126 research outputs found
์ผ๋ถ ๋์ ์์ ์ฅ์ ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ์ ํฌํจํ ์ ์์ ๋ฌผ์ง ๋ฐ ์ผ์ฐํํ์, ์ด ํ๋ฐ์ฑ ์ ๊ธฐํํฉ๋ฌผ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ
ํ์๋
ผ๋ฌธ(์์ฌ) -- ์์ธ๋ํ๊ต๋ํ์ : ๋ณด๊ฑด๋ํ์ ํ๊ฒฝ๋ณด๊ฑดํ๊ณผ, 2022. 8. ์ค์ถฉ์.์ฐ๊ตฌ ๋ฐฐ๊ฒฝ: ์ ํต์ ์ธ ๋์๊ธฐ๋ฅผ ์ ์กฐํ๋ ์์
์ฅ์ ์์ฌ๋ฃ ์ ํ ์ ์ ์ฝ์ผ๋ก ๋์๊ธฐ๋ฅผ ๋น๊ณ , ๊ทธ๊ฒ๋ค์ ๊ฐ๋ง์ ์์ฑํ๋ ๊ณผ์ ์์ ๊ฑด๊ฐ์์ ์
์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์
์์ ๋ฌผ์ง๊ณผ ๊ฐ์ค์ ๋ฌผ์ง์ด ๋ฐ์๋๋ค. ํ์ง๋ง, ์ฌ๋ฌ๊ฐ์ง ์์
๊ณต์ ๊ณผ ๊ฐ๋ง ์ข
๋ฅ๋ณ๋ก ์ํ๋ ๋
ธ์ถํ๊ฐ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ง๊น์ง๋ ๋ถ์กฑํ ์ค์ ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฐ๋ง ์ข
๋ฅ๋ณ๋ก ๋ฐ์ํ๋ ์ผ์ฐํํ์์ ์ด ํ๋ฐ์ฑ ์ ๊ธฐํํฉ๋ฌผ(TVOCs)๋ฅผ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ํ๊ณ , ๊ฐ๋ง ์ข
๋ฅ์ ์์
๊ณต์ ๋ณ๋ก ๋์ ์์
์ฅ์์ ๋ฐ์ํ๋ ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ์ ํฌํจํ๋ ์
๊ฒฝ ๋ถํฌ๋ณ ์
์์ ๋ฌผ์ง์ ๋
ธ์ถ ์์ค์ ํ๊ฐํ๋๋ฐ ๋ชฉ์ ์ด ์๋ค. ๋ํ, ์
์์ ๋ฌผ์ง๋ค์ ๋
ธ์ถ ์์ค์ ๋ณํ์ํค๋ ์์ธ๋ค๋ ํ๊ฐํ๊ณ ์ ํ๋ค.
์ฐ๊ตฌ ๋ฐฉ๋ฒ: ๋ํ๋ฏผ๊ตญ์ ์์ฌํ ์๊ท๋ชจ ๋์ ๊ณต๋ฐฉ, ๋ฏธ์ ๋ํ๊ต ๊ณต์๊ณผ ์ค๊ธฐ์ค, ์ฅ์ ์ค๋ฆ๊ฐ๋ง์ ๊ทธ๊ณณ์์ ์์
ํ๋ ๋์๊ฐ๋ค์ ๋์์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํ์๋ค. ๊ฐ์ธ์๋ฃ๋ ์ด๋ถ์ง๊ณผ ํธํก์ฑ ๋ถ์ง, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ์ ์ธก์ ํ์ฌ ๋ถ์ํ์๋ค. ์ง์ญ ์๋ฃ๋ก๋ ๊ฐ๊ฐ์ ์์
์ฅ์์ ๊ฐ๋ง ๊ทผ์ฒ์์, ์ด๋ถ์ง๊ณผ ํธํก์ฑ ๋ถ์ง, ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ, 10nm~10,000nm์ ์
๊ฒฝ๋ถํฌ๋ฅผ ์ง๋ ์
์์ ๋ฌผ์ง, ์ผ์ฐํํ์, TVOCs์ ์ธก์ ํ์๋ค. ์ด๋ถ์ง, ํธํก์ฑ ๋ถ์ง์ ์ ์ ์ ์ธ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ฌ๊ณผ์ง๋ฅผ ์ค๋ ํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํธํก์ฑ ๋ถ์ง์ ํฌ์งํ ํํฐ๋ ํธ๋ฆฌ์ ๋ณํ ์ ์ธ์ ๋ถ๊ด๋ฒ(FT-IR)๋ฅผ ํ์ฉํ์ฌ ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ ๋ถ์์ ์ฌ์ฉ๋์๋ค. 10-10,000 nm ์
์ ํฌ๊ธฐ ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ฐ๋ ์
์๋ ๊ดํ ์
์ ๊ณ์๊ธฐ(OPS)์ ๋ณ๋ ฌ๋ก ์ค์น๋ ๋๋
ธ ์์ด๋ก์กธ ์
๊ฒฝ๋ถํฌ ์ธก์ ๊ธฐ(SMPS)์ ์ํด ๋ถ์๋์๋ค. ์ผ์ฐํํ์ ๋ฐ TVOCs๋ ๊ด์ด์จํ ๊ฐ์ง๊ธฐ์ ์ค๋ด ๊ณต๊ธฐ์ง ์ธก์ ๊ธฐ(IAQ-Calc)๋ก ๋ถ์๋์๋ค.
