• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2016

최근 NAND flash memory는 높은 집적성과 데이터의 비휘발성, 낮은 소비전력, 간단한 입, 출력 등의 장점들로 인해 핸드폰, MP3, USB 등의 휴대용 저장 장치 및 노트북 시장에서 많이 이용되어 왔다. 특히, 최근에는 smart watch, wearable device등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 유연하고 투명한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 플래시 메모리 소자의 구조로 charge trapping type flash memory (CTF)가 있다. CTF 메모리 소자는 trap layer의 trap site를 이용하여 메모리 동작을 하는 소자이다. 하지만 작은 window의 크기, trap site의 열화로 인해 메모리 특성이 나빠지는 문제점 등이 있다. 따라서 최근, trap layer에 다양한 물질을 적용하여 CTF 소자의 문제점을 해결하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 특히, 산화물 반도체인 zinc oxide (ZnO)를 trap layer로 하는 CTF 메모리 소자가 최근 몇몇 보고 되었다. 산화물 반도체인 ZnO는 n-type 반도체이며, shallow와 deep trap site를 동시에 가지고 있는 독특한 물질이다. 이 특성으로 인해 메모리 소자의 programming 시에는 deep trap site에 charging이 일어나고, erasing 시에는 shallow trap site에 캐리어들이 쉽게 공급되면서 deep trap site에 갇혀있던 charge가 쉽게 de-trapped 된다는 장점을 가지고 있다. 따라서, 본 실험에서는 산화물 반도체인 ZnO를 trap layer로 하는 CTF 소자의 메모리 특성을 확인하기 위해 간단한 구조인 metal-oxide capacitor (MOSCAP)구조로 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 먼저, RCA cleaning 처리된 n-Si bulk 기판 위에 tunnel layer인 SiO2 5 nm를 rf sputter로 증착한 후 furnace 장비를 이용하여 forming gas annealing을 $450^{\circ}C$에서 실시하였다. 그 후 ZnO를 20 nm, SiO2를 30 nm rf sputter로 증착한 후, 상부전극을 E-beam evaporator 장비를 사용하여 Al 150 nm를 증착하였다. 제작된 소자의 신뢰성 및 내구성 평가를 위해 상온에서 retention과 endurance 측정을 진행하였다. 상온에서의 endurance 측정결과 1000 cycles에서 약 19.08%의 charge loss를 보였으며, Retention 측정결과, 10년 후 약 33.57%의 charge loss를 보여 좋은 메모리 특성을 가지는 것을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로, 차세대 메모리 시장에서 trap layer 물질로 산화물 반도체를 사용하는 CTF의 연구 및 계발, 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.453-456
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• 1999

The Si-SiO$_2$interface trap and nitride bulk trap distribution of SONOSFET(polysilicon-oxide-nitride-oxide-semiconductor)NVSM(nonvolatile semiconductor memory) cell were investigated by single charge pumping method. The used device was fabricated by 0.35 7m standard logic fabrication including the ONO cell process. This ONO dielectric thickness is tunnel oxide 24 $\AA$, nitride 74 $\AA$, blocking oxide 25 $\AA$, respectively. Keeping the pulse base level in accumulation and pulsing the surface into inversion with increasing amplitudes, the charge pumping current flow from the single junction. Using the obtained I$_{cp}$-V$_{h}$ curve, the local V$_{t}$ distribution, doping concentration, lateral interface trap distribution and lateral memory trap distribution were extracted. The maximum N$_{it}$($\chi$) of 1.62$\times$10$^{19}$ /cm$^2$were determined.mined.d.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.981-984
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• 2005

