• 한국결정성장학회지
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• 제11권5호
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• pp.224-230
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• 2001

초박막 게이트 유전막 및 비휘발성 기억소자의 게이트 유전막으로 연구되고 있는 $NO/N_2O$ 열처리된 재산화 질화산 화막의 특성을 D-SIMS(Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry), ToF-SIMS(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry), AES(Auger Electron Spectroscopy)으로 조사하였다. 시료는 초기산화막 공정후에 NO 및 $N_2O$ 열처리를 수행하였으며, 다시 재산화공정을 통하여 질화산화막내 질소의 재분포를 형성토록하였다. 재산화에 있어서 습식산화시 공정에 사용된 수소에 의한 영향으로 계면 근처에 축적된 질소가 Si≡N 결합을 쉽게 이탈함에 따라 방출이 촉진되어 건식산화에 비하여 질소의 감소가 더욱 두드러지게 나타났다. 재산화에 따른 질화산화막내 질소의 거동은 외부로의 방출과 기판으로의 확산이 동시에 나타난다. 재산화후 질화산화막내 축적된 질소의 결합종을 분석한 결과, 초기산화막 계면근처의 질소는 SiON의 결합종이 주도적으로 나타나는 반면 재산화 후 새롭게 형성된 $Si-SiO_2$ 계면근처로 확산한 질소는 $Si_2NO$ 결합종이 주로 검출된다. SiON에 의한 질소의 미결합손과 $Si_2$NO에 의한 실리콘의 미겨랍손은 기억특성에 기여하는 결함을 포함하기 때문에 재산화 질화산화막내 존재하는 SiON과 $Si_2$NO 결합종은 모두 전하트랩의 기원과 관련된 결합상태로 예상된다.

• 전자공학회논문지A
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• 제32A권11호
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• pp.35-43
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• 1995

To obtain high quality of $Ta_{2}O_{5}$ film, two dielectric layers of $Si_{3}N_{4}$ and $Ta_{2}O_{5}$ were subsequently formed on Si wafer. Silicon nitride films were thermally grown in 10 Torr ammonia ambient by R.F induced heating system. The thickness of thermally grown $Si_{3}N_{4}$ film was able to be controlled in the range of tens $\AA$ due to the self-limited growth property. $Ta_{2}O_{5}$ film of 200$\AA$ thickness was then deposited on the as-grown $Si_{3}N_{4}$ film about 25$\AA$ thickness by sputtering method and annealed at $900^{\circ}C$in $O_{2}$ ambient for 1hr. Stoichiometry film was prepared by the annealing in oxygen ambient. Despite the high temperature anneal process, silicon oxide layer was not grown at the interface of the layered films because of the oxidation barrier effect of Si$_{3}$N$_{4}$ film. The fabricated $Ta_{2}O_{5}$/$Si_{3}N_{4}$ film showed low leakage current less than several nA and high dielectric breakdown strength.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권2호
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• pp.1298-1300
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• 2007

The interface between SiNx and ZnO was investigated with Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS) for ZnO based thin film transistor (TFT) applications. Impurity species were interstitial $N_2$ molecules at the SiNx / ZnO interface. The evolution of $N_2$ is decreased with increasing of anneal temperature.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1283-1288
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• 2004

Metal-ferroelectric-insulator-semiconductor(WFIS) capacitors using rapid thermal annealed LiNbO$_3$/AlN/Si(100) structure were fabricated and demonstrated nonvolatile memory operations. The capacitors on highly doped Si wafer showed hysteresis behavior like a butterfly shape due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ films. The typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film in the MFIS device was about 27, The gate leakage current density of the MFIS capacitor was 10$^{-9}$ A/cm$^2$ order at the electric field of 500 kV/cm. The typical measured remnant polarization(2P$_{r}$) and coercive filed(Ec) values were about 1.2 $\mu$C/cm$^2$ and 120 kV/cm, respectively The ferroelectric capacitors showed no polarization degradation up to 10$^{11}$ switching cycles when subjected to symmetric bipolar voltage pulses of 1 MHz. The switching charges degraded only by 10 % of their initial values after 4 days at room temperature.e.

• 한국세라믹학회지
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• 제30권1호
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• pp.55-61
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• 1993

In the WSi2/CVD-Si/SiO2 polycide structure, electrode resistance and its property were studied as a function of deposition temperature and thickness of CVD-Si, diffusion condition of POCl3, and WSi2 being deposited or not. Resistivity of poly-Si is decreased with increment of thickness in the case of POCl3 diffusion of low sheet resistance, but it is increased in the case of high sheet resistance. The resistivity of amorphous-Si is generally lower than that of poly-Si. Initial sheet resistance of poly-Si/WSi2 gate electrode is affected by the thickness and resistance of poly-Si layer, but final resistance after anneal, 900$^{\circ}C$/30min/N2, is only determined by WSi2 layer. Flourine diffuses into SiO2, but tungsten does not. In spite of out-diffusion of phosphorus into WSi2 layer, the sheet resistance is not changed.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.356-357
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• 2008

The effects of $O_2$ plasma ashing process for surface treatment of nano-wire Bio-FET were investigated. In order to evaluate the plasma damage introduced by $O_2$ plasma ashing, a back-gate biasing method was developed and the electrical characteristics as a function of $O_2$ plasma power were measured. Serious degradations of electrical characteristics of nano-wire Bio-FET were observed when the plasma power is higher than 50 W. For curing the plasma damages, a forming gas anneal (2 %, $H_2/N_2$) was carried out at $400^{\circ}C$. As a result, the electrical characteristics of nano-wire Bio-FET were considerably recovered.