์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ: ์ธ ๊ณณ์ ๋์ ์์
์ค์์ ์ธก์ ํ ์ด๋ถ์ง, ํธํก์ฑ๋ถ์ง, ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ์ ๊ธฐํํ๊ท ์ 146.46 ฮผg/m3, 49.10 ฮผg/m3, 1.89 ฮผg/m3 ์ด์๋ค. ๊ทธ ์ค 4๊ฐ์ ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ ๊ฐ์ธ์๋ฃ์ ๋๋๋ ACGIH TLV์ ์ด๊ณผํ์ผ๋ฉฐ, 4๊ฐ ์๋ฃ ๋ชจ๋ ์ฑํ&์ ํ ์์
์ด์๋ค. ์๊ท๋ชจ ๋์๊ธฐ ๊ณต๋ฐฉ์ ์ ๊ธฐ๊ฐ๋ง์์ 10 nmโ420 nm์ ์ง๊ฒฝ์ ๊ฐ๋ ์
์ ์ ๋๋๋ ์ด๋ฒ ์์ฑ ์ค๊ธฐ ๋์ ์๋ถ ๋ฐฐ์ถ๊ตฌ๊ฐ ์ด๋ ค ์์ ๋(1.61 ร 10^5)๊ฐ ๋ซํ์์ ๋(2.16 ร 10^4)๋ณด๋ค ์ฝ 7.5๋ฐฐ ๋ ๋์๋ค. ๋ฏธ์ ๋ ๋์๊ณผ์์๋, ์ ์ฝ ๋ถ๋ง์ ๋ฌผ๊ณผ ์๊ณ ๋๋ฆด๋ก ํผํฉํ๋ ์ฅ์์ธ ์ ์ฝ ๋ฒค์น(5.61 ร 10^4)์์์ ์
์ ์๋๋(10 nm-420 nm)๊ฐ ์ ์ฝ ์คํ๋ ์ด ๋ถ์ค (6.73 ร 10^3)์ ์
์ ์๋๋ ๋ณด๋ค ์ฝ 8.3๋ฐฐ ๋์๋ค. ์ผ์ฐํํ์ ๋๋๋ ์ ๊ธฐ์ฐํ(์ด๋ฒ ์์ฑ)์์ ํ๊ท ๊ณผ ์ต๊ณ ๋๋ ๋ชจ๋ ๊ฐ๊ฐ 3.55 ppm, 23.7 ppm์ผ๋ก ๊ฐ์ฅ ๋์๋ค. ๋ฐ๋ฉด์, TVOCs ๋๋๋ ์ฅ์ ๊ฐ๋ง(2์ธต ~ ์ต๊ณ ์ธต)์์ ํ๊ท ๊ณผ ์ต๊ณ ๋๋ ๋ชจ๋ ๊ฐ๊ฐ 5,732.31 ppb, 12,034 ppb๋ก ๊ฐ์ฅ ๋๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
๊ฒฐ๋ก : ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ๋์๊ธฐ ์ ์กฐ ๊ณต์ ๊ณผ ๊ฐ๋ง ์ข
๋ฅ๋ณ๋ก ์ผ๋ถ ์
์์ ๋ฌผ์ง์ ๋๋์์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ ๊ฒ๊ณผ, ํธํก์ฑ ์ ๋ฆฌ๊ท์ฐ์ ํฌํจํ ์
์์ ๋ฌผ์ง, ์ผ์ฐํํ์ ๋ฐ TVOC๊ฐ ๋์๊ฐ์๊ฒ ๋
ธ์ถ๋ ์ ์์์ ํ์ธํ์๋ค. ์ค์ ๋ก ์ ๊ธฐ์ฐํ๊ฐ๋ง์ ์๋ถ๋ฐฐ์ถ๊ตฌ ๊ฐ๋ฐฉ ์ฌ๋ถ, ์ ์ฝ ์คํ๋ ์ด ์ ๊ตญ์๋ฐฐ๊ธฐ์ ์๋, ๊ฐ๋ง์ ์ฅ์์ ๋ฃ๋ ์๊ฐ ๊ฐ๊ฒฉ ๋ฑ์ด ๊ฐ์ข
์ ํด๋ฌผ์ง ๋๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ์ ์์์ ํ์ธํ์๋ค. ์ด์ฒ๋ผ, ๋์ ์์
์ ์
์์ ๋ฌผ์ง ๋ฐ ์ ํด ๊ฐ์ค ๋ฑ์ ๋
ธ์ถ๋ ์ํ์ฑ์ด ๋์ ๋ฐ, ์ ์ ํ ํธํก ๋ณดํธ๊ตฌ์ ์ฐฉ์ฉ๊ณผ ๊ตญ์๋ฐฐ๊ธฐ์ฅ์น์ ์ค์น๊ฐ ๊ถ์ฅ๋๋ค.Objective: Ceramics with raw clay and glaze are made in traditional pottery workplaces. When firing them in a kiln, particulate matter and gaseous substances that cause adverse health effects are generated. However, exposure assessment studies of the various pottery manufacturing processes or kiln types are insufficient. Therefore, this study aimed to compare the particulate matter concentrations by particle size distribution and respirable crystalline silica (RCS) generated in pottery workplaces by each kiln type and work process, and assess factors that change the concentration levels of particulate matter, monitor carbon monoxide (CO) and total volatile compounds (TVOCs) generated by each kiln type.