본 논문에서는 전하트랩형 SONOS 메모리에서 프로그래밍 동작 후 변화되는 문턱전압을 시뮬레이션에 의하여 구현하고자 한다. SONOS 소자는 질화막내의 트랩 뿐 만아니라, 질화막-블로킹산화막 계면에 존재하는 트랩에 전하를 저장하는 전하트랩형 비휘발성기억소자로서, 기억상태에 따른 문턱전압을 시뮬레이션으로 구현하기위해서는 질화막내의 트랩을 정의할 수 있어야 된다. 그러나 기존의 시뮬레이터에서는 질화막내의 트랩모델이 개발되어 있지 않은 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 SONOS 구조의 터널링산화막-질화막 계면과 질화막-블로킹산화막 계면에 두개의 전극을 정의하여 프로그램 전압과 시간에 따라서 전극에 유기되는 전하량으로부터 전하트랩형 기억소자의 문턱전압변화를 시뮬레이션 할 수 있는 새로운 방법을 제안한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.328.1-328.1
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• 2014

MOSFET degradation의 대부분은 hot-carrier injection에 의한 interface state (Dit)의 생성에서 비롯되며 따라서 본 연구에서는 신뢰성에 대한 한 가지 방법으로 Charge pumping method를 이용하여 MOSFET의 interface trap(Dit)의 변화를 측정하였다. 소스와 드레인을 ground로 묶고 게이트에 펄스를 인가한 후 Icp를 측정하여 Dit를 추출하였다. 온도를 293~343 K까지 5 K씩 가변했을 때 293K의 Icp(${\mu}A$)는 0.12 nA 313 K는 0.112 nA 343 K는 0.926 nA이며 Dit (cm-1/eV-1)는 $1.61{\times}10^{12}$ (Cm-2/eV-1) $1.49{\times}10^{12}$ (Cm-2/eV-1) $1.23{\times}10^{12}$ (Cm-2/eV-1)이다. 측정결과 Dit는 Icp가 높은 지점에서 추출되며 온도가 높아지게 되면 Icp전류가 낮아지고 Dit가 줄어드는 것을 볼 수 있다. 온도가 올라가게 되면 carrier들이 trap 준위에서 conduction band 위쪽에 이동하게 되어서 interface에 trap되는 양이 작아지게 된다. 그래서 이때 Icp를 이용해 추출한 Dit 는 실제로 trap의 양이 줄어든 것이 아니라 Thermal excess 현상으로 인해 측정되는 Icp의 양이 줄어든 것으로 분석할 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권6호
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• pp.304-310
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• 2002

실리콘 기판 위의 초기 산화막을 NO 열처리 및 재산화 공정방법으로 성장한 재산화된 질화산화막을 게이트 유전막으로 사용한 새로운 전하트랠형 기억소자로의 응용가능성과 계면트랩특성을 조사하였다. 0.35$\mu$m CMOS 공정기술을 사용하여 게이트 유전막은 초기산화막을 $800^{\circ}C$에서 습식 산화하였다 전하트랩영역인 질화막 층을 형성하기 위해 $800^{\circ}C$에서 30분간 NO 열처리를 한 후 터널 산화막을 만들기 위해 $850^{\circ}C$에서 습식 산화방법으로 재산화하였다. 프로그램은 11 V, 500$\mu$s으로 소거는 -l3 V, 1 ms의 조건에서 프로그래밍이 가능하였으며, 최대 기억창은 2.28 V이었다. 또한 11 V, 1 ms와 -l3 V, 1 ms로 프로그램과 소거시 각각 20년 이상과 28시간의 기억유지특성을 보였으며 $3 \times 10^3$회 정도의 전기적 내구성을 나타내었다. 단일접합 전하펌핑 방법으로 소자의 계면트랩 밀도와 기억트랩 밀도의 공간적 분포를 구하였다. 초기상태에서 채널 중심 부근의 계면트랩 및 기억트랩 밀도는 각각 $4.5 \times 10^{10}/{cm}^2$ 와 $3.7\times 10^{1R}/{cm}^3$ 이었다. $1 \times 10^3$프로그램/소거 반복 후, 계면트랩은 $2.3\times 10^{12}/{cm}^2$으로 증가하였으며, 기억트랩에 기억된 전하량은 감소하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.822-827
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• 2000

