be irradiated while providing an electrical connection to the device, so that the effect of radiation irradiation on device performance during device operation can be measured in real time. .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소자 측정 장치가 측정 대상 소자에 간편하면서도 안정적인 전기적 연결을 제공할 수 있는 구조를 갖기 때문에 측정 작업 편의성이 우수하다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the device measurement device has a structure that can provide a simple and stable electrical connection to the device to be measured, thereby providing excellent measurement convenience.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 측정 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 어댑터를 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 따른 피드 어댑터의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 어댑터를 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선부, 피드 어댑터, 및 측정 부재간 연결 관계를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 대상 소자와 배선부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 성능 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 소자 성능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view showing an element measurement device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of a feed adapter according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a top view of the feed adapter according to Figure 2;
Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of a feed adapter according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing the connection relationship between the wiring unit, the feed adapter, and the measurement member according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing an element to be measured and a wiring portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flowchart showing a method for measuring device performance according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing device performance measurement results according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be subject to various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 챔버 내부에 제공된 측정 대상 소자에 전기적 연결을 제공하면서 동시에 방사선 조사를 수행할 수 있다. 이에 따라, 측정 대상 소자의 작동 중 방사선이 조사되었을 때 소자 성능이 어떻게 변하는지 실시간으로 확인, 측정 가능하다.According to an embodiment of the present invention, radiation irradiation can be performed simultaneously while providing an electrical connection to a measurement target element provided inside a vacuum chamber. Accordingly, it is possible to check and measure in real time how the device performance changes when radiation is irradiated during the operation of the device being measured.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 측정 장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing an element measurement device according to an embodiment of the present invention.
소자 측정 장치는 측정 대상 소자의 성능, 특히 전기적 성질을 측정하는 장치이다. 소자 측정 장치는 방사선을 이용하기 때문에 방사선 누출을 막기 위한 안전 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 소자 측정 장치는 방사선 차폐된 공간 내부에 제공될 수 있으며, 원격으로 작동될 수 있다. 또한, 소자 측정 장치에 사용된 부재들은 방사선 안전관리 등의 기술기준에 관한 규칙 등에 따라 안전하게 처리될 수 있다.A device measurement device is a device that measures the performance, especially the electrical properties, of the device being measured. Because element measurement devices use radiation, they can be equipped with safety measures to prevent radiation leakage. For example, the element measurement device may be provided inside a radiation-shielded space and may be operated remotely. Additionally, members used in device measurement devices can be safely handled in accordance with rules regarding technical standards such as radiation safety management.
소자 측정 장치는 측정 대상 소자(100)가 제공되는 진공 챔버(200), 측정 대상 소자에 방사선을 조사하는 방사 부재(300), 진공 챔버(200) 외부의 측정 부재(600)를 측정 대상 소자(100)와 전기적으로 연결하는 배선부(400), 및 진공 챔버(200) 일측에 제공되어 진공 챔버(200) 내부의 진공 상태를 유지하며 진공 챔버(200) 내부로 배선부(400)를 제공하는 피드 어댑터(500)를 포함한다.The device measuring device includes a vacuum chamber 200 in which the measurement target element 100 is provided, a radiating member 300 that irradiates radiation to the measurement target element, and a measurement member 600 outside the vacuum chamber 200 to measure the measurement target element ( A wiring portion 400 electrically connected to the vacuum chamber 200, and a wiring portion 400 provided on one side of the vacuum chamber 200 to maintain the vacuum state inside the vacuum chamber 200 and provide the wiring portion 400 into the vacuum chamber 200. Includes a feed adapter 500.
측정 대상 소자(100)는 특정한 전기적 특성을 나타냄으로써 다양한 용도로 사용되는 전자 소자(electronic device)일 수 있다. 예를 들어, 측정 대상 소자(100)는 조건에 따라 전기적 전도성이 달라지는 반도체 소자일 수 있다. 경우에 따라서는 측정 대상 소자(100)는 반도체 소자와 전도체 소자를 모두 포함하는 복합 소자일 수 있다. 예를 들어, 측정 대상 소자(100)는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)일 수 있다.The device to be measured 100 may be an electronic device used for various purposes by exhibiting specific electrical characteristics. For example, the device to be measured 100 may be a semiconductor device whose electrical conductivity varies depending on conditions. In some cases, the device to be measured 100 may be a composite device including both a semiconductor device and a conductor device. For example, the device 100 to be measured may be a thin film transistor (TFT).
측정 대상 소자(100)가 박막 트랜지스터인 경우, 전도체인 소스 전극, 드레인 전극, 및 게이트 전극 상에 전기적 연결이 제공될 수 있다. 상술한 형태로 측정 대상 소자(100)에 전기적 연결이 제공된 상태에서 측정 대상 소자(100) 상에 방사선이 조사되고, 방사선 조사가 측정 대상 소자(100)의 전기적 특성 특히 활성층의 전기적 특성에 미치는 영향이 조사될 수 있다. 상술한 박막 트랜지스터 형태의 측정 대상 소자(100)는 a-Si TFT, LTPS TFT, Oxide TFT 등 다양한 종류일 수 있다.When the device to be measured 100 is a thin film transistor, electrical connections may be provided on the source electrode, drain electrode, and gate electrode that are conductors. Radiation is irradiated on the element to be measured (100) while an electrical connection is provided to the element to be measured (100) in the form described above, and the effect of radiation irradiation on the electrical properties of the element to be measured (100), especially the electrical properties of the active layer. This can be investigated. The device 100 to be measured in the form of a thin film transistor described above may be of various types, such as a-Si TFT, LTPS TFT, and Oxide TFT.
측정 대상 소자(100)는 성능 측정을 위해 진공 챔버(200) 내부에 제공된다.The element to be measured 100 is provided inside the vacuum chamber 200 for performance measurement.
진공 챔버(200)는 내부에 측정 대상 소자(100) 등이 제공될 수 있는 공간을 제공하며, 측정 대상 소자(100)를 외부로부터 격리한다. 진공 챔버(200)의 크기 및 형태는 다양할 수 있다. 진공 챔버(200)의 크기 및 형태는 소자 성능 측정 장치의 용도에 따라 달라질 수 있다.The vacuum chamber 200 provides a space within which the element to be measured 100 can be provided, and isolates the element to be measured 100 from the outside. The size and shape of the vacuum chamber 200 may vary. The size and shape of the vacuum chamber 200 may vary depending on the purpose of the device performance measurement device.
진공 챔버(200) 내부는 진공 상태로 유지될 수 있다. 이에 따라 측정 대상 소자(100)에 방사선을 조사할 때 진공 챔버(200) 내부의 불순물 가스에 의해 측정 결과가 영향 받는 것을 막을 수 있다. 진공 챔버(200)에는 상술한 것과 같이 내부를 진공 상태로 만들고 유지하기 위한 진공 여과 장치가 더 제공될 수 있다. 진공 여과 장치는 진공 챔버(200) 내부 압력이 약 0.001 mmHg 이하가 되도록 흡기를 수행하면서, 진공 챔버(200) 내부의 방사선 입자가 외부로 유출되지 않도록 흡기된 기체를 여과할 수 있다.The interior of the vacuum chamber 200 may be maintained in a vacuum state. Accordingly, when radiation is irradiated to the element 100 to be measured, the measurement results can be prevented from being affected by impurity gases inside the vacuum chamber 200. The vacuum chamber 200 may be further provided with a vacuum filtration device for creating and maintaining a vacuum state inside the vacuum chamber 200 as described above. The vacuum filtration device can perform intake so that the internal pressure of the vacuum chamber 200 is about 0.001 mmHg or less, while filtering the intake gas so that radiation particles inside the vacuum chamber 200 do not leak to the outside.
진공 챔버(200)을 이루는 벽은 방사선을 차폐할 수 있다. 이에 따라, 진공 챔버(200) 내부에서 조사된 방사선이 소자 성능 측정 중 진공 챔버(200) 외부로 유출될 우려가 없다. 예를 들어, 진공 챔버(200)의 벽은 납(Nb) 또는 콘크리트를 포함할 수 있다. 진공 챔버(200)는 벽이 납으로 형성되거나, 또는 벽의 안쪽에 납이 코팅되어 있는 형태로 제공될 수 있다.The walls forming the vacuum chamber 200 may shield radiation. Accordingly, there is no concern that radiation irradiated inside the vacuum chamber 200 will leak out of the vacuum chamber 200 during device performance measurement. For example, the walls of the vacuum chamber 200 may include lead (Nb) or concrete. The vacuum chamber 200 may have walls made of lead, or may be provided with lead coated on the inside of the walls.
진공 챔버(200)는 적어도 일부 면이 개폐될 수 있다. 따라서, 사용자는 진공 챔버(200)를 열고 측정 대상 소자(100)를 진공 챔버(200) 내부에 제공한 후 다시 진공 챔버(200)를 폐쇄할 수 있다. 이때 진공 챔버(200) 개폐 전후에 진공 챔버(200) 내부의 방사선량 측정이 선행될 수 있다. 또한 진공 챔버(200) 내부의 방사선량이 기준 이상인 경우, 진공 챔버(200)가 열리지 않도록 제어하는 전자식 개폐 장치가 진공 챔버(200)에 더 제공될 수 있다.At least some sides of the vacuum chamber 200 may be open and closed. Accordingly, the user can open the vacuum chamber 200, provide the device to be measured 100 inside the vacuum chamber 200, and then close the vacuum chamber 200 again. At this time, the radiation dose inside the vacuum chamber 200 may be measured before and after opening and closing the vacuum chamber 200. Additionally, if the radiation dose inside the vacuum chamber 200 is higher than the standard, an electronic opening/closing device that controls the vacuum chamber 200 not to be opened may be further provided in the vacuum chamber 200.