Methods: The research was conducted in small-sized pottery workshops in Korea, a college of fine art pottery studio, and an outdoor climbing kiln and included the potters working there. Personal samples for the exposure assessment were collected by measuring total suspended particulates (TSP), respirable suspended particulates (RSP), and RCS. As an area sample, TSP, RSP, RCS, particulates with 10โ10,000 nm particle size distribution, CO, and TVOCs were measured for each workplace and pottery manufacturing process. TSP, RSP were analyzed by the gravimetric analysis using an electronic balance for weighing membrane filters. And filters which collected RSP were used for evaluate RCS by fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Particulates with 10โ10,000 nm particle size distribution were analyzed by a scanning mobility particle sizer (SMPS) installed in parallel with the optical particle sizer (OPS). CO and TVOCs were analyzed by a photoionization detector and an indoor air quality meter (IAQ-Calc).
Results: The TSPโs, RSPโs, and RCSโs geometric mean, except for background concentration, was 146.46 ฮผg/m3, 49.10 ฮผg/m3, and 1.89 ฮผg/m3, respectively. Among those, four personal RCS samplesโ concentration exceeded American conference of governmental industrial hygienists threshold limit values (ACGIH TLV), all of which were shaping and trimming procedures. Particle number concentrations (PNCs) with a diameter of 10 nmโ420 nm were approximately 7.5 times higher when the peepholes were left open (1.61 ร 10^5) than when they were closed (2.16 ร 10^4) during mid-term firing of the electric oxidation kiln of small-sized pottery studio. In addition, the PNC (10 nmโ420 nm) in the glaze dipping bench (5.61 ร 10^4), where the glaze powder was blended with water and mixed with a drill before the unglazed bisqueware was dipped, was 8.3 times higher than that in the glaze spray booth (6.73 ร 10^3) in glaze room of collge of fine arts studio. The CO concentration was the highest in the electric oxidation kiln (when oxidation firing), with average and maximum concentrations of 3.55 ppm and 23.7 ppm, respectively. Conversely, the TVOCs concentration was the highest in the climbing kiln (2ndโtop floor), with average and maximum concentrations of 5,732.31 ppb and 12,034 ppb, respectively.
