• 한국진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.195-200
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• 1998

본 연구에서는 강유전체 박막의 게이트 산화물로 사용한 $Pt/SrBi_2Ta_2O_9(SBT)/CeO_2/Si(MFS)$와 Pt/SBT/Si(MFS) 구조의 결정 구조 및 전기적 성질 의 차이를 연구하였다. XRD 및 SEM 측정 결과 SBT/$CeO_2$/Si박막은 약5nm정도의 $SiO_2$층 이 형성되었고 비교적 평탄한 계면의 미세구조를 가지는 반면, SBT/Si는 각각 약6nm와 7nm정도의 $SiO_2$층과 비정질 중간상층이 형성되었음을 알 수 있다. 즉 CeO2 박막을 완충층 으로 사용함으로써 SBT박막과 Si기판의 상호 반응을 적절히 억제할 수 있음을 확인하였다. Pt/SBT/$CeO_2/Pt/SiO_2$/와 Pt/SBT/Pt/$SiO_2$/Si구조에서 Polarization-Electric field(P-E) 특 성을 비교해 본 결과 CeO2박막의 첨가에 따라 잔류분극값은 감소하였고 항전계값은 증가하 였다. MFIS구조에서 memory window값은 항전계값과 직접적 관련이 있으므로 이러한 항 전계값의 증가는 MFIS구조에서의 memory window값이 증가할 수 있음을 나타낸다. Pt-SBT(140nm)/$CeO_2$(25nm)/Si구조에서 Capacitance-Voltage(C-V) 측정 결과로부터 동작 전압 4-6V에서 memory wondows가 1-2V정도로 나타났다. SBT박막의 두께가 증가할수록 memory window값은 증가하였는데 memory wondows가 1-2V정도로 나타났다. SBT박막의 두께가 증가할수록 memory window값은 증가하였는데 이는 SBT박막에 걸리는 전압강하가 증가하기 때문인 것으로 생각되어진다. Pt/SBT/$CeO_2$/Si의 누설전류는 10-8A/cm2정도였고 Pt/SBT/Si 구조에서는 약10-6A/cm2정도로 약간 높은 값을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.53-53
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• 2009

Charge trap flash memory devices with modified tunneling barriers were fabricated using the tunneling barrier engineering technique. Variable oxide thickness (VARIOT) barrier and CRESTED barrier consisting of thin $SiO_2$ and $Si_3N_4$ dielectric layers were used as engineered tunneling barriers. The VARIOT type tunneling barrier composed of oxide-nitride-oxide (ONO) layers revealed reliable electrical characteristics; long retention time and superior endurance. On the other hand, the CRESTED tunneling barrier composed of nitride-oxide-nitride (NON) layers showed degraded retention and endurance characteristics. It is found that the degradation of NON barrier is associated with the increase of interface state density at tunneling barrier/silicon channel by programming and erasing (P/E) stress.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.436-439
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• 2010

SiC power device possesses attractive features, such as high breakdown voltage, high-speed switching capability, and high temperature operation. In general, device design has a significant effect on the switching characteristics. In this work, we report the effect of the interface states ($Q_f$) on the transient characteristics of SiC DMOSFETs. The key design parameters for SiC DMOSFETs have been optimized by using a physics-based two-dimensional (2-D) mixed device and circuit simulator by Silvaco Inc. When the $SiO_2$/SiC interface charge decreases, power losses and switching time also decrease, primarily due to the lowered channel mobilities. High density interface states can result in increased carrier trapping, or more recombination centers or scattering sites. Therefore, the quality of $SiO_2$/SiC interfaces has a important effect on both the static and transient properties of SiC MOSFET devices.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.620-624
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• 2014

본 연구에서는, Ni/CNT/$SiO_2$ 구조의 4H-SiC MIS 캐패시터를 제작하고 전기적 특성을 조사하였다. 이를 통하여 4H-SiC MIS 소자에서 탄소나노튜브의 역할을 분석하고자 하였다. 탄소나노튜브는 이소프로필알코올과 혼합하여 $SiO_2$ 표면에 분산하였다. 소자의 전기적 특성 분석을 위하여 300-500K의 온도 범위에서 소자의 정전용량-전압 특성을 측정하였다. 밴드 평탄화 전압은 양의 방향으로 shift되었다. 정전용량-전압 그래프로부터 계면 포획 전하 밀도 및 산화막 포획 전하 밀도가 유도되었다. 산화막의 상태는 4H-SiC MIS 구조의 계면에서 전하 반송자 또는 결함 상태와 관련된다. 온도가 증가함에 따라 밴드 평탄화 전압은 음의 방향으로 shift되는 결과를 얻었다. 실험 결과로부터, Ni과 $SiO_2$ 계면에 탄소나노튜브를 첨가함에 따라 4H-SiC MIS 캐패시터의 게이트 특성을 조절 가능할 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.118-119
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• 2007

Phase stability and morphological investigation on the $Si/SiO_2/HfO_2$ and $Si/SiO_2/ZrO_2$ stack are presented. Thermal stability of $HfO_2$ and $ZrO_2$ determines the quality of interface and subsequently the performance of device. The stacks have been fabricated and annealed at $1000^{\circ}C$ for various time. In evolution of crystalline phase and morphology (electrical and geometrical) of high-k materials, annealing time and process are observed to be crucial factors. The crystallization of some phase has been observed in the case of $Si/SiO_2/HfO_2$. The chemical environment around Zr and Hf in respective samples is observed to be different.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권2호
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• pp.29-35
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• 2004