• 한국재료학회지
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• 제5권1호
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• pp.42-54
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• 1995

$Ta_2O_5$박막은 고유전율의 특성으로 차세대 DRAM캐패시터 물질로 유망받고 있는 물질이다. 본 연구에서는 p-type(100)Si 웨이퍼 위에 열 MOCVD 방법으로 $Ta_2O_5$박막을 성장시켰으며 기판온도, 버블러 온도, 반응압력의 조업조건이 미치는 영향을 고찰하엿다. 증착된 박막은 SEM, XRD, XPS, FT-IR, AES, TEM, AFM을 이용하여 분석하였으며 질소나 산소 분위기의 furnace 열처리 (FA)와 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 통하여 열처리 효과를 살펴보았다. 반응온도에 따른 증착속도는 300 ~ $400 ^{\circ}C$ 범위에서 18.46kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 표면반응 율속단계와 400 ~ $450^{\circ}C$ 범위에서 1.9kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 물질전단 율속단계로 구분되었다. 버블러 온도는 $140^{\circ}C$일때 최대의 증착속도를 보였다. 반응압력에 따른 증착속도는 3torr에서 최대의 증착속도를 보였으나 굴절율은 0.1-1torr사이에 $Ta_2O_5$의 bulk값과 비슷한 2.1정도의 양호한 값이 얻어졌다. $400^{\circ}C$에서 층덮힘은 85.71%로 매우 양호하게 나타났으며 몬테카를로법에 의한 전산모사 결과와의 비교에 의해서 부착계수는 0.06으로 나타났다. FT-IR, AES, TEM 분석결과에 의하여 Si와 $Ta_2O_5$ 박막 계면의 산화막 두께는 FA-$O_{2}$ > RTA-$O_{2}$ ~ FA-$N_{2}$ > RTA-$N_{2}$ 순으로 성장하였다. 하지만 질소분위기에서 열처리한 박막은 산소분위기의 열처리경우에 비해 박막내의 산소성분의 부족으로 인한 그레인 사이의 결함이 많이 관찰되었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제9권1호
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• pp.6-11
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• 2008

In this study, we investigated effects of hydrogen annealing (HA) and plasma nitridation (PN) applied in order to improve $Si/SiO_2$ interface characteristics of TiN metal gate. In result, HA and PN showed a positive effect decreasing number of interface state $(N_{it})$ respectively. After FN stress for verifying reliability, however, we identified rapid increase of $N_{it}$ for TiN gate with HA, which is attributed to hydrogen related to a change of $Si/SiO_2$ interface characteristic. In contrast to HA, PN showed an improved Nit and gate oxide leakage characteristic due to several possible effects, such as blocking of Chlorine (Cl) diffusion and prevention of thermal reaction between TiN and $SiO_2$.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권1호
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• pp.13-20
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• 2003

Both MgO and $Sc_2O_3$ are shown to provide low interface state densities (in the $10^{11}{\;}eV^{-1}{\;}cm{\;}^{-2}$ range)on n-and p-GaN, making them useful for gate dielectrics for metal-oxide semiconductor(MOS) devices and also as surface passivation layers to mitigate current collapse in GaN/AlGaN high electron mobility transistors(HEMTs).Clear evidence of inversion has been demonstrated in gate-controlled MOS p-GaN diodes using both types of oxide. Charge pumping measurements on diodes undergoing a high temperature implant activation anneal show a total surface state density of $~3{\;}{\times}{\;}10^{12}{\;}cm^{-2}$. On HEMT structures, both oxides provide effective passivation of surface states and these devices show improved output power. The MgO/GaN structures are also found to be quite radiation-resistant, making them attractive for satellite and terrestrial communication systems requiring a high tolerance to high energy(40MeV) protons.

• 한국재료학회지
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• 제1권4호
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• pp.229-235
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• 1991

$Ta_2O_5$ 박막은 실리콘산화막, 실리콘질화막 박막에 비해 유전율은 높으나 누설전류밀도가 높고, 절연파괴강도가 낮아 DRAM의 커패시터용 재료로서 실용화가 되지 못하고 있다. 본 연구에서는 LPCVD법으로 형성시킨 $300{\AA}$ 두께의 $Ta_2O_5$ 유전체박막에 대해 후속열처리 또는 전극재료를 변화시켜 열악한 전기적 특성의 원인을 규명하고자 하였다. 그 결과 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 박막은 전극에 의한 환원반응에 의해 전기적 특성이 열화됨을 알 수 있었고, 이를 TiN 전극의 사용으로 억제시킬 수 있었다. 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 유전체는 누설정류밀도가 $10^{-1}A/cm^2$, 절연파괴강도가 1.5MV/cm 정도였으며, $800^{\circ}C$에서 $O_2$열처리를 하면 전기적 특성은 개선되나, 유전율이 낮아진다 TiN 전극을 채용할 경우 누설전류밀도 $10^{-6}~10^{-7}A/cm^2$, 절연파괴강도 7~12MV/cm 로 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 박막과 비슷한 $Ta_2O_5$ 고유전막을 얻을 수 있었다.