진공 챔버(200)의 벽면 상에 측정 대상 소자(100)를 고정하기 위한 고정 부재가 더 제공될 수 있다. 고정 부재는 예를 들어, 카본 테이프 및 폴리이미드 테이프일 수 있다. 카본 테이프와 폴리이미드 테이프를 함께 사용함으로써 측정 대상 소자(100)와 진공 챔버(200) 간 단락이 발생하는 것을 막으면서도 기계적으로 안정적으로 측정 대상 소자(100)를 고정할 수 있다.A fixing member for fixing the element to be measured 100 on the wall of the vacuum chamber 200 may be further provided. The fastening member may be, for example, carbon tape and polyimide tape. By using a carbon tape and a polyimide tape together, it is possible to prevent a short circuit between the element to be measured 100 and the vacuum chamber 200, while also stably fixing the element to be measured 100 mechanically.
진공 챔버(200) 내부에는 측정 대상 소자(100)에 방사선을 조사하기 위한 방사 부재(300)가 제공된다.Inside the vacuum chamber 200, a radiation member 300 is provided to irradiate radiation to the element 100 to be measured.
방사 부재(300)는 방사선을 방출하기 위한 부재이다. 방사 부재(300)에서 방출되는 방사선은 알파선, 베타선, 감마선, 중성자선 등의 입자선(particle beam)일 수 있다. 방사선의 종류는 수행하고자 하는 소자 성능 측정 방법에 따라 달라질 수 있다.The radiation member 300 is a member for emitting radiation. The radiation emitted from the radiation member 300 may be a particle beam such as alpha ray, beta ray, gamma ray, or neutron ray. The type of radiation may vary depending on the device performance measurement method to be performed.
방사 부재(300)는 방사선 방출을 위하여 동위원소를 포함할 수 있다. 동위원소는 예를 들어, 갈륨-67, 갈륨-68, 구리-64, 구리-67, 금-198, 납-210, 니켈-63, 디스프로슘-165, 라듐-226, 란타넘-140, 레늄-186, 레늄-188, 루비듐-82, 루비듐-177, 망가니즈-54, 몰리브데넘-99, 플루오린-18, 비스무트-213, 사마륨-153, 산소-15, 세슘-137, 셀레늄-75, 소듐-24, 스칸듐-46, 스트론튬-82, 스트론튬-85, 스트론튬-89, 스트론튬-90, 아메리슘-241, 아연-65, 어븀-169, 염소-36, 아이오딘-123, 아이오딘-123, 아이오딘-125, 아이오딘-129, 아이오딘-131, 우라늄-234, 우라늄-235, 우라늄-238, 이리듐-192, 이터븀-169, 이트륨-90, 인듐-111, 저마늄-68, 제논-133, 코발트-57, 코발트-60, 크립톤-81, 크립톤-85, 탄소-11, 탄소-14, 트리튬, 토륨-229, 토륨-230, 탈륨-201, 탈륨-204 등에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The radiation member 300 may include an isotope to emit radiation. Isotopes are, for example, gallium-67, gallium-68, copper-64, copper-67, gold-198, lead-210, nickel-63, dysprosium-165, radium-226, lanthanum-140, rhenium- 186, rhenium-188, rubidium-82, rubidium-177, manganese-54, molybdenum-99, fluorine-18, bismuth-213, samarium-153, oxygen-15, cesium-137, selenium-75, Sodium-24, Scandium-46, Strontium-82, Strontium-85, Strontium-89, Strontium-90, Americium-241, Zinc-65, Erbium-169, Chlorine-36, Iodine-123, Iodine-123, Iodine-125, Iodine-129, Iodine-131, Uranium-234, Uranium-235, Uranium-238, Iridium-192, Ytterbium-169, Yttrium-90, Indium-111, Germanium-68, Xenon -133, cobalt-57, cobalt-60, krypton-81, krypton-85, carbon-11, carbon-14, tritium, thorium-229, thorium-230, thallium-201, thallium-204, etc. can do.
방사 부재(300)는 진공 챔버(200) 내에서 측정 대상 소자(100)를 마주보는 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 직육면체 형태의 진공 챔버(200)의 일측 벽면 상에 측정 대상 소자(100)가 제공되는 때, 방사 부재(300)는 측정 대상 소자(100)가 제공된 벽면을 마주보는 벽면 상에 제공될 수 있다. 이에 따라, 직진성을 갖는 입자선은 방사 부재(300)로부터 방출된 뒤 대부분 측정 대상 소자(100)로 입사된다.The radiation member 300 may be provided at a position facing the element 100 to be measured within the vacuum chamber 200. For example, when the measurement target element 100 is provided on one wall of the rectangular parallelepiped-shaped vacuum chamber 200, the radiating member 300 is provided on the wall facing the wall on which the measurement target element 100 is provided. It can be. Accordingly, most of the particle beams that travel in a straight line are emitted from the radiation member 300 and then enter the measurement target element 100.
방사 부재(300)는 입자선의 방사선량 및 방사 범위를 제어하기 위한 부재, 예를 들어 조리개 등을 더 포함할 수 있다. 이에 따라 측정 대상 소자(100)의 크기 및 형태에 따라 원하는 영역에만 방사선이 조사되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 측정 대상 소자(100)가 박막 트랜지스터인 경우, 박막 트랜지스터의 활성층에 집중적으로 방사선이 조사될 수 있도록 방사 범위를 제어할 수 있다. 따라서, 배선부(400) 등에 악영향을 주지 않고 소자 성능 측정을 수행할 수 있다.The radiation member 300 may further include a member for controlling the radiation dose and radiation range of the particle beam, for example, an aperture. Accordingly, radiation can be controlled to be irradiated only to a desired area according to the size and shape of the element 100 to be measured. For example, when the device 100 to be measured is a thin film transistor, the radiation range can be controlled so that radiation is intensively irradiated to the active layer of the thin film transistor. Accordingly, device performance measurement can be performed without adversely affecting the wiring unit 400, etc.
방사 부재(300)는 아울러 조사되는 방사선을 제어하기 위한 부재를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 방사 부재(300)에서 조사되는 빔 에너지의 제어를 위해 방사 부재(300) 앞에 알루미늄 블록 등을 장착할 수 있다.The radiation member 300 may further include a member for controlling irradiated radiation. For example, an aluminum block, etc. may be mounted in front of the radiation member 300 to control the beam energy emitted from the radiation member 300.
방사 부재(300)가 방사선을 조사하는 동안 측정 대상 소자(100)에는 전기적 연결이 제공된다. 측정 대상 소자(100)에 전기적 연결을 제공하기 위하여 배선부(400)가 제공된다.While the radiation member 300 irradiates radiation, an electrical connection is provided to the element 100 to be measured. A wiring portion 400 is provided to provide an electrical connection to the element 100 to be measured.
배선부(400)는 측정 대상 소자(100)와 진공 챔버(200) 외부의 측정 부재(600)를 전기적으로 연결한다. 이때 전기적으로 연결한다는 것은 배선부(400)가 전류가 흐르는 전도체로 기능하는 것을 의미하며, 전류는 데이터 신호 및 전력을 포함할 수 있다. 따라서, 배선부(400)는 측정 대상 소자(100)에 전력을 공급하는 동시에, 방사 부재(300)로부터 방사된 방사선에 노출되었을 때의 측정 대상 소자(100)의 전기적 특성 변화를 측정 부재(600)로 송출할 수 있다.The wiring unit 400 electrically connects the measurement target element 100 and the measurement member 600 outside the vacuum chamber 200. At this time, electrical connection means that the wiring unit 400 functions as a conductor through which current flows, and the current may include data signals and power. Accordingly, the wiring unit 400 supplies power to the measurement target element 100 and at the same time monitors changes in the electrical characteristics of the measurement target element 100 when exposed to radiation emitted from the radiating member 300 through the measurement member 600. ) can be transmitted.
배선부(400)는 전기적 전도성을 나타내는 도전성 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 배선부(400)는 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만 상술한 물질 외에도 전기 전도성이 우수한 물질이라면 배선부(400)를 구성하는데 사용할 수 있다.The wiring portion 400 may be made of a conductive material that exhibits electrical conductivity. For example, the wiring unit 400 may include at least one selected from gold, silver, platinum, copper, and aluminum. However, in addition to the above-described materials, any material with excellent electrical conductivity can be used to construct the wiring portion 400.
배선부(400)의 표면은 절연성 물질로 피복될 수 있다. 이에 따라, 배선부(400)와 진공 챔버(200), 피드 어댑터(500) 등 사이에서 단락이 발생할 우려가 없다.The surface of the wiring unit 400 may be covered with an insulating material. Accordingly, there is no risk of a short circuit occurring between the wiring unit 400, the vacuum chamber 200, the feed adapter 500, etc.