65 nm급 게이트 유전체로의 $HfO_2$의 적용을 위해 hydrogen-terminate된 Si 기판과 ECR $N_2$ plasma를 이용하여 SiNx를 형성한 기판 위에 MOCVD를 이용하여 $HfO_2$를 증착하였다. $450^{\circ}C$에서 증착시킨 박막의 경우 낮은 carbon 불순물을 가지며 비정질 matrix에 국부적인 결정화와 가장 적은 계면층이 형성되었으며 이 계면층은 Hf-silicate임을 알 수 있었다. 또한 $900^{\circ}C$, 30초간 $N_2$분위기에서 RTA 결과 $HfO_2/Si$의 single layer capacitor의 경우 계면층의 증가로 인해 EOT가 열처리전(2.6nm)보다 약 1 nm 증가하였다. 그러나 $HfO_2/SiNx/Si$ stack capacitor의 경우 SiNx 계면층은 열처리후에도 일정하게 유지되었으며 $HfO_2$ 박막의 결정화로 열처리전(2.7nm)보다 0.3nm의 EOT 감소를 나타내었으며 열처리후에도 $4.8{\times}10^{-6}A/cm^2$의 매우 우수한 누설전류 특성을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 추계학술발표회
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• pp.112-112
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• 1996

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.128.1-128.1
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• 2016

Nitrided-metal gates on the high-${\kappa}$ dielectric material are widely studied because of their use for sub-20nm semiconductor devices and the academic interest for the evanescent states at the Si/insulator interface. Issues in these systems with the Si substrate are the electron mobility degradation and the reliability problems caused from N defects that permeates between the Si and the $SiO_2$ buffer layer interface from the nitrided-gate during the gate deposition process. Previous studies proposed the N defect structures with the gap states at the Si band gap region. However, recent experimental data shows the possibility of the most stable structure without any N defect state between the bulk Si valence band maximum (VBM) and conduction band minimum (CBM). In this talk, we present a new type of the N defect structure and the electronic structure of the proposed structure by using the first-principles calculation. We find that the pair structure of N atoms at the $Si/SiO_2$ interface has the lowest energy among the structures considered. In the electronic structure, the N pair changes the eigenvalue of the silicon-induced gap state (SIGS) that is spatially localized at the interface and energetically located just above the bulk VBM. With increase of the number of N defects, the SIGS gradually disappears in the bulk Si gap region, as a result, the system gap is increased by the N defect. We find that the SIGS shift with the N defect mainly originates from the change of the kinetic energy part of the eigenstate by the reduction of the SIGS modulation for the incorporated N defect.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권5호
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• pp.459-465
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• 2014

In this study, Si-SiC composites were fabricated using a Si melt infiltration method using ${\beta}$-SiC/C composite powders synthesized by the carbothermal reduction of $SiO_2-C$ precursors made from a TEOS and a phenol resin. The purity of the synthesized SiC-C composite powders was higher than 99.9993 wt% and the average particle size varied from 4 to $6{\mu}m$ with increasing carbon contents of the $SiO_2-C$ precursors. It was found that the Si-SiC composites fabricated in this study consist of ${\beta}$-SiC and residual Si, without any trace of ${\alpha}$-SiC. The 3-point bending strengths of the fabricated Si-SiC composites were measured and found to be higher than 550 MPa, although the density of the fabricated Si-SiC composite was less than $2.9g/cm^3$. The bending strengths and the densities of the fabricated Si-SiC composites were found to decrease with increasing C/Si mole ratios in the SiC-C composite powders. The specific resistivities of the Si-SiC composites fabricated using the SiC-C composite powders were less than $0.018{\Omega}cm$. With increasing C content in the SiC-C composite powders used for the fabrication of Si-SiC composites, the specific resistivity of the Si-SiC composites was found to slightly increase from 0.0157 to $0.018{\Omega}cm$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.340-340
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• 2012

최근 MOS 소자들이 게이트 산화막을 Mono-layer가 아닌 Multi-Layer을 사용하는 추세이다. Bulk와 High-k물질간의 Dangling Bond를 줄이기 위해 Passivation 층을 만드는 것을 예로 들 수 있다. 이러한 Double Layer의 쓰임이 많아지면서 계면에서의 Interface State Density의 영향도 커지게 되면서 이를 측정하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $SiO_2$ Double Layer의 Interface State Density를 Conductance Method를 사용하여 구하는 연구를 진행하였다. Wet Oxidation과 Chemical Vapor Deposition (CVD) 공정을 이용하여 $SiO_2$ Double-layer로 증착한 후 Aluminium을 전극으로 하는 MOS-Cap 구조를 만들었다. 마지막 공정은 $450^{\circ}C$에서 30분 동안 Forming-Gas Annealing (FGA) 공정을 진행하였다. LCR meter를 이용하여 high frequency C-V를 측정한 후 North Carolina State University California Virtual Campus (NCSU CVC) 프로그램을 이용하여 Flatband Voltage를 구한 후에 Conductance Method를 측정하여 Dit를 측정하였다. 본 연구 결과 Double layer (Wet/CVD $SiO_2$)에 대해서 Conductance Method를 방법을 이용하여 Dit를 측정하는 것이 유효하다는 것을 확인 할 수 있었다. 본 실험은 앞으로 많이 쓰이고 측정될 Double layer (Wet/CVD $SiO_2$)에 대한 Interface State Density의 측정과 분석에 대한 방향을 제시하는데 도움이 될 것이라 판단된다.