• Title/Summary/Keyword: 계면트랩

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Irreversible Charge Trapping at the Semiconductor/Polymer Interface of Organic Field-Effect Transistors (유기전계효과 트랜지스터의 반도체/고분자절연체 계면에 발생하는 비가역적 전하트래핑에 관한 연구)

  • Im, Jaemin;Choi, Hyun Ho
    • Journal of Adhesion and Interface
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    • v.21 no.4
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    • pp.129-134
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    • 2020
  • Understanding charge trapping at the interface between conjugated semiconductor and polymer dielectric basically gives insight into the development of long-term stable organic field-effect transistors (OFET). Here, the charge transport properties of OFETs using polymer dielectric with various molecular weights (MWs) have been investigated. The conjugated semiconductor, pentacene exhibited morphology and crystallinity, insensitive to MWs of polymethyl methacrylate (PMMA) dielectric. Consequently, transfer curves and field-effect mobilities of as-prepared devices are independent of MWs. Under bias stress in humid environment, however, the drain current decay as well as transfer curve shift are found to increase as the MW of PMMA decreases (MW effect). The charge trapping induced by MW effect is irreversible, that is, the localized charges are difficult to be delocalized. The MW effect is caused by the variation in the density of polymer chain ends in the PMMA: the free volumes at the PMMA chain ends act as charge trap sites, corresponding to drain current decay depending on MWs of PMMA.

Characteristics of reoxidation of nitried oxide for gate dielectric of charge trapping NVSM (전하트랩형 NVSM의 게이트 유전막을 위한 질화산화막의 재산화특성에 관한 연구)

  • 이상은;한태현;서광열
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.11 no.5
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    • pp.224-230
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    • 2001
  • The characteristics of $NO/N_2O$ annealed reoxidized nitrided oxide being studied as super thin gate oxide and gate dielectric layers of Non-Volatile Semiconductor Memory (NVSM) were investigated by Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (D-SIMS), Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS), and Auger Electron Spectroscopy (AES). The specimen was annealed by $NO/N_2O$ after initial oxide process and then rcoxidized for nitrogen redistribution in nitrided oxide. Out-diffusion of incorporated nitrogen during the wet oxidation in reoxidation process took place more strongly than that of the dry oxidation. It seems to indicate that hydrogen plays a role in breaking the Si N bonds. As reoxidation proceeds, incorporated nitrogen of $NO/N_2O$ annealed nitrided oxide is obsen-ed to diffuse toward the surface and substrate at the same time. ToF-SIMS results show that SiON species are detected at the initialoxide interface, and Si,NO species near the new $Si_2NO$ interface that formed after reoxidation. These SiON and $Si_2NO$ species most likely to relate to the origin of the state of memory charge traps in reoxidized nitrided oxide, because nitrogen dangling bonds of SiON and silicon dangling bonds of $Si_2NO$ are contained defects associated with memory effect.

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Electrical Conduction Characteristics of XLPE Film evaporated Different Metal Electrode (이종금속전극이 증착된 XLPE필름의 전기전도 특성)

  • Lee, Heung-Gyu;Lee, Un-Yeong;Im, Gi-Jo;Kim, Yong-Ju
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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    • v.48 no.8
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    • pp.557-562
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    • 1999
  • Electrical conduction characteristics of XLPE film evaporated with different metal electrode are discussed. The relation between electrical current(I) and Voltage(V) in the M(metal)-I(XLPE)-M(metal) structure are measured in the temperature range from 25$[^{\circ}C]$ to 90[$[^{\circ}C]$ . Several kinds of metals are used as electrode, such as, Al, Ag and Cu.From the experimental results, it is conclused that the conduction mechanism at highelectric field is SCLC. The dependences of temperature and kinds of metal on the trap filled electric field level can be well explained by this theory.

