• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.379-379
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• 2011

차세대 저항메모리(resistive switching random access memory; ReRAM)의 개발을 위해 다양한 산화 물질들의 저항 변화 특성이 연구되고 있다. 본 연구에서는 저항 변화 물질로 잘 알려진 ZnO 박막을 이용하여 저항 변화 특성을 평가하였다. ZnO 박막은 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 스퍼터링 시스템을 이용하여 약 50 nm 두께로 증착되었다. 증착된 박막 위에 전극을 evaporator를 이용하여 패턴닝함으로써 전극-반도체-전극 구조의 소자를 만들고 이의 전기적 특성을 평가하였다. Compliance current를 설정하여 저항 변화 특성을 측정한 결과 가해진 전압의 극성에 관계 없이 저항이 변화하는, dielectric breakdown에 의해 박막내 전도성 필라멘트라 불리는 전도성 길이 생성되었다가 joule-heating에 의해 필라멘트가 파열되는, 전형적인 unipolar 저항 변화특성이 나타났다. 다기능성 소자 개발을 위해 위 소자 구조를 투명한 고분자 기판위에 형성하고 표면에 초발수성 ZnO 나노막대 구조를 합성하였다. 그 결과 투명하면서 유연하고, 수분에도 안정적인 다기능성 저항 변화 소자 특성을 평가할 수 있었다. 본 결과를 바탕으로 필라멘트 이론에 기초한 저항 변화 메커니즘을 설명하는 모델이 제시되었다.

• 한국자기학회지
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• 제11권5호
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• pp.202-210
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• 2001

자연산화 $Al_2$O$_3$층이 형성된 하부형태 터널링 자기저항 다층박막이 기본진공도 $10^{-9}$ Torr을 유지하는 UHV 챔버내에서 이온빔 스퍼터링과 dc 마그네트론 스퍼터링 법으로 증착되었다. 제작된 스핀의존터널링 (SDT) 접합소자의 최대 터널링자기저항(TMR)와 최소 접합저항과 면적곱(R$_{j}$ A) 각각 16~17%와 50-60$\Omega$$\mu\textrm{m}$$^2$이었다. 자기장하에서 열처리한 SDT접합에 대한 TMR향상과 (R$_{j}$ A) 감소의 변화는 미미하였다. 접합면적이 81$\mu\textrm{m}$$^2$에서 47$\mu\textrm{m}$$^2$까지 접합크기가 작이짐에 따라 TMR이 증가하고 (R$_{j}$ A)이 감소하는 의존성이 관찰되었다. 이러한 현상을 하부층 단자의 판흐름 저항값 의존효과와 스핀채널효과로 설명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.41-41
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• 2010

반도체 소자의 선폭이 감소함에 따른 금속배선의 저항이 증가하면서 반도체 배선물질을 copper로 대체하려는 연구가 진행되고 있다. 그러나 copper를 금속배선에 사용하게 되면 대기 상에서 노출 시 쉽게 산화가 일어나며 형성된 산화물의 미세조직이 치밀하지 못하여 계속적인 산화가 진행되고, 후속 열처리 공정 시 copper가 유전체로 확산되어 소자의 정상적인 작동을 방해하게 되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 copper의 확산 및 산화를 방지하는 물질로 cobalt가 각광받고 있다. Cobalt는 낮은 저항과 열적 안정성이 우수하여 copper와의 연동에 문제가 없으며, 소자의 작동에도 영향을 미치지 않는다. Cobalt 박막의 적용을 위해 patterning 단계를 줄일 수 있는 선택적 증착공정의 개발도 요구되고 있다. 본 연구에서는 우수한 층덮힘(step coverage)과 양질의 박막을 증착할 수 있는 MOCVD 공정을 이용하였고, cobalt 전구체로서 $Co(hfac)_2$ (hfac: hexafluoroacethylacetonate) 전구체와 $Co_2$ (CO)8 (CO: carbonyl) 전구체를 사용하였다. 각각의 전구체에 따라 선택적 증착이 가능한 공정조건을 찾기 위한 연구를 진행하였다.

