• Progress in Medical Physics
• /
• v.3 no.2
• /
• pp.43-57
• /
• 1992

Phase detector techique provides a unique probe to membrane recycling phenomenon by enabling dynamic monitoring of cell membrane capacitance. However, it has inherent errors due to constant changes in measurement environments. The present study analyzed several error sources to develope application criteria of this technique. and the following was found based on a theoretical analysis. The initial phase angle has to be appropriately selected to minimize the error due to perturbation of access and membrane conductances. Excitation frequency is also important to determine the initial phase angle. However. deviation of the phase angle from a predetermined initial value during the measurement period does not affect capacitance estimation to a significant degree. Despite an appropriate initial phase selection an error in scaling factor is expected for a large increase in capacitance during exocytosis. which may be overcome by iteratively correcting the scaling factor over the measurement period. These results will provide a useful guideline in practical application of this technique.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.40 no.9
• /
• pp.909-915
• /
• 2003

Anodic oxide films on aluminum play an important role as a dielectrics in aluminum electrolytic capacitor. In order to obtain the high capacitance, ZrO$_2$ films were coated on aluminum foils by sol-gel method and then, the properties of anodized films were studied. The coating and drying of the films were repeated 4-10 times and annealed at 300～$600^{\circ}C$ and the triple layer of ZrO$_2$/Al-ZrO$_{x}$ /Al$_2$O$_3$ was formed onto aluminum substrates after anodizing of ZrO$_2$/Al film. The thickness of $Al_2$O$_3$ layer was decreased with increasing the annealing temperature due to the densification of ZrO$_2$ film. The ZrO$_2$ films were crystallized even at 30$0^{\circ}C$ and showed nanocrystalline structure. The. capacitance of aluminum foil annealed at low temperature was higher than that at high temperature. The increase of capacitance was due to the high capacitance of ZrO$_2$ film annealed at low temperature. The capacitance of ZrO$_2$ coated aluminum increased about 3 times compared to that without a ZrO$_2$ layer after anodizing to 400 V. From these results, the aluminum foils with composite oxide layers are found to be applicable to the aluminum electrolytic capacitor.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.253-253
• /
• 2010

Silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) 구조를 가지는 플래쉬 메모리 소자는 기존의 플래쉬 메모리 소자에 비해 쓰고 지우는 속도가 빠르고, 데이터의 저장 기간이 길며, 쓰고 지우는 동작에 의한 전계 스트레스에 잘 견뎌내는 장점을 가지고 있다. 그러나 SONOS 형태의 플래쉬 메모리 소자에 대한 전기적 특성에 대한 연구는 많이 진행되었으나, SONOS 형태의 플래쉬 메모리에서 소자의 셀 사이즈가 감소함에 따라 발생하는 인접한 셀 간의 간섭 현상에 대한 연구는 상당히 미흡하다. 본 연구에서는 SONOS 형태의 플래쉬 메모리에서 소자의 셀 사이즈가 작아짐에 따라 발생하는 인접한 셀 간의 간섭 현상에 대해 조사하였다. SONOS 형태의 플래쉬 메모리소자의 터널링 산화막, 질화막과 블로킹 산화막의 두께를 결정하였고, 각 셀의 크기가 감소함에 따라 발생하는 소자의 전기적 특성을 3차원 시뮬레이션 툴인 Sentaurus를 사용하여 계산하였다. 병렬 캐패시턴스에 의해 셀들 사이에 발생하는 커플링 효과를 확인하기 위해 선택한 셀의 문턱 전압이 주변 셀들의 프로그램 상태에 의해 받게되는 영향을 관찰하였다. 본 연구에서는 셀 사이에 간섭 방지층을 삽입함으로 인접 셀 간 발생하는 간섭현상의 크기를 크게 줄일 수 있음을 시뮬레이션 결과를 통하여 확인하였다. 이때 간섭 방지층의 깊이에 따라 감소하는 문턱전압의 변화량을 계산하였고, 방지층을 충분히 깊게 제작함으로 셀 간 간섭 현상을 막을 수 있음을 확인 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2013.05a
• /
• pp.789-790
• /
• 2013