배선부(400)는 진공 챔버(200)의 내벽을 따라 제공될 수 있다. 따라서, 배선부(400)가 방사 부재(300)와 측정 대상 소자(100) 사이에 제공되어 방사선을 막을 우려가 없다.The wiring portion 400 may be provided along the inner wall of the vacuum chamber 200. Accordingly, there is no concern that the wiring portion 400 is provided between the radiation member 300 and the element to be measured 100 to block radiation.
배선부(400)는 독립된 복수 개의 전도체 라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 전도체 라인은 측정 대상 소자(100)의 서로 다른 영역에 연결될 수 있다.The wiring unit 400 may include a plurality of independent conductor lines. For example, a plurality of conductor lines may be connected to different areas of the device 100 to be measured.
배선부(400)와 다른 말단에서 연결되는 측정 부재(600)는 측정 대상 소자(100)의 물성 중 특히 전기적 특성을 측정할 수 있다. 측정 부재(600)는 예를 들어, 측정 대상 소자(100)의 전기 전도성 변화를 측정할 수 있다. 측정 부재(600)는 또한 측정 대상 소자(100)에 전원을 공급할 수 있다. 측정 부재(600)는 진공 챔버(200) 외부에 제공되되 진공 챔버(200)와 멀리 이격되어 또는 인접하여 제공될 수 있다. 측정 부재(600)는 예를 들어 소자 측정 장비인 keithley일 수 있다.The measurement member 600 connected at the other end of the wiring portion 400 can measure the physical properties of the device 100 to be measured, especially the electrical properties. For example, the measurement member 600 may measure a change in electrical conductivity of the element 100 to be measured. The measurement member 600 may also supply power to the element 100 to be measured. The measuring member 600 may be provided outside the vacuum chamber 200, but may be provided far away from or adjacent to the vacuum chamber 200. The measurement member 600 may be, for example, a keithley device measurement device.
배선부(400)는 피드 어댑터(500)를 통해 진공 챔버(200) 내부까지 연결된다.The wiring unit 400 is connected to the inside of the vacuum chamber 200 through the feed adapter 500.
피드 어댑터(500)는 진공 챔버(200) 일측에 제공되며, 배선부(400)를 진공 챔버(200) 안쪽으로 전달하면서도 진공 챔버(200) 내부 진공 상태가 유지될 수 있도록 한다.The feed adapter 500 is provided on one side of the vacuum chamber 200 and allows the wiring portion 400 to be transmitted into the vacuum chamber 200 while maintaining a vacuum state inside the vacuum chamber 200.
피드 어댑터(500)의 구성에 대한 더 자세한 내용은 후술하고자 한다.More detailed information about the configuration of the feed adapter 500 will be described later.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 챔버(200) 내부에 측정 대상 소자(100)를 제공한 후, 측정 대상 소자(100)에 전기적 연결을 제공하는 중에 방사선을 조사할 수 있다. 이에 따라, 방사선 조사에 따른 측정 대상 소자(100)의 전기적 특성 변화를 실시간으로 측정, 확인 가능하다. 특히, 상술한 측정을 수행함에 있어서 피드 어댑터(500)를 이용하여 방사능 입자 유출의 우려 없이 진공 챔버(200) 내부의 진공 상태를 유지하면서 동시에 측정 대상 소자(100)에 전기적 연결을 제공할 수 있다. 이하에서는 이러한 기능을 수행하기 위한 피드 어댑터(500)의 구조에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.According to an embodiment of the present invention, after providing the element to be measured 100 inside the vacuum chamber 200, radiation may be irradiated while providing an electrical connection to the element to be measured 100. Accordingly, it is possible to measure and confirm changes in the electrical characteristics of the element 100 to be measured due to radiation irradiation in real time. In particular, when performing the above-described measurement, the feed adapter 500 can be used to maintain a vacuum state inside the vacuum chamber 200 without fear of leakage of radioactive particles while simultaneously providing an electrical connection to the measurement target element 100. . Below, we will look in more detail at the structure of the feed adapter 500 to perform this function.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 어댑터를 확대 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2에 따른 피드 어댑터의 평면도이다.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of a feed adapter according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a top view of the feed adapter according to Figure 2;
도 2와 도 3을 참고하면, 피드 어댑터(500)는 피드 어댑터 입구(511)와 피드 어댑터 출구(512)를 갖는 피드 어댑터 케이스(510), 피드 어댑터 케이스(510)의 피드 어댑터 입구(511)와 피드 어댑터 출구(512) 사이에 제공되며, 피드 어댑터 입구(511)에서 피드 어댑터 출구(512) 방향으로 연장된 피드 어댑터 홀더(520) 및 피드 어댑터 홀더(520)를 관통하는 피드 어댑터 핀(530)를 포함한다.Referring to Figures 2 and 3, the feed adapter 500 includes a feed adapter case 510 having a feed adapter inlet 511 and a feed adapter outlet 512, and a feed adapter inlet 511 of the feed adapter case 510. and the feed adapter outlet 512, a feed adapter holder 520 extending from the feed adapter inlet 511 toward the feed adapter outlet 512, and a feed adapter pin 530 penetrating the feed adapter holder 520. ) includes.
피드 어댑터(500)는 앞서 살펴본 것과 같이 진공 챔버의 일측에 제공된다. 구체적으로 피드 어댑터(500)는 진공 챔버의 일측 벽면을 관통하는 형태로 진공 챔버 벽면 상에 제공된다.The feed adapter 500 is provided on one side of the vacuum chamber as discussed above. Specifically, the feed adapter 500 is provided on the vacuum chamber wall in a form that penetrates one wall of the vacuum chamber.
피드 어댑터(500)는 진공 챔버 내부의 진공 상태를 유지하고, 진공 챔버 내부에 조사된 방사선 입자가 외부로 유출되지 않는 형태로 진공 챔버에 밀착하여 제공된다. 또한, 피드 어댑터(500)는 상술한 형태로 제공되는 동시에 진공 챔버 외부의 측정 부재로부터 시작된 전기적 연결이 진공 챔버 내부의 측정 대상 소자까지 이어질 수 있도록 한다.The feed adapter 500 maintains a vacuum state inside the vacuum chamber and is provided in close contact with the vacuum chamber in a manner that prevents radiation particles irradiated inside the vacuum chamber from leaking out. In addition, the feed adapter 500 is provided in the above-described form and at the same time allows the electrical connection starting from the measurement member outside the vacuum chamber to continue to the measurement target element inside the vacuum chamber.
피드 어댑터(500)는 상술한 기능을 수행하기 위하여 먼저 피드 어댑터 케이스(510)를 포함할 수 있다. 피드 어댑터 케이스(510)는 피드 어댑터(500)의 외관을 형성하며, 내부에 빈 공간을 갖는다. 구체적으로 피드 어댑터 케이스(510)는 피드 어댑터 입구(511)과 피드 어댑터 출구(512)를 갖고, 피드 어댑터 입구(511)와 피드 어댑터 출구(512) 사이는 비어있는 형태를 가질 수 있다. The feed adapter 500 may first include a feed adapter case 510 in order to perform the above-described functions. The feed adapter case 510 forms the exterior of the feed adapter 500 and has an empty space inside. Specifically, the feed adapter case 510 has a feed adapter inlet 511 and a feed adapter outlet 512, and the space between the feed adapter inlet 511 and the feed adapter outlet 512 may be empty.
피드 어댑터 케이스(510)는 피드 어댑터 입구(511)가 진공 챔버 내부를 향하고 피드 어댑터 출구(512)가 진공 챔버 외부를 향하는 형태로 제공될 수 있다. The feed adapter case 510 may be provided in a form where the feed adapter inlet 511 faces the inside of the vacuum chamber and the feed adapter outlet 512 faces the outside of the vacuum chamber.
피드 어댑터 케이스(510)는 진공 챔버 벽면에 제공된 개구에 밀착하는 형태로 제공될 수 있다. 진공 챔버 벽면 상의 개구와 피드 어댑터 케이스(510)가 밀착할 수 있도록 경우에 따라, 피드 어댑터 케이스(510)와 진공 챔버 개구 사이에 오링이 제공될 수 있다. 또는 피드 어댑터 케이스(510)를 신축성을 갖는 형태로 제작할 수 있다 이 경우, 피드 어댑터 케이스(510)를 압축하여 진공 챔버 개구 내에 제공하고 피드 어댑터 케이스(510)가 원래 형태로 돌아가려는 성질을 이용하여 피드 어댑터 케이스(510)를 진공 챔버 개구 내에 밀착시킬 수 있다.The feed adapter case 510 may be provided in close contact with an opening provided on the wall of the vacuum chamber. In some cases, an O-ring may be provided between the feed adapter case 510 and the vacuum chamber opening so that the opening on the vacuum chamber wall and the feed adapter case 510 can come into close contact. Alternatively, the feed adapter case 510 can be manufactured in an elastic form. In this case, the feed adapter case 510 is compressed and provided into the vacuum chamber opening, and the feed adapter case 510 is returned to its original form by taking advantage of the property. The feed adapter case 510 can be brought into close contact with the vacuum chamber opening.
피드 어댑터 케이스(510) 안쪽의 빈 공간에는 피드 어댑터 홀더(520)가 제공될 수 있다. A feed adapter holder 520 may be provided in the empty space inside the feed adapter case 510.
