KR20220013816A - Apparatus and method for analysing device function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소자 성능 측정 장치 및 소자 성능 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring device performance and a method for measuring device performance.
최근 우주환경에서 존재하는 방사선 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 양성자에 대한 전자 소자의 안정성이 대두되고 있으며, 이에 따라 많은 관련 연구들이 수행되고 있다.Recently, stability of electronic devices against protons, which accounts for the largest proportion of radiation in the space environment, has emerged, and many related studies are being conducted accordingly.
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 an electric charge in the transistor insulator layer, which causes a shift in the threshold voltage and an increase in leakage current. Also, in 2015, a research team at Penn State University in the United States investigated the effect of gamma rays on ZnO-based transistors. They confirmed that the electric field remaining in the thin film transistor back channel attracts ions or electrons of radiation as the cause of device performance degradation. It has been tried 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 measurement was performed after all radiation was irradiated. If the device is measured after all radiation is irradiated, there is a problem in that the effect of radiation irradiation on the operating state of the device cannot be accurately grasped. However, there is no field measurement research on proton irradiation, which is a particle beam, and it is difficult to measure the effect of radiation irradiation on device performance in real time because an experimental device capable of such a measurement has not been developed. Accordingly, in the present invention, an experimental apparatus capable of measuring an electronic device in real time in various radiation environments including a proton beam was invented.
본 발명은 방사선 조사가 소자 성능에 미치는 영향을 확인할 수 있는 소자 성능 측정 장치 및 소자 성능 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a device performance measuring device and device performance measuring method capable of confirming the effect of radiation on device performance.
또한, 본 발명은 소자 작동 중 방사선 조사가 소자 성능에 미치는 영향을 실시간으로 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object 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 an embodiment of the present invention, a vacuum chamber in which a measurement target element is provided; a radiation member irradiating radiation to the measurement target element; a wiring part electrically connecting the measuring member outside the vacuum chamber to the measuring target device; and a feed adapter provided on one side of the vacuum chamber to maintain a vacuum state inside the vacuum chamber and provide the wiring part into the vacuum chamber, wherein the wiring part supplies power to the measurement target device and at the same time, the radiation An apparatus for measuring device performance is provided, which transmits, to the measurement member, a change in electrical characteristics of the device 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 an 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, the feed adapter holder extending in a direction from the feed adapter inlet to the feed adapter outlet; and a feed adapter pin passing through 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 an 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 measurement target device, and the external wiring is the other side of the feed adapter pin and an element performance measuring device connecting the measuring member.
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 an embodiment of the present invention, at least one side of the wiring portion is provided with an alligator clip that is physically coupled to at least a portion of the element to be measured by a pivot movement, an apparatus for measuring device performance is provided.
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 an 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 an embodiment of the present invention, each of the source electrode and the drain electrode is connected to the wiring part, and the radiation member irradiates the active layer with radiation, an apparatus for measuring device performance is provided.
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 an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for measuring device performance, further comprising a carbon tape and a polyimide tape provided between the device to be measured and an 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 an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for measuring device performance, wherein the wiring part is provided along an 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 an embodiment of the present invention, a first step of providing a measurement target element in a vacuum chamber; a second step of measuring electrical characteristics of the measurement target device; and a third step of irradiating radiation to the measurement target device in a vacuum state using a radiation member, wherein the second step is continuously performed before and after the third step is performed, the device performance measurement method is provided 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 an 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 spaced apart from the active layer, and irradiating a change in electrical properties of the active layer when the active layer is irradiated with radiation, a device performance measurement method is provided.
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 an embodiment of the present invention, the device performance measuring device provides an electrical connection to the device while providing a stable and safe environment for irradiating radiation, 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 an embodiment of the present invention, since the device measuring device has a structure capable of providing a simple and stable electrical connection to the device to be measured, the convenience of measuring operation is excellent.