• 한국자기학회지
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• 제10권4호
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• pp.159-163
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• 2000

절연층으로 CoO를 사용한 스핀의존성 터널링 접합 NiFe(30 nm)/CoO(t)/Co(30 nm-t)에서 터널링 자기저항성질을 연구하였다. 3-gun 스퍼터링 시스템에서 4$^{\circ}$tilt-cut (111)Si을 기판으로, 상부자성층으로 Ni$_{80}$Fe$_{20}$를 사용하였고 Co를 하부 자성층으로 사용하였다. 절연층으로 사용된 CoO른 하부 자성층 Co를 산소 플라즈마 산화법과 상온에서의 자연산화를 통해 얻었다. CoO를 플라즈마 산화법으로 얻은 경우 플라즈마 산화시간이 증가할수록 자기이력곡선에서 반강자성 물질인 CoO에 의해 NiFe와 Co의 보자력이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 플라즈마 산화된 CoO의 경우, 상온에서 1mA의 감지전류를 흘려줬을 경우 최대 1.2 %의 자기저항비를 얻을 수 있었다. 자연산화법으로 CoO를 얻은 경우 감지 전류 1 mA에서 4.8 %의 자기저항비를 관찰할수 있었고, 감지전류 1.5 mA의 경우 28 %의 자기저항비와 10.9 ㏀$\times$$\mu\textrm{m}$$^2$의 값을 얻을 수 있었다. 저항$\times$면적값이 2.28 ㏀$\times$$\mu\textrm{m}$$^2$일 때 최대 120 %의 자기저항비를 얻을 수 있었다.다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.173-178
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• 2009

금속산화물 박막 소자를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다. 소자는 Electrode를 TOP-TOP구조로 제작하였으며 스위칭 특성을 연구하기 위해 전극간의 산화금속박막의 전도특성이 측정되었다. 소자의 저항변화는 전압을 선형적으로 인가하여 측정하였다. 제작된 소자는 MIM구조로써 외부에서 인가하는 전기적 신호에 의하여 전기전도도가 큰 On-state와 전기전도도가 낮은 Off-state로 바뀌는 특성을 나타내었다. $Si/SiO_2/MgO$ 소자는 Forming에 의해 저항이 큰 상태에서 저항이 작은 상태로 전기적 특성이 변화하면서 스위칭 특성을 보였다. 본 연구를 통하여 산화금속은 차세대 비휘발성 메모리로는 물론 다른 전기적 응용이 기대되는 물질임을 확인하게 되었다.

• 한국주조공학회지
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• 제29권3호
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• pp.101-112
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• 2009

경량성, 자원의 무한성 그리고 재활용성으로 대표되는 친환경의 마그네슘은 향후 Eco-Mg 개발을 통하여 무한한 성장이 예상된다. 본 자료에서는 첨가제로서의 CaO 관점에서 $non-SF_6$ 공정, 유동성의 공정 대응성, 압출 대응성, 스트립 캐스팅 대응성, 압연 대응성, 접합 대응성 그리고 마그네슘 합금의 산화 저항성 및 발화 저항성에 대해서 서술하였다. 또한 첨가제로서의 CaO 측면에서는 고온용, 내화용, 제진용 합금의 개발을 비용 절감측면을 강조하여 기술하였다. 물론 본 자료에서 Eco-Mg의 모든 측면들을 다루지는 않았다. Eco-Mg는 지금까지 개발된 것 보다는 앞으로 이루어내야 할 것들이 훨씬 많고 중요하다. 연구개발 뿐만 아니라 상업적 제품 개발에 대한 국내외적인 협력이 이루어져야 할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.306.2-306.2
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• 2014