피드 어댑터 홀더(520)는 피드 어댑터 입구(511)와 피드 어댑터 출구(512) 사이에 제공될 수 있다. 피드 어댑터 홀더(520)는 또한 피드 어댑터 입구(511)에서 피드 어댑터 출구(512) 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다.The feed adapter holder 520 may be provided between the feed adapter inlet 511 and the feed adapter outlet 512. The feed adapter holder 520 may also have a shape extending from the feed adapter inlet 511 toward the feed adapter outlet 512.
피드 어댑터 홀더(520)는 피드 어댑터 케이스(510)와 밀착하거나 피드 어댑터 케이스(510)와 일체로 제공될 수 있다. 피드 어댑터 홀더(520)는 또한 피드 어댑터 입구(511)에서 피드 어댑터 출구(512) 방향으로 피드 어댑터 홀더(520)를 관통하는 오프닝을 포함할 수 있다. 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝 내에는 피드 어댑터 핀(530)이 제공된다.The feed adapter holder 520 may be in close contact with the feed adapter case 510 or may be provided integrally with the feed adapter case 510. The feed adapter holder 520 may also include an opening penetrating the feed adapter holder 520 in the direction from the feed adapter inlet 511 to the feed adapter outlet 512. A feed adapter pin 530 is provided within the opening of the feed adapter holder 520.
피드 어댑터 핀(530)은 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝 내에 제공되며, 이에 따라 피드 어댑터 홀더(520)를 관통하는 형태로 제공된다. 피드 어댑터 핀(530)은 피드 어댑터 홀더(520)와 밀착하는 형태로 제공된다. 예를 들어, 피드 어댑터 핀(530)은 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝보다 직경이 클 수 있고, 피드 어댑터 홀더(520)는 신축성을 가질 수 있다. 이에 따라, 피드 어댑터 핀(530)이 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝 내에 삽입되었을 때, 피드 어댑터 홀더(520)의 복원력에 의하여 피드 어댑터 핀(530)이 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝에 밀착될 수 있다.The feed adapter pin 530 is provided within the opening of the feed adapter holder 520, and thus is provided in a form that penetrates the feed adapter holder 520. The feed adapter pin 530 is provided in close contact with the feed adapter holder 520. For example, the feed adapter pin 530 may have a larger diameter than the opening of the feed adapter holder 520, and the feed adapter holder 520 may have elasticity. Accordingly, when the feed adapter pin 530 is inserted into the opening of the feed adapter holder 520, the feed adapter pin 530 is in close contact with the opening of the feed adapter holder 520 due to the restoring force of the feed adapter holder 520. It can be.
피드 어댑터 핀(530)은 따라서 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝의 형상에 대응되는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝이 원 형 단면을 갖는 때, 피드 어댑터 핀(530) 또한 원기둥 형태를 가질 수 있다.The feed adapter pin 530 may therefore have a shape corresponding to the shape of the opening of the feed adapter holder 520. For example, when the opening of the feed adapter holder 520 has a circular cross-section, the feed adapter pin 530 may also have a cylindrical shape.
피드 어댑터 핀(530)은 전기 전도성을 갖는다. 이에 따라, 피드 어댑터 핀(530)은 배선부와 양 단에서 결합하여 전기적 연결을 중계할 수 있다. 피드 어댑터 핀(530)은 예를 들어, 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만 상술한 물질 외에도 전기 전도성이 우수한 물질이라면 피드 어댑터 핀(530)을 구성하는데 사용할 수 있다.The feed adapter pin 530 is electrically conductive. Accordingly, the feed adapter pin 530 can be coupled to the wiring portion at both ends to relay the electrical connection. For example, the feed adapter pin 530 may include at least one selected from gold, silver, platinum, copper, and aluminum. However, in addition to the above-described materials, any material with excellent electrical conductivity can be used to construct the feed adapter pin 530.
피드 어댑터 핀(530)은 전기 전도성이 우수한 전도체와 전도체를 피복하는 피복을 포함할 수 있다. 이에 따라, 피드 어댑터 홀더(520)가 전기 전도성을 갖는 물질을 포함하는 경우에도 피드 어댑터 홀더(520)와 피드 어댑터 핀(530) 사이에 단락이 발생하지 않을 수 있다.The feed adapter pin 530 may include a conductor with excellent electrical conductivity and a coating covering the conductor. Accordingly, even when the feed adapter holder 520 includes an electrically conductive material, a short circuit may not occur between the feed adapter holder 520 and the feed adapter pin 530.
피드 어댑터 핀(530)은 도면에서 확인할 수 있듯이 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 피드 어댑터 핀(530)은 각각 독립적으로 배선부의 서로 다른 배선과 연결될 수 있다. 복수 개의 피드 어댑터 핀(530)은 서로 단락되지 않도록 피드 어댑터 홀더(520) 내에서 서로 이격되어 제공된다. 다만, 도면에 나타난 복수 개의 피드 어댑터 핀(530)의 제공 형태, 예를 들어 개수 및 배치는 예시적인 것에 불과하다.As can be seen in the drawing, a plurality of feed adapter pins 530 may be provided. Each of the plurality of feed adapter pins 530 may be independently connected to different wires of the wiring unit. A plurality of feed adapter pins 530 are provided spaced apart from each other within the feed adapter holder 520 so as not to short-circuit each other. However, the form, for example, the number and arrangement of the plurality of feed adapter pins 530 shown in the drawings are merely exemplary.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 챔버의 벽을 관통하여 피드 어댑터(500)가 제공된다. 피드 어댑터(500)는 피드 어댑터 케이스(510), 피드 어댑터 홀더(520), 및 피드 어댑터 핀(530)이 밀착하는 형태로 제공되는데 이에 따라 전기적 연결을 중계하면서도 진공 챔버 내부의 진공이 깨지거나 진공 챔버 내부의 방사선 입자가 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다.According to one embodiment of the invention, a feed adapter 500 is provided through the wall of the vacuum chamber. The feed adapter 500 is provided in a form in which the feed adapter case 510, the feed adapter holder 520, and the feed adapter pin 530 are in close contact. Accordingly, while relaying the electrical connection, the vacuum inside the vacuum chamber is not broken or vacuum. It is possible to prevent radiation particles inside the chamber from leaking out.
이하에서는 상술한 피드 어댑터의 다른 형태에 대하여 더 살펴보고자 한다.Below, we will take a closer look at other types of feed adapters described above.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 어댑터를 확대 도시한 단면도이다.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of a feed adapter according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 피드 어댑터(500)는 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝 중 일부에만 피드 어댑터 핀(530)이 제공된 형태를 갖는다.Referring to FIG. 4, the feed adapter 500 has a feed adapter pin 530 provided only in a portion of the opening of the feed adapter holder 520.
피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝 중 일부에 피드 어댑터 핀(530)이 제공되지 않고 오픈되어 있기 때문에, 피드 어댑터(500)는 피드 어댑터 커버(540)를 더 포함할 수 있다. 피드 어댑터 커버(540)는 피드 어댑터 입구(511)쪽에 제공되어 피드 어댑터 케이스(510)의 일측을 커버할 수 있다. 피드 어댑터 핀(530)은 피드 어댑터 커버(540)를 관통하는 형태로 제공된다. Since the feed adapter pin 530 is not provided at some of the openings of the feed adapter holder 520 and is open, the feed adapter 500 may further include a feed adapter cover 540. The feed adapter cover 540 is provided at the feed adapter inlet 511 to cover one side of the feed adapter case 510. The feed adapter pin 530 is provided in a form that penetrates the feed adapter cover 540.
피드 어댑터 커버(540)가 제공됨에 따라 피드 어댑터(500)의 밀폐력이 한층 강화될 수 있다. 또한, 피드 어댑터 커버(540)가 제공되기 때문에 피드 어댑터 홀더(520)의 오프닝 일부에만 피드 어댑터 핀(530)이 제공되어도 밀폐력을 유지할 수 있다. 따라서, 필요에 따라 피드 어댑터 핀(530)의 개수를 자유롭게 조절할 수 있다.As the feed adapter cover 540 is provided, the sealing force of the feed adapter 500 can be further strengthened. In addition, since the feed adapter cover 540 is provided, the sealing force can be maintained even if the feed adapter pin 530 is provided only in a portion of the opening of the feed adapter holder 520. Therefore, the number of feed adapter pins 530 can be freely adjusted as needed.
이하에서는 피드 어댑터(500)와 다른 구성 요소간 연결 관계에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.Below, we will look at the connection relationship between the feed adapter 500 and other components in more detail.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선부, 피드 어댑터, 및 측정 부재간 연결 관계를 나타낸 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing the connection relationship between the wiring unit, the feed adapter, and the measurement member according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면 피드 어댑터 핀(530)는 피드 어댑터 입구(511)쪽 영역에서 내부 배선(421)이 연결되며, 피드 어댑터 출구(512)쪽 영역에서 외부 배선(422)과 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5, the feed adapter pin 530 may be connected to the internal wiring 421 in the area near the feed adapter inlet 511, and may be connected to the external wire 422 in the area near the feed adapter outlet 512.
피드 어댑터 입구(511)가 진공 챔버 내부를 향하도록 피드 어댑터가 배치되는 바, 내부 배선(421)은 진공 챔버 내부에 제공된다. 또한, 외부 배선(422)은 진공 챔버 외부에 제공된다.The feed adapter is disposed so that the feed adapter inlet 511 faces the inside of the vacuum chamber, and the internal wiring 421 is provided inside the vacuum chamber. Additionally, external wiring 422 is provided outside the vacuum chamber.