$Er_2O_3/SiO_2$ double-layer gate dielectric shows low gate leakage current and high capacitance. In this paper, we apply $Er_2O_3/SiO_2$ double-layer gate dielectric as a charge trap layer for the first time. $Er_2O_3/SiO_2$ double-layer thickness is optimized by EDISON Nanophysics simulation tools. Using the simulation results, we fabricated Schottky-barrier silicide source/drain transistor, which has10 um/10um gate length and width, respectively. The nonvolatile device demonstrated very promising characterstics with P/E voltage of 11 V/-11 V, P/E speed of 50 ms/500 ms, data retention of ten years, and endurance of $10^4$ P/E cycles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.259-259
• /
• 2016

반도체 산업 전반에 걸쳐 이루어지고 있는 연구는 소자를 더 작게 만들면서도 구동능력은 우수한 소자를 만들어내는 것이라고 할 수 있다. 따라서 소자의 미세화와 함께 트랜지스터의 구동능력의 향상을 위한 기술개발에 대한 필요성이 점차 커지고 있으며, 고유전(high-k)재료를 트랜지스터의 게이트 절연막으로 이용하는 방법이 개발되고 있다. High-k 재료를 트랜지스터의 게이트 절연막에 적용하면 낮은 전압으로 소자를 구동할 수 있어서 소비전력이 감소하고 소자의 미세화 측면에서도 매우 유리하다. 그러나, 초미세화된 소자를 제작하기 위하여 high-k 절연막의 두께를 줄이게 되면, 전기적 용량(capacitance)은 커지지만 에너지 밴드 오프셋(band-offset)이 기존의 실리콘 산화막(SiO2)보다 작고 또한 열공정에 의해 쉽게 결정화가 이루어지기 때문에 누설전류가 발생하여 소자의 열화를 초래할 수 있다. 따라서, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 게이트 절연막 엔지니어링을 통해서 누설전류를 줄이면서 전기적 용량을 확보할 수 있는 연구가 주목받고 있다. 본 실험에서는 high-k 물질인 Ta2O5와 SiO2를 적층시켜서 누설전류를 줄이면서 동시에 높은 캐패시턴스를 달성할 수 있는 게이트 절연막 엔지니어링에 대한 연구를 진행하였다. 먼저 n-type Si 기판을 표준 RCA 세정한 다음, RF sputter를 사용하여 두께가 Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10, 25/10, 25/5 nm인 적층구조의 게이트 절연막을 형성하였다. 다음으로 Al 게이트 전극을 150 nm의 두께로 증착한 다음, 전기적 특성 개선을 위하여 furnace N2 분위기에서 $400^{\circ}C$로 30분간 후속 열처리를 진행하여 MOS capacitor 소자를 제작하였고, I-V 및 C-V 측정을 통하여 형성된 게이트 절연막의 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, Ta2O5/SiO2 = 50/0, 50/5, 50/10 nm인 게이트 절연막들은 누설전류는 낮지만, 큰 용량을 얻을 수 없었다. 한편, Ta2O5/SiO2 = 25/10, 25/5 nm의 조합에서는 충분한 용량을 확보할 수 있었다. 적층된 게이트 절연막의 유전상수는 25/5 nm, 25/10 nm 각각 8.3, 7.6으로 비슷하였지만, 문턱치 전압(VTH)은 각각 -0.64 V, -0.18 V로 25/10 nm가 0 V에 보다 근접한 값을 나타내었다. 한편, 누설전류는 25/10 nm가 25/5 nm보다 약 20 nA (@5 V) 낮은 것을 확인할 수 있었으며 절연파괴전압(breakdown voltage)도 증가한 것을 확인하였다. 결론적으로 Ta2O5/SiO2 적층 절연막의 두께가 25nm/10nm에서 최적의 특성을 얻을 수 있었으며, 본 실험과 같이 게이트 절연막 엔지니어링을 통하여 효과적으로 누설전류를 줄이고 게이트 용량을 증가시킴으로써 고집적화된 소자의 제작에 유용한 기술로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.197-197
• /
• 1999