전자기기의 휴대성과 이동성이 강조되고 있는 현대사회에서 비휘발성 메모리는 메모리 산업에 있어 매우 매력적인 동시에 커다란 잠재성을 지닌다. 이미 공정의 한계에 부딪힌 Flash 메모리를 대신하여 10nm 이하의 공정이 가능한 상변화 메모리(Phase-Change Memory, PRAM), 스핀 주입 자화 반전 메모리(Spin Transfer Torque-Magnetic RAM, STT-MRAM), 저항 변화 메모리(Resistive Random Access Memory, ReRAM)가 차세대 비휘발성 메모리 후보로서 거론되고 있으며, 그 중에서도 ReRAM은 빠른 속도와 낮은 소비 전력, CMOS 공정 호환성, 그리고 비교적 단순한 3차원 적층 구조의 특성으로 인해 활발히 연구되고 있다. 특히 최근에는 질화물 또는 질소를 도핑한 산화물을 저항변화 물질로 사용하는 ReRAM이 보고되고 있는데, 이들은 동작전압이 낮을 뿐만 아니라 저항 변화(Resistive Switching, RS) 과정에서 일어나는 계면 산화를 방지할 수 있으므로 ReRAM의 저항 변화 재료로서 각광받고 있다. 그러나 Cell 단위의 ReRAM 소자를 Crossbar Array 구조에 적용시켰을 때 주변 Cell과의 저항 상태 차이로 인해 전류가 낮은 저항 상태(LRS)의 Cell로 흘러 의도치 않은 동작을 야기한다. 이와 같이 누설 전류(Leakage Current)로 인한 상호간의 간섭이 일어나는 Cross-talk 현상이 존재하며, 공정의 간소화와 집적도를 유지하면서 이 문제를 해결하는 것은 실용화하기에 앞서 매우 중요한 문제이다. 따라서, 본 논문에서는 Read 동작 시 발생하는 Cell과 Cell 사이의 Cross-talk 문제를 해결하기 위해 자가 정류 특성(Self-Rectifying)을 가지는 실리콘 질화물/알루미늄 질화물 이중층(Si3N4/AlN Bi-layer)으로 구성된 ReRAM 소자 구조를 제안하였으며, Sputtering 방법을 이용하여 제안된 소자를 제작하였다. 전압-전류 특성 실험결과, 제안된 구조에 대한 에너지 밴드 다이어그램 시뮬레이션 결과와 동일하게 Positive Bias 영역에서 자가 정류 특성을 획득하였고, 결과적으로 Read 동작 시 발생하는 Cross-talk 현상을 차단할 수 있는 결과를 확보하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권10호
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• pp.973-980
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• 2003

n-type 반도체인 SnO$_2$ 가스센서에서 첨가제가 산화성 가스에 대한 감지특성에 미치는 영향을 살펴보았다 SnO$_2$ 센서는 환원성 가스에 노출될 경우 전자 주게로 작용하여 저항이 감소하지만, 반대로 산화성 가스에 노출될 경우 전자 받게로 작용하여 저항이 증가하는 특성을 보인다 산화성 가스와 SnO$_2$ 분말 사이의 반응생성물을 가스 크로마토그래피 분석을 통하여 환원성 가스인 알콜의 반응 생성물과 비교하였다. PdC1$_2$혹은 A1$_2$O$_3$가 첨가된 센서는 산화성의 $CH_3$CN와 $CH_3$NO$_2$에 대해 동작온도에 따라 독특한 이중반응특성을 보였다. 이들 센서들의 조합과 패턴인식 기법을 이용하면 전자수용기를 가진 가스들에 대한 선택성을 높일 수 있을 것이다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.106-106
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• 2003

반도체 소자의 고집적화에 따라 채널길이와 배선선 폭은 점차 줄어들고, 이에 따라 단채널효과, 소스/드레인에서의 기생저항 증가 및 게이트에서의 RC 시간지연 증가 등의 문제가 야기되었다. 이를 해결하기 위하여 자기정렬 실리사이드화(SADS) 공정을 통해 TiSi2, CoSi2 같은 금속 실리사이드를 접촉 및 게이트 전극으로 사용하려는 노력이 진행되고 있다. 그런데 TiSi2는 면저항의 선폭의존성 때문에, 그리고 CoSi2는 실리사이드 형성시 과도한 Si소모로 인해 차세대 MOSFET소자에 적용하기에는 한계가 있다. 반면, NiSi는 이러한 문제점을 나타내지 않고 저온 공정이 가능한 재료이다. 그러나, NiSi는 실리사이드 형성시 NiSi/Si 계면의 산화와 거침성(roughness) 때문에 높은 누설 전류와 면저항값, 그리고 열적 불안정성을 나타낸다. 한편, 초고집적 소자의 배선재료로는 비저항이 낮고 electro- 및 stress-migration에 대한 저항성이 높은 Cu가 사용될 전망이다. 그러나, Cu는 Si, SiO2, 실리사이드로 확산·반응하여 소자의 열적, 전기적, 기계적 특성을 저하시킨다. 따라서 Cu를 배선재료로 사용하기 위해서는 확산방지막이 필요하며, 확산방지재료로는 Ti, TiN, Ta, TaN 등이 많이 연구되고 있다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.197-200
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• 1999