내부 배선(421)은 배선 연결 부재를 통해 피드 어댑터 핀(530)의 일단과 기계적으로 결합된다. 또한 외부 배선(422) 역시 배선 연결 부재를 통해 피드 어댑터 핀(530)의 타단과 기계적으로 결합된다. 이때 내부 배선(421)과 외부 배선(422)에 제공되는 배선 연결 부재의 종류에는 제한이 없으며, 당업계에서 사용되는 기술적 수단이 이용될 수 있다.The internal wiring 421 is mechanically coupled to one end of the feed adapter pin 530 through a wiring connection member. Additionally, the external wiring 422 is also mechanically coupled to the other end of the feed adapter pin 530 through a wiring connection member. At this time, there is no limit to the types of wiring connecting members provided for the internal wiring 421 and the external wiring 422, and technical means used in the art can be used.
내부 배선(421)은 연장되어 피드 어댑터 핀(530)의 일측과 측정 대상 소자를 연결한다. 이때 내부 배선(421)은 진공 챔버 벽면에 밀착한 형태로 측정 대상 소자까지 연장될 수 있다. 이에 따라 내부 배선(421)이 측정 대상 소자로 조사되는 방사선을 가로막을 우려가 없다.The internal wiring 421 extends to connect one side of the feed adapter pin 530 and the element to be measured. At this time, the internal wiring 421 may be in close contact with the wall of the vacuum chamber and extend to the element to be measured. Accordingly, there is no concern that the internal wiring 421 will block the radiation irradiated to the element being measured.
내부 배선(421)의 일측에는 피벗운동에 의하여 측정 대상 소자의 적어도 일부와 물리적으로 결합하는 엘리게이터 클립(410)이 제공될 수 있다. 엘리게이터 클립(410)은 기계적으로 매우 조작이 편하기 때문에 사용자가 쉽게 측정 대상 소자에 전기적 연결을 제공할 수 있다. 또한, 납땜 등에 의하여 비가역적인 전기적 연결을 형성하는 종래 기술에 따른 배선과 비교하였을 때, 엘리게이터 클립(410)은 가역적인 전기적 연결을 제공할 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 소자 성능 측정시에 엘리게이터 클립(410)을 이용하여 전기적 연결을 제공하고, 측정 후에는 측정 대상 소자만 제거하고 엘리게이터 클립(410)은 다시 활용할 수 있다.An alligator clip 410 may be provided on one side of the internal wiring 421 to physically couple to at least a portion of the element to be measured through pivot movement. Since the alligator clip 410 is mechanically very easy to operate, the user can easily provide an electrical connection to the element to be measured. Additionally, compared to wiring according to the prior art that forms an irreversible electrical connection by soldering, etc., the alligator clip 410 has the advantage of being able to provide a reversible electrical connection. Therefore, when measuring device performance, the alligator clip 410 is used to provide an electrical connection, and after measurement, only the device to be measured can be removed and the alligator clip 410 can be reused.
외부 배선(422)은 연장되어 피드 어댑터 핀(530)의 타측과 측정 부재(600)를 연결한다.The external wiring 422 extends to connect the other side of the feed adapter pin 530 and the measurement member 600.
본 발명의 일 실시예에 따르면 피드 어댑터에 고정된 피드 어댑터 핀 양쪽에 내부 배선 및 외부 배선을 제공함으로써, 진공을 유지하고 방사능 입자의 유출 걱정 없이 진공 챔버 내외로 연장되는 전기적 연결을 제공할 수 있다. 특히, 피드 어댑터 핀 양쪽에 기계적 장치를 이용하여 내부 배선과 외부 배선을 연결함으로써 장치의 조작 편의성이 매우 우수하다. 아울러, 내부 배선 일측에는 엘리게이터 클립을 제공함으로써 내부 배선을 다회 사용할 수 있고 간편하게 측정 대상 소자에 전기적 연결을 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to one embodiment of the present invention, by providing internal wiring and external wiring on both sides of the feed adapter pin fixed to the feed adapter, it is possible to maintain a vacuum and provide an electrical connection extending into and out of the vacuum chamber without worrying about leakage of radioactive particles. . In particular, the convenience of operation of the device is very excellent by connecting the internal wiring and external wiring using a mechanical device on both sides of the feed adapter pin. In addition, by providing an alligator clip on one side of the internal wiring, there is an advantage that the internal wiring can be used multiple times and electrical connection to the element to be measured can be easily provided.
이상에서는 피드 어댑터 및 배선부의 제공 형태에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 측정 대상 소자의 형태에 대하여 살펴보고자 한다.In the above, we looked at the types of feed adapters and wiring parts provided. Below, we will look at the shape of the device being measured.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 대상 소자와 배선부를 나타낸 단면도이다.Figure 6 is a cross-sectional view showing an element to be measured and a wiring portion according to an embodiment of the present invention.
도 6에 따르면, 측정 대상 소자(100)는 박막 트랜지스터일 수 있다. According to FIG. 6, the device 100 to be measured may be a thin film transistor.
측정 대상 소자(100)는 구체적으로 기판(101) 상에 제공된 소스 전극(104), 소스 전극(104)과 이격되어 제공되는 드레인 전극(105), 소스 전극(104) 및 드레인 전극(105) 사이에 제공되어 소스 전극(104)과 드레인 전극(105)을 연결하는 활성층(103), 및 활성층(103)과 이격되어 제공되는 게이트 전극(102)을 포함할 수 있다.The element to be measured 100 is specifically a source electrode 104 provided on the substrate 101, a drain electrode 105 provided spaced apart from the source electrode 104, and a space between the source electrode 104 and the drain electrode 105. It may include an active layer 103 provided to connect the source electrode 104 and the drain electrode 105, and a gate electrode 102 provided to be spaced apart from the active layer 103.
먼저 측정 대상 소자(100)에는 기판(101)이 제공된다. 기판(101)의 재료와 두께에는 특별한 제한이 없다. 따라서, 통상의 기술자는 필요에 따라 기판을 이루는 재료와 그 두께를 변경할 수 있다. 기판(101)은 예컨대, 합성 석영(synthetic quartz), 불화칼슘(calcium fluoride), 불소가 도핑된 석영(F-doped quartz), 소다라임(sodalime) 유리, 무알칼리(non-alkali) 유리, 고분자 수지(resin) 등과 같은 절연성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(101)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다.First, a substrate 101 is provided to the device 100 to be measured. There are no particular restrictions on the material and thickness of the substrate 101. Accordingly, a person skilled in the art can change the material constituting the substrate and its thickness as needed. The substrate 101 is, for example, synthetic quartz, calcium fluoride, F-doped quartz, soda lime glass, non-alkali glass, polymer. It may be made of an insulating material such as resin. Additionally, the substrate 101 may be made of a material that has flexibility so that it can be bent or folded, and may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
예를 들어, 기판(101)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 기판(101)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있으며, 유리 섬유 강화플라스틱(Fiber glass reinforced plastic) 등으로도 이루어질 수 있다.For example, the substrate 101 is made of polystyrene, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyethersulfone, polyacrylate, polyetherimide ( polyetherimide, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate, triacetate cellulose It may include at least one of (triacetate cellulose) and cellulose acetate propionate (cellulose acetate propionate). However, the material constituting the substrate 101 may vary in various ways, and may also be made of fiber glass reinforced plastic, etc.
기판(101) 상에는 게이트 전극(102)이 제공된다.A gate electrode 102 is provided on the substrate 101.
게이트 전극(102)은 활성층(103)을 통해 소스 전극(104)과 드레인 전극(105)사이에 전류가 흐르는 것을 제어한다. 게이트 전극(102)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 게이트 전극(102)을 형성할 수 있는 물질은 상기 예시에 국한되는 것이 아니다. 따라서, 통상의 기술자는 필요에 따라 게이트 전극(102)을 형성하기 위한 물질을 적절히 선택할 수 있으며, 여기에는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 TCO 계열의 합금 등도 포함된다.The gate electrode 102 controls the flow of current between the source electrode 104 and the drain electrode 105 through the active layer 103. The gate electrode 102 includes at least one of aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tungsten (W), titanium (Ti), and alloys thereof. can do. However, the material from which the gate electrode 102 can be formed is not limited to the above examples. Accordingly, a person skilled in the art can appropriately select a material for forming the gate electrode 102 as needed, and this includes Indium Tin Oxide (ITO), Indium Zinc Oxide (IZO), or TCO-based alloys.
활성층(103)은 소스 전극(104)과 드레인 전극(105) 사이에 제공되며, 게이트 전극(102)으로부터 전계를 인가받았을 때 전기 전도성을 나타낸다.The active layer 103 is provided between the source electrode 104 and the drain electrode 105, and exhibits electrical conductivity when an electric field is applied from the gate electrode 102.
활성층(103)은 산화물 반도체, 무기물 반도체 또는 유기물 반도체 등을 포함할 수 있다. 산화물 반도체는 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(InO), 인듐-갈륨-아연 산화물(In-Ga-Zn-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O)로 형성되거나, 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 2개 이상의 원소를 포함하는 산화물로 형성될 수 있다. 무기물 반도체는 비정질 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon) 등을 포함할 수 있다.The active layer 103 may include an oxide semiconductor, an inorganic semiconductor, or an organic semiconductor. Oxide semiconductors are formed of zinc oxide (ZnO), indium oxide (InO), indium-gallium-zinc oxide (In-Ga-Zn-O), zinc-tin oxide (Zn-Sn-O), or zinc (Zn). , it may be formed of an oxide containing at least two elements among indium (In), gallium (Ga), tin (Sn), and aluminum (Al). Inorganic semiconductors may include amorphous silicon, poly silicon, etc.