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 a device measuring device according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of a feed adapter according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of the feed adapter according to FIG. 2 ;
4 is an enlarged cross-sectional view of a feed adapter according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a connection relationship between a wiring unit, a feed adapter, and a measuring member according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a measurement target device and a wiring unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method for measuring device performance according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating a device performance measurement result 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 have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and 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, it is possible to simultaneously irradiate radiation while providing an electrical connection to the measurement target device provided in the vacuum chamber. Accordingly, it is possible to check and measure in real time how the device performance changes when the device to be measured is irradiated with radiation during operation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 측정 장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a device measuring 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.The device measuring device is a device for measuring the performance, particularly, the electrical properties of the device to be measured. Since the device measuring device uses radiation, it may be provided with safety measures to prevent radiation leakage. For example, the device measuring device may be provided inside a radiation shielded space and may be operated remotely. In addition, the members used in the device measuring device can be safely processed according to the rules for 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
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
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
측정 대상 소자(100)는 성능 측정을 위해 진공 챔버(200) 내부에 제공된다.The device to be measured 100 is provided inside the
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
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 inside of the
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.A wall forming the
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 surfaces of the
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
진공 챔버(200) 내부에는 측정 대상 소자(100)에 방사선을 조사하기 위한 방사 부재(300)가 제공된다.A
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
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
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
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
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
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.An electrical connection is provided to the
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
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
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
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
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
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 measuring
배선부(400)는 피드 어댑터(500)를 통해 진공 챔버(200) 내부까지 연결된다.The
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
피드 어댑터(500)의 구성에 대한 더 자세한 내용은 후술하고자 한다.More details on the configuration of the
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 the device to be measured 100 is provided in the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 어댑터를 확대 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2에 따른 피드 어댑터의 평면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view of a feed adapter according to an embodiment of the present invention. 3 is a plan view of the feed adapter according to FIG. 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.2 and 3 , the
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
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
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
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
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
피드 어댑터 케이스(510) 안쪽의 빈 공간에는 피드 어댑터 홀더(520)가 제공될 수 있다. A
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.A
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
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
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
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
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
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.A plurality of feed adapter pins 530 may be provided as can be seen in the drawings. The plurality of feed adapter pins 530 may be independently connected to different wires of the wire unit. A plurality of feed adapter pins 530 are provided to be spaced apart from each other in the
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 an embodiment of the present invention, a
이하에서는 상술한 피드 어댑터의 다른 형태에 대하여 더 살펴보고자 한다.Hereinafter, we will look at another form of the above-described feed adapter.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 어댑터를 확대 도시한 단면도이다.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
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
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
이하에서는 피드 어댑터(500)와 다른 구성 요소간 연결 관계에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.Hereinafter, the connection relationship between the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선부, 피드 어댑터, 및 측정 부재간 연결 관계를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a connection relationship between a wiring unit, a feed adapter, and a measuring 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
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 such that the
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
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
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
외부 배선(422)은 연장되어 피드 어댑터 핀(530)의 타측과 측정 부재(600)를 연결한다.The
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 in and out of the vacuum chamber without worrying about leakage of radioactive particles. . In particular, by using a mechanical device on both sides of the feed adapter pins to connect the internal wiring and the external wiring, the operation convenience of the device is very excellent. In addition, since an alligator clip is provided on one side of the internal wiring, the internal wiring can be used multiple times and an electrical connection can be conveniently provided to the device to be measured.
이상에서는 피드 어댑터 및 배선부의 제공 형태에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 측정 대상 소자의 형태에 대하여 살펴보고자 한다.In the above, the form of providing the feed adapter and the wiring unit has been reviewed. Hereinafter, the shape of the device to be measured will be examined.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 대상 소자와 배선부를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a measurement target device and a wiring unit according to an embodiment of the present invention.
도 6에 따르면, 측정 대상 소자(100)는 박막 트랜지스터일 수 있다. Referring to FIG. 6 , the
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
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, the
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
기판(101) 상에는 게이트 전극(102)이 제공된다.A
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
활성층(103)은 소스 전극(104)과 드레인 전극(105) 사이에 제공되며, 게이트 전극(102)으로부터 전계를 인가받았을 때 전기 전도성을 나타낸다.The
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
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
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
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
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 measuring device connects a wiring part to each of the
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 unit and the
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.In measuring device performance, power may be applied to the device to be measured by the wiring unit connected to the
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 a normal state, the
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 apparatus may measure and confirm whether a current is detected in the
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 to the insulating
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 and top-contact structure in which the
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.For the above transistor measurement, not only the 3-terminal measurement that electrically connects the
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, an apparatus for measuring device performance according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a method for measuring device performance using a device performance measuring device will be described.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소자 성능 측정 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating 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 measurement target device in a vacuum chamber, a second step ( S200 ) of measuring electrical characteristics of the measurement target device, and a measurement target device in a vacuum state and a third step (S300) of irradiating the radiation using the radiation member. In performing the device performance measurement method, the second step ( S200 ) is continuously performed from before the third step ( S300 ) to after the performance.