Conclusion: We confirmed that some particulate matter concentrations differed with the pottery manufacturing process and kiln type. The results showed that particulates including RCS, CO, and TVOCs could be exposed to potters. Indeed, whether the plugs are opened in the electric oxidation kiln, operation of exhaust vent during glaze spraying, and an time interval of adding firewood to the climbing kiln affect the concentration of various hazardous substances. Since there is a high risk of exposure to particulate matter and harmful gases during pottery manufacturing, wearing appropriate personal protective equipment for potters when shaping and trimming the clay and installing the local exhaust system near kilns or glaze spraying booths is recommended.1. Introduction 1
2. Methods 3
2.1. Workplace description 3
2.2. Sampling and evaluating methods 6
2.2.1. Sampling design 6
2.2.2. Evaluating for TSP, RSP and RCS 7
2.2.3. Real-time measurement of particle number concentration 8
2.2.4. Real-time measurement of CO, TVOCs 8
2.3. Statistical methods 9
3. Results 10
3.1. TSP, RSP, and RCS concentrations between study subjects 10
3.2. Number concentration and size distribution of particulates 16
3.3. Concentrations of CO and TVOCs 19
4. Discussion 20
5. Conclusion 25
References 26
Appendix 29
๊ตญ๋ฌธ์ด๋ก 33์
ํํซ ์์์์์ ํซ์บ๋ฆฌ์ด ์ ๋ขฐ์ฑ ๋ถ์
ํ์๋
ผ๋ฌธ (๋ฐ์ฌ) -- ์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ : ๊ณต๊ณผ๋ํ ์ ๊ธฐยท์ ๋ณด๊ณตํ๋ถ, 2021. 2. ์ ํ์ฒ .CMOS ๋ก์ง ์์๋ ํผํฌ๋จผ์ค๋ฅผ ํฅ์์ํค๊ธฐ ์ํด ์ง์์ ์ผ๋ก ์ถ์ํ ๋๊ณ ์๋ค. ํ์ง๋ง ๊ตฌ์กฐ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ค์ ์ถ์ํ์ ๋นํด ๋์ ์ ์์ ์ถฉ๋ถํ ๊ฐ์ํ์ง ์๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์ ๋ด ์์ง ์ ๊ณ๋ ์จ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ์ถ์ธ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ๊ณ์ํด์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋๊ณ ์๋ค. ์ต๊ทผ 3D ์์์ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ง์ด ์งํ๋๊ณ ์์ง๋ง empirical ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋๋ถ๋ถ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ค์ ์ธก์ ์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ด๋ก ์ค์ฌ์ผ๋ก ๋ก์ง ์์์ ํซ์บ๋ฆฌ์ด ์ ๋ขฐ์ฑ์ ๋ถ์ํ์๋ค.
๋จผ์ ํซ์บ๋ฆฌ์ด ๋ชจ๋ธ์ ์ ํ์ฑ์ ํฅ์์ํค๊ธฐ ์ํด์ TCAD ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ electron-electron scattering์ ์ ์ฉํ์๋ค. ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก 3D FinFET์ ์ธก์ ๋ฐ์ดํฐ์ calibration์ ์งํํ์ฌ ๋ชจ๋ธ์ ์ ํฉ์ฑ์ ํ์ธํ์๋ค. calibration ๊ณผ์ ์์๋ ๋ชจ๋ scattering ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๊ณ ๋ คํ๊ธฐ ์ํด ๋ค์ํ ์ ์๊ณผ ์จ๋ ์กฐ๊ฑด์ด ํ์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ค์ํ ์ ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ HCD๋ฅผ ๋ถ์ํ๊ณ , calibration์ ์งํํ์ฌ HCD ๋ชจ๋ธ์ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์ถ์ถํ์๋ค. ๋ค์์ผ๋ก ์ ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ HCD์ ์จ๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ๋ถ์ํ์๋ค. oxide trap๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ interface trap์ ์ ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅธ ์จ๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ๋ณด์ธ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ interface trap์ 3๊ฐ์ง ์ฑ๋ถ์ผ๋ก ๋ถ๋ฆฌํ์ฌ ๊ฐ ์ฑ๋ถ์ ์จ๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ๋ถ์ํ์๋ค. Multiple particle process(MP)๊ณผ field enhanced thermal degradation process(FP)๋ ์ ์ ์กฐ๊ฑด๊ณผ ์๊ด์์ด ์ผ์ ํ ์จ๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ค. ๋ฐ๋ฉด Single particle process(SP)๋ scattering์ ์ํฅ์ ๋ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์จ๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ์ ์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ์จ๋ ๊ฒฝํฅ์ฑ ๋ถ์ ๊ณผ์ ์์๋ calibration์ ์งํํ๋ฉฐ ์ฌ๋ฌ ๋ฒ์ iteration์ ํตํด ๋ค์ํ ์ ์ ๋ฐ ์จ๋๊ฐ ๊ณ ๋ ค๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์ถ์ถํ๋ค. ์ถ์ถ๋ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ์ ์ฉํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๋ชจ๋ธ์ ๊ธฐ์กด์ ๋ชจ๋ธ๋ณด๋ค ๋ ์ ํํ๊ฒ HCD ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์ธกํ์๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ด๋ก ์ ๊ทผ๊ฑฐํ์ฌ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๋ชจ๋ธ ๊ตฌ์ถํจ์ผ๋ก์จ HCD ๋ถ์์ ์ ํ์ฑ์ ํฅ์์์ผฐ๋ค.