소스 전극(104)과 드레인 전극(105)은 활성층(103) 상에 제공되며, 서로 이격되어 제공된다. 소스 전극(104)과 드레인 전극(105)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 전기 전도성을 가질 수 있다. 다만, 소스 전극(104)과 드레인 전극(105)을 형성하기 위한 물질이 상기 예시에 국한되는 것은 아니다.The source electrode 104 and the drain electrode 105 are provided on the active layer 103 and are spaced apart from each other. The source electrode 104 and the drain electrode 105 are made of aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tungsten (W), titanium (Ti), and alloys thereof. It may include at least one of the following and have electrical conductivity. However, the materials used to form the source electrode 104 and the drain electrode 105 are not limited to the above examples.
소스 전극(104) 및 드레인 전극(105)과 게이트 전극(102) 사이, 게이트 전극(102)과 활성층(103) 사이, 게이트 전극(102)과 기판(101) 사이에는 절연층(106a, 106b)이 제공될 수 있다. Insulating layers 106a and 106b are formed between the source electrode 104 and the drain electrode 105 and the gate electrode 102, between the gate electrode 102 and the active layer 103, and between the gate electrode 102 and the substrate 101. This can be provided.
절연층(106a, 106b)은 전기 전도성을 갖는 부재 사이에 단락이 발생하지 않도록 하는 절연체일 수 있다. 절연층(106a, 106b)은 Al2O3, HfO2, ZrO2, TiO2, SiO2, Ga2O3, Gd2O3, V2O3, Cr2O3, MnO, Li2O, MgO, CaO, Y2O3, Ta2O5 등의 산화물이나 SiON, SiNx, HfNx 등의 질화물로 형성될 수 있다. 다만, 절연층(106a, 106b)을 형성하는 물질의 종류가 상술한 예시에 국한되는 것은 아니다.The insulating layers 106a and 106b may be insulators that prevent short circuits from occurring between electrically conductive members. The insulating layers 106a and 106b are made of oxides such as Al2O3, HfO2, ZrO2, TiO2, SiO2, Ga2O3, Gd2O3, V2O3, Cr2O3, MnO, Li2O, MgO, CaO, Y2O3, and Ta2O5, or nitrides such as SiON, SiNx, and HfNx. can be formed. However, the type of material forming the insulating layers 106a and 106b is not limited to the examples described above.
소자 성능 측정 장치는 소스 전극(104), 드레인 전극(105), 게이트 전극(102) 각각에 배선부를 연결하고, 게이트 전극(102)에 인가되는 구동 신호 유무에 따라 드레인 전극(105)으로부터 전류가 검출되는지 여부를 파악함으로써 소자의 전기적 특성을 측정할 수 있다. 배선부는 엘리게이터 클립(410)을 통해 간편하면서도 안정적으로 소스 전극(104), 드레인 전극(105), 및 게이트 전극(102)과 연결될 수 있다. The device performance measurement device connects a wiring portion to each of the source electrode 104, the drain electrode 105, and the gate electrode 102, and measures current from the drain electrode 105 depending on the presence or absence of a driving signal applied to the gate electrode 102. By determining whether something is detected, the electrical characteristics of the device can be measured. The wiring portion can be simply and stably connected to the source electrode 104, drain electrode 105, and gate electrode 102 through the alligator clip 410.
배선부와 소스 전극(104), 드레인 전극(105), 및 게이트 전극(102)은 다양한 방법으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 소스 전극(104), 드레인 전극(105), 및 게이트 전극(102)에 전도성 에폭시 등의 전도성 접착제를 이용하여 전선을 부착시키고 전선 말단에 엘리게이터 클립(410)으로 연결할 수 있다. 따라서, 측정 대상 소자(100)는 소스 전극(104), 드레인 전극(105), 및 게이트 전극(102)는 상술한 것과 같이 엘리게이터 클립(410)과 물리적으로 결합할 수 있는 부재를 더 포함할 수 있다.The wiring portion and the source electrode 104, drain electrode 105, and gate electrode 102 may be connected in various ways. For example, wires can be attached to the source electrode 104, drain electrode 105, and gate electrode 102 using a conductive adhesive such as conductive epoxy, and connected to the ends of the wires with an alligator clip 410. Accordingly, the element to be measured 100 includes a source electrode 104, a drain electrode 105, and a gate electrode 102, which may further include a member that can be physically coupled to the alligator clip 410 as described above. there is.
소자 성능을 측정함에 있어서, 소스 전극(104)에 연결된 배선부에 의하여 측정 대상 소자에 전원이 인가될 수 있다. 또한, 게이트 전극(102)에 연결된 배선부에 의해 측정 대상 소자에 구동 신호가 인가될 수 있다. 게이트 전극(102)에 구동 신호가 인가되었을 때, 게이트 전극(102)으로부터 발생하는 전계가 활성층(103)에 인가되고 활성층(103)이 전기 전도성을 띨 수 있다. 이에 따라, 소스 전극(104)에 인가된 전류가 드레인 전극(105)으로 흐를 수 있다. 드레인 전극(105)으로 흐른 전류는 드레인 전극(105)과 연결된 배선부를 통해 측정 부재에서 확인될 수 있다. 반면 게이트 전극(102)에 구동 신호가 인가되지 않은 경우에는 활성층(103)이 전기 전도성을 띠지 않기 때문에 소스 전극(104)에서 드레인 전극(105)으로 전류가 흐르지 않는다.When measuring device performance, power may be applied to the device to be measured by a wiring unit connected to the source electrode 104. Additionally, a driving signal may be applied to the element to be measured by a wiring portion connected to the gate electrode 102. When a driving signal is applied to the gate electrode 102, an electric field generated from the gate electrode 102 is applied to the active layer 103, and the active layer 103 may be electrically conductive. Accordingly, the current applied to the source electrode 104 may flow to the drain electrode 105. The current flowing to the drain electrode 105 can be confirmed from the measurement member through the wiring portion connected to the drain electrode 105. On the other hand, when a driving signal is not applied to the gate electrode 102, current does not flow from the source electrode 104 to the drain electrode 105 because the active layer 103 is not electrically conductive.
상술한 것과 같이 정상적인 상태에서는 활성층(103)이 게이트 전극(102)에서 발생한 전계를 인가받았을 때만 전기 전도성을 나타내야 한다. 그러나, 방사선 조사에 의해 활성층(103)이 열화된 경우, 게이트 전극(102)으로부터 전계를 인가받지 않은 때에도 활성층(103)이 전기 전도성을 나타낼 수 있다. 이 경우 게이트 전극(102)에 구동 신호가 인가되지 않아도 드레인 전극(105)과 연결된 배선부를 통해 전류가 검출될 수 있다.As described above, in normal conditions, the active layer 103 should exhibit electrical conductivity only when an electric field generated from the gate electrode 102 is applied. However, when the active layer 103 is deteriorated by radiation irradiation, the active layer 103 may exhibit electrical conductivity even when an electric field is not applied from the gate electrode 102. In this case, even if a driving signal is not applied to the gate electrode 102, current can be detected through the wiring portion connected to the drain electrode 105.
소자 성능 측정 장치는 방사선이 활성층(103)에 미치는 영향을 확인하기 위해 활성층(103)에 방사선을 인가하면서 드레인 전극(105)에서 전류가 검출되는지 측정, 확인할 수 있다. 또한, 활성층(103)의 방사선 저항 정도를 확인하기 위해 얼마만큼의 방사선량이 조사되었을 때 활성층(103)이 열화되는지를 조사할 수 있다.The device performance measuring device can measure and confirm whether a current is detected at the drain electrode 105 while applying radiation to the active layer 103 in order to check the effect of radiation on the active layer 103. Additionally, in order to confirm the degree of radiation resistance of the active layer 103, it is possible to determine how much radiation the active layer 103 deteriorates when irradiated.
또한, 활성층(103)뿐만 아니라, 방사선 조사가 절연층(106a, 106b)에 조사되었을 때, 단락 또는 누출(leakage)이 발생하는지 여부, 또는 측정 대상 소자(100)의 정전용량 변화(capacitance-voltage, capacitance-frequency)등을 확인 할 수 있다.In addition, when radiation is irradiated not only to the active layer 103 but also to the insulating layers 106a and 106b, whether short circuit or leakage occurs or the capacitance-voltage change of the element 100 to be measured , capacitance-frequency), etc. can be checked.
이상에서는 측정 대상 소자가 게이트 전극(102)이 아래에 위치하고, 소스 전극(104) 및 드레인 전극(105)이 위쪽에 위치한 바텀 게이트(bottom-gate), 탑 컨택트(top-contact) 구조를 갖는다. 그러나, 측정 대상 소자가 이러한 구조뿐만 아니라, 탑 게이트(top-gate), 바텀 컨택트(bottom-contact) 구조, 또는 탑 게이트(top-gate), 바텀 컨택트(top-contact) 등의 구조를 갖는 경우에도 상술한 것과 동일한 원리로 소자 성능 측정이 가능하다.In the above, the device to be measured has a bottom-gate, top-contact structure in which the gate electrode 102 is located below, and the source electrode 104 and the drain electrode 105 are located above. However, if the device to be measured has not only this structure, but also a top-gate, bottom-contact structure, or a top-gate, bottom-contact structure, etc. It is also possible to measure device performance using the same principle as described above.