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 measurement target device is first provided in a vacuum chamber. In order to provide the device to be measured, one side of the vacuum chamber may be opened and the device to be measured may be positioned. In this case, the measurement target device may be provided in the form of being attached to a designated wall surface of the vacuum chamber. Attachment of the device to be measured can be performed using a carbon tape or a 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 device 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 the feed adapter. When the wiring unit includes the alligator clip, an electrical connection can be easily formed by mechanically fixing the alligator clip to the device to be measured. In addition, when the element to be measured is removed, the alligator clip may be mechanically separated and only the element to be measured may be removed. Thus, the wiring part and the alligator clip 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), prior to providing the measurement target device to the vacuum chamber, the operation of checking the radiation dose in the vacuum chamber may be performed. In addition, the vacuum chamber may be controlled to open only when the radiation dose is less than or equal to a reference 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 positioning the device to be measured in the vacuum chamber in the first step ( S100 ), the vacuum chamber may be closed again and a vacuum environment may be created in the vacuum chamber. A vacuum environment may be created by sucking and removing air in 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 may be measured. Electrical characteristic measurement may be performed in the form of checking a result value while applying power and/or a driving signal to the device to be measured.
다음으로, 제3 단계(S300)에서 방사부재를 이용하여 측정 대상 소자에 방사선을 조사한다.Next, in the third step (S300), the radiation is irradiated to the measurement target element by using the 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 at the same time means that the start and end of the second step (S200) and the start and end of the third step (S300) coincide, as well as the second step (S200) and the third step (S300) are performed together at the same time This means that there is a section where Accordingly, according to an embodiment of the present invention, it is possible to measure the electrical characteristics of the device to be measured while irradiating the 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 a gate electrode provided to be spaced apart from the active layer. In this case, the device performance measurement method may be performed in the form of irradiating changes in electrical properties 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.8 is a graph illustrating a device performance measurement result 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 FIG. 8, after measuring one cycle of the transfer curve of the Zinc indium tin oxide (ZITO) thin film transistor prior to irradiation with radiation, the measurement of the next transfer cycle can be continued at the same time as starting proton irradiation. 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.As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously perform radiation irradiation and electrical property irradiation, and it is also possible to continuously perform radiation irradiation and electric 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 above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those with ordinary skill in the art will not depart from the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later. It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the scope of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the 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 part
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: measurement member
Claims (10)
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 장치.a vacuum chamber in which the device to be measured is provided;
a radiation member irradiating radiation to the measurement target element;
a wiring part electrically connecting the measuring member outside the vacuum chamber to the measuring target device; and
and a feed adapter provided on one side of the vacuum chamber to maintain a vacuum state inside the vacuum chamber and provide the wiring part into the vacuum chamber,
and the wiring unit supplies electric power to the element to be measured and transmits a change in electrical characteristics of the element to be measured when exposed to radiation emitted from the radiation member to the measurement member.
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 장치.According to claim 1,
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 to the feed adapter outlet; and
and a feed adapter pin passing through the feed adapter holder.
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 장치.3. The method of claim 2,
The wiring unit includes an internal wiring and an external wiring,
The internal wiring connects one side of the feed adapter pin and the device to be measured,
The external wiring connects the other side of the feed adapter pin and the measuring member.
상기 배선부의 적어도 일측에는 피벗운동에 의하여 상기 측정 대상 소자의 적어도 일부와 물리적으로 결합하는 엘리게이터 클립이 제공되는, 소자 성능 측정 장치.The method of claim 1,
At least one side of the wiring unit is provided with an alligator clip that is physically coupled to at least a portion of the element to be measured by 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 claim 1,
The measurement target device is
a source electrode provided on the 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
and a gate electrode provided to be 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.6. The method of claim 5,
each of the source electrode and the drain electrode is connected to the wiring part;
The radiation member irradiates radiation to the active layer, device performance measurement device.
상기 측정 대상 소자와 상기 진공 챔버의 내벽 사이에 제공되는 카본 테이프 및 폴리이미드 테이프를 더 포함하는, 소자 성능 측정 장치.According to claim 1,
The device performance measuring device further comprising a carbon tape and a polyimide tape provided between the device to be measured and an inner wall of the vacuum chamber.
상기 배선부는 상기 진공 챔버의 내벽을 따라 제공되는, 소자 성능 측정 장치.According to claim 1,
and the wiring portion is provided along an 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 제2 단계는 상기 제3 단계 수행 전부터 수행 후까지 연속적으로 수행되는, 소자 성능 측정 방법.A first step of providing a measurement target element in the vacuum chamber;
a second step of measuring electrical characteristics of the measurement target device; and
A third step of irradiating radiation using a radiation member to the element to be measured in a vacuum state,
The second step is continuously performed from before to after the third step is performed, the device performance measurement method.
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.10. The method of claim 9,
The measurement target device is
a source electrode provided on the 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
and a gate electrode provided to be spaced apart from the active layer,
A method for measuring device performance, for irradiating changes in electrical properties of the active layer when the active layer is irradiated with radiation.
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