The Si-SiO$_2$interface trap and nitride bulk trap distribution of SONOSFET(polysilicon-oxide-nitride-oxide-semiconductor field effect transistor) NVSM (nonvolatile semiconductor memory) cell is investigated by single junction charge pumping method. The device was fabricated by 0.35㎛ standard logic fabrication process including the ONO stack dielectrics. The thickness of ONO dielectricis are 24$\AA$ for tunnel oxide, 74 $\AA$ for nitride and 25 $\AA$ for blocking oxide, respectively. By the use of single junction charge pumping method, the lateral profiles of both interface and memory traps can be calculated directly from experimental charge pumping results without complex numerical simulation. The interface traps were almost uniformly distributed over the whole channel region and its maximum value was 7.97$\times$10$\^$10/㎠. The memory traps were uniformly distributed in the nitride layer and its maximum value was 1.04$\times$10$\^$19/㎤. The degradation characteristics of SONOSFET with write/erase cycling also were investigated.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권8호
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• pp.56-62
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• 1992

This paper is analyzed the charge trapping and electrical properties of 0(Oxide), NO(Nitrided oxide) and ONO(Reoxidized nitrided oxide) as dielectric films in MIS structures. We have processed bottom oxide and top oxide by the thermal method, and nitride(Si$_{3}N_{4}$) by the LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) method on P-type(100) Silicon wafer. We have studied the charge trapping properties of the dielectrics by using a computer controlled DLTS system. All of the dielectric films are shown peak nearly at 300K. Those are bulk traps. Many trap densities which is detected in NO films, but traps. Many trap densities which is detected in NO films. Varing the nitride thickness, the trap densities of thinner nitride is decreased than the thicker nitride. Finally we have found that trap densities of ONO films is affected by nitride thickness.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권1호
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• pp.34-39
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• 2014

This paper discusses the 3-level charge pumping (CP) method in planar-type Silicon-Oxide-High-k-Oxide-Silicon (SOHOS) and Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (SONOS) devices to find out the reason of the degradation of data retention properties. In the CP technique, pulses are applied to the gate of the MOSFET which alternately fill the traps with electrons and holes, thereby causing a recombination current Icp to flow in the substrate. The 3-level charge pumping method may be used to determine not only interface trap densities but also capture cross sections as a function of trap energy. By applying this method, SOHOS device found to have a higher interface trap density than SONOS device. Therefore, degradation of data retention characteristics is attributed to the many interface trap sites.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권5호
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• pp.664-674
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• 2016

The electrical properties of Ti/p-type InP Schottky diodes with and without polyaniline (PANI) interlayer was investigated using current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements. The barrier height of Ti/p-type InP Schottky diode with PANI interlayer was higher than that of the conventional Ti/p-type InP Schottky diode, implying that the organic interlayer influenced the space-charge region of the Ti/p-type InP Schottky junction. At higher voltages, the current transport was dominated by the trap free space-charge-limited current and trap-filled space-charge-limited current in Ti/p-type InP Schottky diode without and with PANI interlayer, respectively. The domination of trap filled space-charge-limited current in Ti/p-type InP Schottky diode with PANI interlayer could be associated with the traps originated from structural defects prevailing in organic PANI interlayer.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권3호
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• pp.360-369
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• 2012

The causes of showing different subthreshold slopes (SS) in programmed and erased states for two different charge trap flash (CTF) memory devices, SONOS type flash memory with gate-all-around (GAA) structure and TANOS type NAND flash memory with planar structure were investigated. To analyze the difference in SSs, TCAD simulation and low-frequency noise (LFN) measurement were fulfilled. The device simulation was performed to compare SSs considering the gate electric field effect to the channel and to check the localized trapped charge distribution effect in nitride layer while the comparison of noise power spectrum was carried out to inspect the generation of interface traps ($N_{IT}$). When each cell in the measured two memory devices is erased, the normalized LFN power is increased by one order of magnitude, which is attributed to the generation of $N_{IT}$ originated by the movement of hydrogen species ($h^*$) from the interface. As a result, the SS is degraded for the GAA SONOS memory device when erased where the $N_{IT}$ generation is a prominent factor. However, the TANOS memory cell is relatively immune to the SS degradation effect induced by the generated $N_{IT}$.