이상에서의 트랜지스터 측정을 위해 게이트 전극(102), 소스 전극(104), 드레인 전극(105)에 전기적 연결을 하는 3 터미널(3-terminal) 측정뿐만 아니라, 4개의 전극에 연결이 필요한 인버터(inverter)의 측정 등과 같이 4터미널(4-terminal) 또는 그 이상의 연결 개수가 필요한 측정에도 피드 어댑터 핀(530)의 개수를 늘려 상술한 것과 동일한 원리로 소자 성능 측정이 가능하다.In order to measure the transistor described above, not only the 3-terminal measurement that makes electrical connections to the gate electrode 102, the source electrode 104, and the drain electrode 105, but also an inverter that requires connection to 4 electrodes. Even in measurements that require 4-terminal or more connections, such as measurement of ), device performance can be measured using the same principle as described above by increasing the number of feed adapter pins 530.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 성능 측정 장치에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 소자 성능 측정 장치를 이용한 소자 성능 측정 방법에 대하여 살펴보고자 한다.In the above, we looked at the device performance measurement device according to an embodiment of the present invention. Below, we will look at the device performance measurement method using a device performance measurement device.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 성능 측정 방법을 나타낸 순서도이다.Figure 7 is a flowchart showing a method for measuring device performance according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 소자 성능 측정 방법은 진공 챔버 내에 측정 대상 소자를 제공하는 제1 단계(S100), 측정 대상 소자의 전기적 특성을 측정하는 제2 단계(S200), 및 진공 상태에서 측정 대상 소자에 방사 부재를 이용하여 방사선을 조사하는 제3 단계(S300)를 포함한다. 소자 성능 측정 방법을 수행함에 있어서, 제2 단계(S200)는 제3 단계(S300) 수행 전부터 수행 후까지 연속적으로 수행된다.Referring to FIG. 7, the device performance measurement method includes a first step (S100) of providing a device to be measured in a vacuum chamber, a second step (S200) of measuring the electrical characteristics of the device to be measured, and measuring the device to be measured in a vacuum state. It includes a third step (S300) of irradiating radiation using a radiation member. In performing the device performance measurement method, the second step (S200) is performed continuously from before to after the third step (S300).
제1 단계(S100)에서 먼저 진공 챔버 내에 측정 대상 소자를 제공한다. 측정 대상 소자를 제공하기 위하여 진공 챔버의 일측을 열고 측정 대상 소자를 위치시킬 수 있다. 이때 측정 대상 소자를 진공 챔버의 지정된 벽면에 부착하는 형태로 제공할 수 있다. 측정 대상 소자 부착은 카본 테이프 및 폴리이미드 테이프를 이용하여 수행할 수 있다.In the first step (S100), a device to be measured is first provided in a vacuum chamber. In order to provide an element to be measured, one side of the vacuum chamber can be opened and the element to be measured can be positioned. At this time, the element to be measured can be provided by attaching it to a designated wall of the vacuum chamber. Attaching the element to be measured can be done using carbon tape and polyimide tape.
제1 단계(S100)에서 진공 챔버 내에 위치된 측정 대상 소자는 배선부와 연결될 수 있다. 배선부는 피드 어댑터를 통해 진공 챔버 내부에 제공된 측정 대상 소자와 진공 챔버 외부에 제공된 측정 부재를 연결한다. 배선부가 엘리게이터 클립을 포함하는 경우, 엘리게이터 클립을 측정 대상 소자에 기계적으로 고정함에 따라 쉽게 전기적 연결을 형성할 수 있다. 또한, 측정 대상 소자를 제거할 때에는 마찬가지로 엘리게이터 클립을 기계적으로 분리하고 측정 대상 소자만 제거할 수 있다. 따라서, 배선부 및 엘리게이터 클립은 여러 번 사용될 수 있다.In the first step (S100), the element to be measured located in the vacuum chamber may be connected to the wiring unit. The wiring unit connects the measurement target element provided inside the vacuum chamber and the measurement member provided outside the vacuum chamber through a feed adapter. When the wiring portion includes an alligator clip, an electrical connection can be easily formed by mechanically fixing the alligator clip to the element to be measured. Additionally, when removing the element to be measured, the alligator clip can be mechanically separated and only the element to be measured removed. Accordingly, the wiring section and alligator clips can be used multiple times.
제1 단계(S100)에서 진공 챔버에 측정 대상 소자를 제공하기에 앞서 진공 챔버 내 방사선량을 확인하는 작업이 수행될 수 있다. 또한, 방사선량이 기준치 이하인 경우에만 진공 챔버가 열리도록 제어될 수 있다.In the first step (S100), the amount of radiation in the vacuum chamber may be checked prior to providing the element to be measured in the vacuum chamber. Additionally, the vacuum chamber can be controlled to open only when the radiation dose is below the standard value.
제1 단계(S100)에서 진공 챔버 내에 측정 대상 소자를 위치시킨 후, 진공 챔버를 다시 밀폐하고 진공 챔버 내에 진공 환경을 만들 수 있다. 진공 환경은 진공 챔버 내에 있는 공기를 흡입 제거함으로써 조성될 수 있다.After placing the element to be measured in the vacuum chamber in the first step (S100), the vacuum chamber can be resealed and a vacuum environment can be created within the vacuum chamber. A vacuum environment can be created by suctioning and removing air within the vacuum chamber.
다음으로, 제2 단계(S200)에서 측정 대상 소자의 전기적 특성을 측정할 수 있다. 전기적 특성 측정은 측정 대상 소자에 전원 및/또는 구동 신호를 인가하면서 결과 값을 확인하는 형태로 수행될 수 있다.Next, in the second step (S200), the electrical characteristics of the device to be measured can be measured. Electrical characteristic measurement may be performed by applying power and/or driving signals to the device being measured and checking the result.
다음으로, 제3 단계(S300)에서 방사부재를 이용하여 측정 대상 소자에 방사선을 조사한다.Next, in the third step (S300), radiation is irradiated to the element to be measured using a radiation member.
제2 단계(S200)와 제3 단계(S300)는 동시에 수행될 수 있다. 이때 동시에 수행된다는 것은 제2 단계(S200)의 시작, 종료와 제3 단계(S300)의 시작, 종료가 일치하는 것 외에도 제2 단계(S200)와 제3 단계(S300)가 동시간에 함께 수행되는 구간이 존재한다는 것을 의미한다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따르면 방사선 조사를 수행하면서 측정 대상 소자의 전기적 특성을 측정할 수 있다.The second step (S200) and the third step (S300) may be performed simultaneously. At this time, being performed simultaneously means that not only the start and end of the second step (S200) and the start and end of the third step (S300) coincide, but also the second step (S200) and the third step (S300) are performed at the same time. This means that a section exists. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, the electrical characteristics of the device to be measured can be measured while irradiating radiation.
측정 대상 소자는 기판 상에 제공된 소스 전극; 상기 소스 전극과 이격되어 제공되는 드레인 전극; 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이에 제공되어 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극을 연결하는 활성층; 및 상기 활성층과 이격되어 제공되는 게이트 전극을 포함하는 것일 수 있다. 이때 소자 성능 측정 방법은 상기 활성층에 방사선이 조사되었을 때 상기 활성층의 전기적 특성 변화를 조사하는 형태로 수행될 수 있다.The device to be measured includes a source electrode provided on a substrate; a drain electrode provided to be spaced apart from the source electrode; an active layer provided between the source electrode and the drain electrode to connect the source electrode and the drain electrode; And it may include a gate electrode provided to be spaced apart from the active layer. At this time, the device performance measurement method may be performed by examining changes in electrical characteristics of the active layer when radiation is irradiated to the active layer.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 소자 성능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 8 is a graph showing device performance measurement results according to an embodiment of the present invention.
도 8과 같이 Zinc indium tin oxide (ZITO) 박막트랜지스터를 방사선 조사 이전에 transfer curve를 한 사이클을 측정한 후, 양성자 조사를 시작함과 동시에 그 다음 transfer cycle 측정을 이어갈 수 있다. 그 결과, Ids 전류와 누설 전류가 증가하였으며, 조사가 끝난 후에 소자 성능이 회복됨을 확인하였다.As shown in Figure 8, after measuring the transfer curve of the zinc indium tin oxide (ZITO) thin film transistor for one cycle before irradiation, the next transfer cycle can be measured at the same time as proton irradiation begins. As a result, Ids current and leakage current increased, and it was confirmed that device performance was recovered after irradiation was completed.
이와 같이 본 발명에 따르면 방사선 조사와 전기적 특성 조사를 동시에 수행할 수 있으며, 방사선 조사 및 전기적 특성 조사를 다회 연속적으로 수행하는 것도 가능하다.In this way, according to the present invention, radiation irradiation and electrical property irradiation can be performed simultaneously, and it is also possible to continuously perform radiation irradiation and electrical property irradiation multiple times.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art or have ordinary knowledge in the relevant technical field should not deviate from the spirit and technical scope of the present invention as set forth in the claims to be described later. It will be understood that the present invention can be modified and changed in various ways within the scope of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to what is described in the detailed description of the specification, but should be defined by the scope of the patent claims.