ํ์ง๋ง ๊ฐ์ ์กฐ๊ฑด๊ณผ ๋์ ์กฐ๊ฑด์ self-heating ํจ๊ณผ๊ฐ ๋ค๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์๊ฐ ์ค์ CMOS ํ๋ก์ ๋์ ์กฐ๊ฑด์์ interface trap์ ๋ฐ์์ํค๋ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ค๋ฅผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฐ๋ฆฌ๋ ๋์ ์์ญ์์์ ๊ฐ ์ฑ๋ถ์ ๋น์จ๊น์ง ์์ธกํ์๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์ฐ๋ฆฌ๋ 10 nm node ์์์์ nFinFET์ ๋นํด pFinFET์์ ๋์ ์ดํ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ ์์ธ์ ๋ํด ๋ถ์ํ์๋ค. pFinFET์ ์์ค/๋๋ ์ธ ๋ฌผ์ง๋ก SiGe๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ nFinFET์ ๋นํด self-heating ํจ๊ณผ๊ฐ ์ฌํ์ฌ ์์ ์จ๋๊ฐ ๋ ๋๋ค. ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก MP ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ lifetime์ ์จ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ฐ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ MP์ ์ํ ์ดํ ๋ํ ๊ฐ์ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์ ์จ๋๊ฐ ๋ ๋์ pFinFET์์ nFinFET์ ๋นํด ๋ ๋ง์ MP๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค. ํ์ง๋ง nFinFET ๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ pFinFET์์๋ Si-H bond์ electron๊ณผ hole์ด ๋ฐ์ํ์ฌ interface trap์ ์์ฑ์ํค๋ RD ๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค. ๋ํ RD๋ ์จ๋๊ฐ ๋์์๋ก ๋ ๋ง์ ์ดํ๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, pFinFET์์ nFinFET๋ณด๋ค ๋ ๋ง์ ์ดํ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ ํ์์ ์ค๋ช
ํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฐ๋ฆฌ๋ HCD ์กฐ๊ฑด์ด์ง๋ง ์์ ์จ๋๊ฐ ๋์ pFinFET์์ ์ถ๊ฐ์ ์ธ RD ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค๊ณ ์ ์ํ๋ค. ๋ค์ํ ์ ์ ์กฐ๊ฑด์์์ ์ ๋ฅ ์ดํ์จ์ ํตํด ์ฃผ์ ์ดํ ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ถ์ํ์์ผ๋ฉฐ pFinFET์์๋ RD๊ฐ ์ฃผ์ํจ์ ํ์ธํ์๋ค. ๋ํ TCAD ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ด์ฉํ์ฌ HCD ์กฐ๊ฑด์์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ RD๋ฅผ ์์ธกํ์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ RD๋ฅผ ์ ์ธํ ์์ hot carrier ์ฑ๋ถ์ pFinFET๋ณด๋ค nFinFET์์ ๋ ๋ง์ด ๋ฐ์ํ๋ค.CMOS logic devices have been scaled down to improve performance. However, the operating voltage is not sufficiently reduced compared to the scale down in physical dimensions. Therefore, since the electric field and temperature of the device gradually increase, reliability is still a critical issue in logic devices. Recently, many studies on the reliability of 3D devices are being conducted, but most of the studies are related to empirical modeling. Therefore, in this study, based on the actual measurement results, the hot carrier degradation(HCD) reliability of the logic device was analyzed focusing on the physical theory using Technology computer-aided design (TCAD) simulation.