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채널 도핑에 따른 NMOSFET 소자의 핫 캐리어 열화 특성

  • Han, Chang-Hun;Lee, Gyeong-Su;Lee, Jun-Gi;Choe, Byeong-Deok
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.353-353
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    • 2012
  • 채널 도핑이 다른 비대칭 구조를 갖는 NMOSFET의 게이트 전압에 따른 Drain saturation current (IDSAT), maximum transconductance (GM) 및 threshold voltage (VT)와 같은 다양한 변수를 측정하였고 DAHC (Drain avalanche hot carriers) 스트레스에 따른 특성을 추출하였다. 전기적 특성은 반도체 파라미터 분석기를 사용하여 Probe system에서 진행되었다. 문턱전압은 Normal channel dopoing의 경우 0.67 V, High channel doping의 경우 0.74 V로 High channel doping된 소자가 상대적으로 높은 문턱전압을 보였다. Swing의 경우 Normal channel doping의 경우 87 mV/decade, high channel doping의 경우 92 mV/decade으로 High channel doping된 소자가 더 높은 Swing값을 보였다. 스트레스 인가 후 두 소자 모두 문턱전압이 증가하고 ON-current가 감소하였다. High channel doing된 소자의 경우 Normal channel doping된 소자보다 문턱전압의 증가율과 Current 감소율 측면 모두 스트레스에 더 민감하게 반응하였다. 문턱전압이 서로 다른 비대칭 NMOSFET의 핫 캐리어 특성을 비교, 분석결과 스트레스 인가에 따라 채널 도핑이 높아질수록 드레인과 게이트간의 더 높은 전계가 생겨 게이트 산화막과 Si/SiO2 계면의 손상이 더 발생하였다. 따라서 채널 도핑이 상대적으로 높은 트랜지스터가 핫 캐리어에 의한 계면 트랩 생성 비율이 더 높다는 것을 알 수 있다.

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The oxidation of silicon nitride layer (실리콘 질화막의 산화)

  • 정양희;이영선;박영걸
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.7 no.3
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    • pp.231-235
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    • 1994
  • The multi-dielectric layer $SiO_2$/$Si_3{N_4}$/$SiO_2$ (ONO) is used to improve charge retention and to scale down the memory device. The nitride layer of MNOS device is oxidize to form ONO system. During the oxidation of the nitride layer, the change of thickness of nitride layer and generation of interface state between nitride layer and top oxide layer occur. In this paper, effects of oxidation of the nitride layer is studied. The decreases of the nitride layer due to oxidation and trapping characteristics of interface state of multi layer dielectric film are investigated through the C-V measurement and F-N tunneling injection experiment using SONOS capacitor structure. Based on the experimental results, carrier trapping model for maximum flatband voltage shift of multi layer dielectric film is proposed and compared with experimental data. As a results of curve fitting, interface trap density between the top oxide and layer is determined as being $5{\times}10^11$~$2{\times}10^12$[$eV^1$$cm^2$].

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Study of passivation layers for the indium antimonide photodetector

  • Lee, Jae-Yeol;Kim, Jeong-Seop;Yang, Chang-Jae;Yun, Ui-Jun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.28.2-28.2
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    • 2009
  • 군사적, 산업적 용도로 널리 활용되고 있는 적외선 검출기는 InSb, HgCdTe(MCT)와 같은 물질들을 감지 소자로 사용하고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 MCT는 적외선의 전 영역을 감지할 수 있는 장점이 있지만, 대면적 제작이 어려운 단점이 있다. 이에 비해 InSb는 안정적인 재료의 특성, 높은 전하이동도($1.2\times10^6\;cm^2/Vs$) 그리고 대면적 소자 제작의 가능성 등이 높게 평가되어 차세대 적외선 검출소자로 각광 받고 있다. InSb 적외선 수광 소자는 1970년대부터 미국을 중심으로 이온주입, MOCVD 또는 MBE와 같은 다양한 공정을 이용하여 제작되어 왔으며, 앞으로도 군수용 제품을 비롯하여 산업전반에서 더욱 각광을 받을 것으로 예상된다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225 eV의 상대적으로 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인 문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb 적외선 수광 소자 연구의 주요 이슈 중 하나가 되어왔다. PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 물질들에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 산화막과 반도체 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 연구도 활발히 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 소자의 성능개선을 위한 최적화된 산화막에 대한 연구는 여전히 불충분한 실정이다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 (n = 0.2 ~ $0.85\times10^{15}cm^{-3}$ @ 77 K)을 이용하여 양극산화막, $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. 양극산화막은 상온에서 1 N KOH 용액을 이용하여 양극산화법으로 증착하였으며, $SiO_2$, $Si_3N_4$는 PECVD로 $150^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜가며 증착하였다. SEM분석과 XPS분석으로 두께의 균일도와 절연막의 조성, 계면확산 정도를 확인하였으며, I-V와 C-V 커브측정을 통해 각 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 이 분석들을 통해 각각의 공정 조건에 따른 절연막의 상태를 전기적 특성과 관련지어 설명할 수 있었다.