Gate oxide 의 두께 감소는 gate의 캐패시턴스를 증가시켜 트랜지스터의 속도를 빠르게 하며, 동시에 저전압 동작을 가능하게 하기 때문에 gate oxide 두께는 MOS 공정 세대가 진행되어감에 따라 계속 감소할 것이다. 이러한 얇은 산화막은 device design에 명시된 두께의 특성을 나타내야 한다. Gate oxide의 두께가 작아질수록 gate oxide와 crystalline silicon간의 계면효과가 박막의 두께의 결정에 심각한 영향을 주기 때문에 정확한 두께 계측이 어렵다. 이러한 영향과 계측방법에 따라서 두께 계측의 차이가 나타난다. XTEM은 사용한 parameter에, Ellipsometer는 refractive index에, MEIS(Medium) Energy Ion Scattering)은 에너지 분해능에, Capacitor-Voltage 측정은 depletion effect에 의해 영향을 받는다. 우리는 계면의 원자분해능 분석에 통상 사용되어온 High Resolution TEM을 이용하여 약 30~70$\AA$ SiO2층의 두께와 계면 구조에 대한 분석을 하여 이를 MEIS와 0.015nm의 고감도를 가진 SE(Spectroscopy Ellipsometer), C-V 측정 결과와 비교하여 가장 좋은 두께 계측 방법을 찾고자 한다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.11 no.8
• /
• pp.628-636
• /
• 1998

LB layers L-$\alpha$-DLPC deposited by LB method were deposited onto n-type silicon wafer as Z-type film. Films made up of 8, 16 layers of lipid with long alkyl chain and the thickness of monolayer and multiayers was determined by ellipsometry. Ut was deposited Ag and Al onto LB layers and silicon wafer for electrode and small electrode exhibit high capacitiance and low lekage current. The C-V curves of the MLS capacitor shows very high saturation value of capacitance. And cross-sectional SEM image of MLD capacitor indicated the presence of pore with Al electrode and we found that the Ag is good for electrode metal.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.81-81
• /
• 2000

본 연구는 고집적 반도체 소자의 제조 공정에 있어서 산화막을 형성하지 않고 굴곡진 표면을 균일하게 고농도로 도핑하기 위한 방안의 일환으로 기존의 PH3 대신 고체 P를 직접 이용한 2-zone 확산법으로 다결정 Si에 도핑하는 방법을 채택하고, 그 rksmdtjddmdf 검토하는데 목적이 있다. 도핑 시간에 따른 확산 경향을 살펴본 결과, 시간이 증가함에 따라 도핑이 증가하는 뚜렷한 경향을 나타내었으며, 온도가 증가할수록 시간에 따른 농도의 증가량이 커지는 것을 알 수 있었다. 따라서, 고온에 비해 저온에서 더 빨리 pile-up이 일어나며 표면 부근의 농도가 포화상태에 빨리도달하는 것을 알 수 있었다. 다결정 Si에서의 확산거동을 살펴본 결과, 결정립 크기가 적을수록 저항이 높게 나타났으며, 단결정 Si의 저항값보다 약 4~5배 가까이 높은 값을 나타내었다. 또한 동일한 온도에서 시간에 따라 표면 부근의 pile-up 현상이 증가하는 뚜렷한 경향을 보여 주었다. 온도가 감소할수록 pili-up 현상이 증가하는 경향을 나타내었으며, 입계를 통한 빠른 확산에 의해 단결정 Si에 비해 표면 pile-up의 포화가 늦게 일어나는 것을 알 수 있었다. 고체 P를 source로 사용한 경우와 PH3 (phosphine)을 source로 사용한 경우를 비교 분석한 결과, 75$0^{\circ}C$에서 PH3에 비해 고체 P를 사용한 경우의 표면농도가 약 50배 정도로 높게 도핑된 것을 알 수 있었다. 도핑된 P중에서 전기적으로 활성화되어 있는 성분을 알아본 결과, SIMS의 결과와 유사하게 고체 P의 경우가 약 50배 높은 값을 나타내었다. 실제 소자의 특성을 알아보기 위하여 커패시터를 제작하여 측정하여 본 결과, 추가의 도핑을 하지 않은 시편에 비해 고체 P를 도핑한 시편이 약 8%의 Cmin 값의 증가를 보였으며, PH3에 비해 약 3%의 증가된 값을 나타냈었다. 누설전류 특성은 2V에서 수 fA/$\mu\textrm{m}$2로 양호하게 나타났다. 실험 결과 고체 P를 이용한 경우 더 우수한 특성을 나타내었으나, 예상과는 달리 차이가 적게 나타났다. 그 원인은 소자 제조 공정에서 콘택 부분에 큰 저항 성분이 형성되어 생긴 문제로 생각된다. 또한 실험에 사용된 유전체의 두께가 두꺼워 HSG 사이의 갭 부분이 캐패시턴스 증가에 기여를 충분히 못한 것으로 사료된다. 따라서, 제조 공정 상의 문제점을 제거하고 고체 P를 사용할 경우 본 실험에 비해 보다 증진된 특성을 보여줄 것으로 기대된다. 이상의 결론을 토대로 볼 때, 2-zone 확산법을 이용한 P 도핑 방법은 저온에서 효과적으로 다결정 Si에 고농도의 도핑을 할 수 있다고 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.427-428
• /
• 2014