First, electron-electron scattering(EES) was applied to the TCAD simulation to improve the accuracy of the hot carrier model. Additionally, calibration between the measurement data of 14 nm node FinFET and the model was performed to confirm the consistency. The calibration process required various voltage and temperature conditions to account for all scattering mechanisms. Therefore, HCD was analyzed according to various voltage conditions, and the parameters of the HCD model were extracted by calibration process. Next, temperature dependence under various HCD conditions was analyzed. Unlike oxide traps, interface traps show different temperature dependence depending on HCD voltage conditions. Therefore, the interface traps were separated into three components and the temperature dependence was analyzed for each component. Multiple particle process (MP) and Field enhanced thermal degradation process (FP) have a constant temperature dependence regardless of voltage conditions. On the other hand, the temperature dependence of Single particle process (SP) varies depending on the voltage condition because SP is affected by scattering. In the process of temperature dependence analysis, calibration is also performed and parameters considering various voltages and temperatures were extracted through several iterations. The improved model to which the extracted parameters were applied showed more precise prediction of degradation compared to that of the previous model. As a results, accuracy of the HCD analysis was improved by establishing the HCD simulation framework based on physical theories.
However, since the self-heating effect of the acceleration condition and the operation condition are different, the HCD mechanism that occurs in the actual CMOS circuit may also be different. Therefore, we predicted the ratio of each component under operating condition.
Finally, in 10 nm node devices, we analyzed the cause of higher HCD in pFinFETs than in nFinFETs. Self-heating effect is severe in pFinFETs because SiGe is used as the source/drain material which makes the device temperature higher than nFinFETs. Theoretically, because the lifetime of multiple particle(MP) mechanism decreases as temperature increases, degradation due to MP decreases. Therefore, it is difficult for the HCD mechanisms to occur more in pFinFETs which has higher temperature than nFinFETs. However, in pFinFETs unlike nFinFETs, reaction-diffusion (RD) mechanism can occur in which holes react with the electrons of Si-H bonds to generate interface traps. Also, since RD deteriorates more as the temperature increases, the phenomenon that more degradation occurs in pFinFET than nFinFET can be