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Thickness dependence of silicon oxide currents (실리콘 산화막 전류의 두께 의존성)

  • 강창수
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.8 no.3
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    • pp.411-418
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    • 1998
  • The thickness dependence of stress electric filed oxide currents has been measured in oxides with thicknesses between 10 nm and 80 nm. The oxide currents were shown to be composed of stress current and transient current. The stress current was composed of stress induced leakage current and dc current. The stress current was caused by trap assisted tunneling through the oxide. The transient current was caused by the tunneling charging and discharging of the trap in the interfaces. The stress current was used to estimate to the limitations on oxide thicknesses. The transient current was used to the data retention in memory devices.

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Characteristics Variation of Oxide Interface Trap Density by Themal Nitridation and Reoxidation (산화막의 질화, 재산화에 의한 계면트랩밀도 특성 변화)

  • 백도현;이용재
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 1999.05a
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    • pp.411-414
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    • 1999
  • 70 ${\AA}$-thick oxides nitridied at various conditions were reoxidized at pemperatures of 900$^{\circ}C$ in dry-O$_2$ ambients for 5~40 mininutes. The gate oxide interface porperties as well as the oxide substrate interface properties of MOS(Metal Oxide Semiconductor) capacitors with various nitridation conditions, reoxidation conditions and pure oxidation condition were investigated. We stuided I$\sub$g/-V$\sub$g/ characteristics, $\Delta$V$\sub$g/ shift under constant current stress from electrical characteristics point of view and breakdown voltage from leakage current point of view of MOS capacitors with SiO$_2$, NO, RNO dielectrics. Overall, our experimental results show that reoxidized nitrided oxides show inproved charge trapping porperites, I$\sub$g/-V$\sub$g/ characteristics and gate $\Delta$V$\sub$g/ shift. It has also been shown that reoxidized nitridied oxide's leakage currented voltage is better than pure oxide's or nitrided oxide's from leakage current(1${\mu}$A) point of view.

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Effect of rapid thermal annealing on interface trap density by using subthreshold slope technique in the FD SOI MOSFETs (완전 결핍 SOI MOSFET의 계면 트랩 밀도에 대한 급속 열처리 효과)

  • Jihun Oh;Cho, Won-ju;Yang, Jong-Heon;Kiju Im;Baek, In-Bok;Ahn, Chang-Geun;Lee, Seongjae
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2003.07b
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    • pp.711-714
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    • 2003
  • In this presentation, we investigated the abnormal subthreshold slope of the FD SOI MOSFETs upon the rapid thermal annealing. Based on subthreshold technique and C-V measurement, we deduced that the hump of the subthreshold slope comes from the abnormal D$_{it}$ distribution after RTA. The local kink in the interface trap density distribution by RTA drastically degrades the subthreshold characteristics and mini hump can be eliminated by S-PGA.A.

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ULG 및 ELA Poly-Si TFTs의 게이트-바이어스 스트레스에 따른 비교 연구

  • Kim, Ji-Ung;Kim, Tae-Yong;Lee, Jun-Sin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.264.1-264.1
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    • 2014
  • 현재 디스플레이에서 가장 널리 이용되는 ELA poly-Si TFT의 표면 거칠기 등으로 인한 대면적 문제를 해결하고자 연구 중인 MIC 방식의 ULG poly-Si TFT를 이용한 게이트-바이어스 스트레스에 따른 전기적 특성을 비교하고자 한다. Positive gate bias의 경우 20V의 게이트 전압과 -0.1V의 드레인 전압에서 10,000초 동안 비교 측정하였으며, 이때 ${\Delta}VTH$는 ELA poly-Si TFT가 143.6 mV, ULG poly-Si TFT가 28.8 mV였다. 또한 negative gate bias의 경우 -20 V의 게이트 전압과 -0.1 V의 드레인 전압에서 10,000초 동안 비교 측정하였으며, 이때 ${\Delta}VTH$는 ELA poly-Si TFT가 154.4 mV, ULG poly-Si TFT가 70.8 mV였다. 이는 게이트 절연막과 채널층 사이의 계면에서 높은 표면 거칠기로 인한 전계의 차이에 의해 더 많은 전하의 트랩에 기인한 것이다.

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