100: 측정 대상 소자 101: 기판
102: 게이트 전극 103: 활성층
104: 소스 전극 105: 드레인 전극
106a, 106b: 절연층 200: 진공 챔버
300: 방사 부재 400: 배선부
410: 엘리게이터 클립 421: 내부 배선
422: 외부 배선 500: 피드 어댑터
510: 피드 어댑터 케이스 511: 피드 어댑터 입구
512: 피드 어댑터 출구 520: 피드 어댑터 홀더
530: 피드 어댑터 핀 540: 피드 어댑터 커버
600: 측정 부재100: element to be measured 101: substrate
102: gate electrode 103: active layer
104: source electrode 105: drain electrode
106a, 106b: insulating layer 200: vacuum chamber
300: Radiating member 400: Wiring portion
410: Alligator clip 421: Internal wiring
422: External wiring 500: Feed adapter
510: Feed adapter case 511: Feed adapter inlet
512: Feed adapter outlet 520: Feed adapter holder
530: Feed adapter pin 540: Feed adapter cover
600: Absence of measurement
Claims (10)
상기 진공 챔버 내에 제공되어 상기 측정 대상 소자에 방사선을 조사하는 방사 부재;
상기 진공 챔버 외부의 측정 부재를 상기 측정 대상 소자와 전기적으로 연결하는 배선부; 및
상기 진공 챔버 일측에 상기 진공 챔버의 외벽을 관통하도록 제공되고, 상기 진공 챔버의 외벽과 밀착하여 상기 진공 챔버 내부의 진공 상태를 유지하며 상기 진공 챔버 내부로 상기 배선부를 제공하는 피드 어댑터를 포함하고,
배선부는 피드 어댑터를 관통하도록 제공되고 일측에서 측정 대상 소자와 연결되며 타측에서 측정 부재와 연결되고,
상기 배선부는 상기 측정 대상 소자에 전력을 공급하는 동시에, 상기 방사 부재로부터 방사된 방사선에 노출되었을 때의 상기 측정 대상 소자의 전기적 특성 변화를 상기 측정 부재로 송출하고,
상기 피드 어댑터는
피드 어댑터 입구와 피드 어댑터 출구를 갖는 피드 어댑터 케이스;
상기 피드 어댑터 케이스의 상기 피드 어댑터 입구와 상기 피드 어댑터 출구 사이에 제공되며, 상기 피드 어댑터 입구에서 상기 피드 어댑터 출구 방향으로 연장된 피드 어댑터 홀더;
상기 피드 어댑터 입구쪽에 제공되어 상기 피드 어댑터 케이스의 일측을 커버하는 피드 어댑터 커버; 및
상기 피드 어댑터 홀더 및 상기 피드 어댑터 커버를 관통하는 피드 어댑터 핀을 포함하고,
상기 피드 어댑터 홀더는 신축성을 가져 상기 피드 어댑터 홀더를 관통하는 상기 피드 어댑터 핀과 밀착되고, 상기 피드 어댑터 커버는 상기 피드 어댑터 핀과 밀착되는 동시에 상기 피드 어댑터 케이스의 입구쪽을 밀폐하여 상기 진공 챔버 내부의 진공 상태를 유지하는, 소자 성능 측정 장치.A vacuum chamber in which the element to be measured is provided;
a radiation member provided in the vacuum chamber to irradiate radiation to the element to be measured;
a wiring unit electrically connecting a measurement member outside the vacuum chamber to the measurement target element; and
A feed adapter is provided on one side of the vacuum chamber to penetrate the outer wall of the vacuum chamber, maintains a vacuum state inside the vacuum chamber by being in close contact with the outer wall of the vacuum chamber, and provides the wiring portion into the vacuum chamber,
The wiring portion is provided to penetrate the feed adapter and is connected to the measurement target element on one side and the measurement member on the other side,
The wiring unit supplies power to the element to be measured and simultaneously transmits changes in electrical characteristics of the element to be measured when exposed to radiation emitted from the radiating member to the measurement member,
The feed adapter is
a feed adapter case having a feed adapter inlet and a feed adapter outlet;
a feed adapter holder provided between the feed adapter inlet and the feed adapter outlet of the feed adapter case, and extending from the feed adapter inlet toward the feed adapter outlet;
a feed adapter cover provided at the feed adapter inlet to cover one side of the feed adapter case; and
It includes a feed adapter pin penetrating the feed adapter holder and the feed adapter cover,
The feed adapter holder has elasticity and is in close contact with the feed adapter pin penetrating the feed adapter holder, and the feed adapter cover is in close contact with the feed adapter pin and at the same time seals the entrance side of the feed adapter case to the inside of the vacuum chamber. A device performance measurement device that maintains a vacuum state.
상기 배선부는 상기 진공 챔버 내부에 제공된 내부 배선 및 상기 진공 챔버 외부에 제공된 외부 배선을 포함하고,
상기 내부 배선은 상기 피드 어댑터 핀의 일측과 상기 측정 대상 소자를 연결하고,
상기 외부 배선은 상기 피드 어댑터 핀의 타측과 상기 측정 부재를 연결하는, 소자 성능 측정 장치.According to paragraph 1,
The wiring unit includes internal wiring provided inside the vacuum chamber and external wiring provided outside the vacuum chamber,
The internal wiring connects one side of the feed adapter pin and the element to be measured,
The external wiring connects the other side of the feed adapter pin and the measurement member.
상기 배선부의 적어도 일측에는 피벗운동에 의하여 상기 측정 대상 소자에 고정되는 엘리게이터 클립이 제공되는, 소자 성능 측정 장치.According to paragraph 1,
An device performance measuring device, wherein at least one side of the wiring portion is provided with an alligator clip that is fixed to the device to be measured through a pivot movement.
상기 측정 대상 소자는
기판 상에 제공된 소스 전극;
상기 소스 전극과 이격되어 제공되는 드레인 전극;
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이에 제공되어 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극을 연결하는 활성층; 및
상기 활성층과 이격되어 제공되는 게이트 전극을 포함하는, 소자 성능 측정 장치.According to paragraph 1,
The device to be measured is
A source electrode provided on a substrate;
a drain electrode provided to be spaced apart from the source electrode;
an active layer provided between the source electrode and the drain electrode to connect the source electrode and the drain electrode; and
A device performance measurement device comprising a gate electrode provided and spaced apart from the active layer.
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 각각은 상기 배선부와 연결되고,
상기 방사 부재는 상기 활성층에 방사선을 조사하는, 소자 성능 측정 장치.According to clause 5,
Each of the source electrode and the drain electrode is connected to the wiring portion,
A device performance measurement device, wherein the radiation member irradiates radiation to the active layer.
상기 측정 대상 소자와 상기 진공 챔버의 내벽 사이에 제공되는 카본 테이프 및 폴리이미드 테이프를 더 포함하는, 소자 성능 측정 장치.According to paragraph 1,
Device performance measuring device further comprising a carbon tape and a polyimide tape provided between the device to be measured and the inner wall of the vacuum chamber.
상기 배선부는 상기 진공 챔버의 내벽을 따라 제공되는, 소자 성능 측정 장치.According to paragraph 1,
The device performance measuring device wherein the wiring portion is provided along the inner wall of the vacuum chamber.
상기 측정 대상 소자의 전기적 특성을 측정하는 제2 단계; 및
진공 상태에서 상기 측정 대상 소자에 방사 부재를 이용하여 방사선을 조사하는 제3 단계를 포함하고,
상기 방사선은 알파선, 베타선, 감마선, 중성자선 및 이들의 조합으로부터 선택된 입자선(particle beam)과 전자기파(Electromagnetic wave)이고,
상기 제2 단계는 상기 제3 단계 수행 전부터 수행 후까지 연속적으로 수행되어, 상기 측정 대상 소자 작동 중 방사선 조사에 따른 상기 측정 대상 소자의 전기적 특성 변화를 측정할 수 있는, 소자 성능 측정 방법.A first step of providing a measurement target element in a vacuum chamber;
A second step of measuring electrical characteristics of the device to be measured; and
A third step of irradiating radiation to the measurement target element in a vacuum using a radiation member,
The radiation is a particle beam and an electromagnetic wave selected from alpha rays, beta rays, gamma rays, neutron rays, and combinations thereof,
The second step is performed continuously from before to after the third step, and is capable of measuring changes in electrical characteristics of the device to be measured due to radiation irradiation during operation of the device.
상기 측정 대상 소자는
기판 상에 제공된 소스 전극;
상기 소스 전극과 이격되어 제공되는 드레인 전극;
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이에 제공되어 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극을 연결하는 활성층; 및
상기 활성층과 이격되어 제공되는 게이트 전극을 포함하고,
상기 활성층에 방사선이 조사되었을 때 상기 활성층의 전기적 특성 변화를 조사하는, 소자 성능 측정 방법.According to clause 9,
The device to be measured is
A source electrode provided on a substrate;
a drain electrode provided to be spaced apart from the source electrode;
an active layer provided between the source electrode and the drain electrode to connect the source electrode and the drain electrode; and
It includes a gate electrode provided to be spaced apart from the active layer,
A device performance measurement method that investigates changes in electrical properties of the active layer when radiation is irradiated to the active layer.
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