explained by the RD mechanism. Therefore, we propose an additional RD mechanism that is caused by high device temperature in pFinFETs even in HCD condition. Main components were investigated through measurements of current degradation rate in various voltage conditions, and it was found that RD is dominant in pFinFETs. Also, RD that can occur in HCD condition was predicted through TCAD simulation. As a results, degradation due to pure hot carriers without RD occurs more in nFinFETs than in pFinFETs.Abstract i
Chapter 1. Introduction 1
Chapter 2. Hot Carrier Degradation Model 4
2.1. Physical theory 4
2.2. TCAD simulation 8
2.3. Calibration process 14
2.4. Summary 22
Chapter 3. Analysis on Temperature Dependence of HCD 25
3.1. Introduction 25
3.2. Temperature dependence according to acceleration conditions 26
3.3. Calibration process 30
3.4. Mechanism separation 33
3.5. HCD prediction in the nominal voltage 35
3.6. Summary 36
Chapter 4. Comparative Analysis of HCD in nMOS/pMOS FinFET 39
4.1. Introduction 39
4.2. Comparison of HCD in the long/short channel FinFET 40
4.3. Self-heating effect in n/pFinFET 44
4.4. Bias Temperature Instability(BTI) in n/pFinFET 47
4.5. Summary 59
Chapter 5. Conclusion 64
Abstract in Korean 66
List of Publications 69Docto
๊ฒฝ๋ชจ๊ถ(ๆฏๅนๅฎฎ) ์ ๋ก์ ์ฐ๊ตฌ
์! ๋๋ณด์์ฃผ์ ๋ถ๋ชจ์ ์ํ์ ์๋ฒ์ง๋ฅผ ์ฌ์ ์ฌํ์ด ๋์ ๊ฐ์ ์ฌ๋์ด ๋๊ฐ ์๊ฒ ๋๊ฐ? ์ฒ์น(ๅไน)์ ๋ด์์ ๋๋ฆฌ๋ ค ํด๋ ํ๋๊ณผ ๋
์ ๋ฏธ์น ๊ธธ์ด ์๊ณ ๏ผ ํ๋ฃจ ์ธ ๋ฒ ๋ฌธ์ํ๋ ์๋ฒ์ ์ค์ํ ๋ฟ ์ด๋จธ๋ ๋ง์์ ์๋กํด๋๋ฆฌ์ง ๋ชปํ๋ ์์ ์ ์ด๋ฃจ๋ง์ง๋ฉฐ ๋จ๋ชจ๋ฅด๊ฒ ๊ฐ์ด์ํํ ๋ฐ๋ฆ์ด๋ค. ์ด๊ฒ์ด ๋ฌด์จ ์ฌ๋์ด๋ ๋ง์ธ๊ฐ? ๋จ์ ์๋์ด ์์์๊ฒ ๋ฏธ์ณ์ ์ด์ ์ธ์์ ์นญํธ๋ฅผ ์ ํ๊ณ ์ฑ๋ํ ์์์ ๊ณง ๊ฑฐํํ์ฌ ๋๋ผ์ ๊ธฐ์
(ๅบๆฅญ)์ฌ ๋์๋ ๊ฒฝ์ง์ ์ฌ๋ ค๋๊ฒ ๋๋ ํฐ ๋ณต์ ๊ทผ์์ด ์์์ ์ง์ํ ์ ์๋ค. ์ค๋์ผ๋ก ์ธํ์ฌ ์๋ ์ ๋๋ฌ์ผ๋ ์ฌํ๊ณผ ๊ธฐ์จ์ด ๊ต์ฐจํ๋ค.
์ด๋ ์ฌ๋์ธ์(ๆๆผไธๅญ 1735~1762)์ ์๋ค์ธ ์ ์กฐ๊ฐ ์์ ์ ์๋ค์ ์ธ์๋ก ์ฑ
๋ดํ๊ณ ๋์, ๊ฐํ๋ฅผ ๋งํ ๊ฒ์ด๋ค.
๊ฒฝ๋ชจ๊ถ ์ ๋ก์
์ ๋ฐ๋ก ์ฌ๋์ธ์ ์ฌ๋น์ธ ๊ฒฝ๋ชจ๊ถ(ๆฏๆ
ๅฎฎ)์์ ์ ์ฌ์ง๋ผ ๋ ์ฐ์ฃผ๋๋ ์์
์ด๋ค. ใ์์
์๋ณดใ(ไฟๆจๆบ่ญ) ๊ถ 3๊ณผ ๊ถ6์ ๊ฒฝ๋ชจ๊ถ ์ ๋ก์
์ด ์ค๋ ค ์๋๋ฐ, ๊ฒฝ๋ชจ๊ถ ์ ๋ก์
์ ์ข
๋ฌ์ ๋ก์
์ ์ถ์ํ ๊ฒ์ด๋ผ ํ์ฌ ํ๊ตญ์์
์ฌํ ์ธก๋ฉด์์ ๋ณ๋ฐ ๊ด์ฌ์ ๋์ง ๋ชปํ๋ค
Study of Molecular Interaction between Lipopolysaccharide and Immune Proteins Using Atomic Force Microscope
Maste
Establishment and managing system of Hunryondogam in the late Choson dynasty
ํ์๋
ผ๋ฌธ(๋ฐ์ฌ)--์์ธๅคงๅญธๆ ก ๅคงๅญธ้ข :ๅๅฒๅญธ็ง,1996.Docto
ASA ์ ํ์ฉ ์์ฑ์ ๋ถ์ ์์ํ ๋ฐ ์ฐ ์ฒ๋ฆฌ์ ์ํ ์ฌ์ด์ง ํจ๊ณผ์ ๊ฐ์
ํ์๋
ผ๋ฌธ(์์ฌ)--์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ :์์ฐ๊ณตํ๊ณผ,2001.Maste
๋น๊ท ์ผ ์ค๋ ฅ์ฅ์์ ๋ฐ์ํ๋ ํ์ปค ๋ถ์์
Thesis (doctoral)--์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ :์ฒ๋ฌธํ๊ณผ,1998.Docto
๊ธ์ต์๊ธฐ์ ์์ฅ๋ณํ
Thesis(masters) --์์ธ๋ํ๊ต ๋ํ์ :๊ฒฝ์ํ๊ณผ(SNU Global MBA), 2009.8.Maste
- โฆ