서론: 최근 전세계적인 고령화 진행에 따른 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병 등과 같은 각종 뇌관련 질환에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으며 다양한 뇌질환 치료를 위하여 뇌 신경 신호의 정확한 검출 대한 연구가 학계에서 활발히 진행되고 있다. 효과적인 뇌 신경 신호 검출을 위해서는 세포조직의 손상을 최소화 할 수 있는 초소형 신경탐침 및 극소 면적내에서 극대화된 검출 전극이 구현되어야 한다. 그러나, 극소 면적내에 구성된 소면적 전극을 통한 신호 검출은 전극 계면에서의 높은 임피던스를 야기시켜 정밀한 신경신호 검출에 어려움을 만든다. 따라서, 뇌 신경 신호 검출시 전극 계면에서의 낮은 임피던스를 검출하기 위한 다결정실리콘, 이리듐 산화막, 탄소나노튜브와 같은 다양한 전극 소재를 이용한 신경탐침 연구가 제안되어 왔다. 본 연구에서는 극소화된 전극면적과 신경세포 계면에서의 저 임피던스 신경신호 검출을 위하여 비이온성 계면활성제와 전해도금을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 검출 전극으로 활용하였다. 실험 결과: 제작된 신경탐침의 몸체는 실리콘으로 이루어지며, 탐침 끝단에는 신호 측정을 위한 나노동공 백금층을 갖는 전극들이 집적되어 있다. Fig. 1 는 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 이미지 (a), SEM (b), TEM (c), FESEM (d) 측정결과를 보여준다. 0.9 %의 NaCl 용액에서 제작된 신경탐침의 계면임피던스 및 위상각 변화에 대한 측정결과가 Fig. 2에 나타나 있다. 1.2 kHz 주파수에서 $942.6K{\Omega}$ ($0.029{\Omega}cm^2$, $3.14{\mu}m^2$)로 극대화된 실표면적을 갖는 나노동공 백금층에 의하여 매우 낮은 임피던스 특성을 보인 것으로 판단된다. 또한 제작된 신경탐침은 위상각이 $-82.9^{\circ}$로서 캐패시터와 같은 역할을 하고 있다고 예상할 수 있었으며 $4.6mFcm^{-2}$의 축전용량값을 보였다. Fig. 3는 1 M의 황산용액에서 나노동공백금층이 형성된 신경탐침 전극과 형성 전의 전기화학적 표면변화를 비교분석한 결과로서 나노동공 백금층의 형성 전/후의 전류응답 특성이 상이하게 나타났다. 나노동공 백금층의 실표면적 극대화로 인한 전류응답수치 또한 크게 향상 되었으며, 0~-0.25 V 영역에서의 수소 흡착에 따른 환원곡선은 전형적인 백금 특성을 보여주는 결과로 판단 할 수 있다. Table 1는 기존에 연구되었던 신경탐침들과 본 연구에서 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 임피던스와 캐패시턴스 특성을 비교한 결과이다. 결론: 본 연구에서는 실리콘 신경탐침 끝단에 집적된 전극상에 전해도금법을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 형성하고 전극 계면상의 낮은 임피던스를 검출을 하였다. 나노동공 백금층을 갖는 신경탐침은 순환전압전류법을 통해 극대화된 실표면적을 극대화를 확인할 수 있었으며, 극대화된 검출 전극면은 저 임피던스 측정에 용이함을 실험을 통해서 증명할 수 있었다. 따라서, 높은 거칠기값의 나노동공 백금층은 초소형화된 신경탐침상에 집적되는 전극면적소형화와 다수의 전극 구현에 효과적일 것으로 판단되며 보다 정확한 신경신호 검출을 통한 뇌질환의 명확한 이해에 유망할 것으로 판단된다.