• 제목/요약/키워드: Gate Insulator

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Copper Phthalocyanine Field-effect Transistor Analysis using an Maxwell-wagner Model

  • Lee, Ho-Shik;Yang, Seung-Ho;Park, Yong-Pil;Lim, Eun-Ju;Iwamoto, Mitsumasa
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제8권3호
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    • pp.139-142
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    • 2007
  • Organic field-effect transistor (FET) based on a copper Phthalocyanine (CuPc) material as an active layer and a $SiO_2$ as a gate insulator were fabricated and analyzed. We measured the typical FET characteristics of CuPc in air. The electrical characteristics of the CuPc FET device were analyzed by a Maxwell-Wagner model. The Maxwell-Wagner model employed in analyzing double-layer dielectric system was helpful to explain the C-V and I-V characteristics of the FET device. In order to further clarity the channel formation of the CuPc FET, optical second harmonic generation (SHG) measurement was also employed. Interestingly, SHG modulation was not observed for the CuPc FET. This result indicates that the accumulation of charge from bulk CuPc makes a significant contribution.

ELA 및 MICC 기법을 이용한 TFT의 제작 및 전기적 특성 비교 (TFT production and electric characteristic comparison by ELA and MICC technique)

  • 박태웅;이원백;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.146-146
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    • 2010
  • Electrical properties of Large-grain-size TIT with 7/7 ${\mu}m$ channel width and length which gate insulator is made of 20nm $SiO_2$ and 80nm $SiN_x$. was fabricated and measured with Large-grain-size technic(MICC) and compared to ELA technic's data. The field-effect mobility was decreased from 106.78 to $88.74\;cm^2$/Vs and threshold voltage also decreased from -1.8382 to -0.9529 V, when TFT process is changed from ELA technic to MICC technic. Subthreshold swing, also, increased from 0.22 to 0.32 V/dec and $I_{on/off}$ ratio decreased from $1.12{\times}10^8$ to $5.75{\times}10^7$.

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Ru and $RuO_2$ Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition

  • Shin, Woong-Chul;Choi, Kyu-Jeong;Jung, Hyun-June;Yoon, Soon-Gil;Kim, Soo-Hyun
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.149-149
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    • 2008
  • Metal-Insulator-Metal(MIM) capacitors have been studied extensively for next generation of high-density dynamic random access memory (DRAM) devices. Of several candidates for metal electrodes, Ru or its conducting oxide $RuO_2$ is the most promising material due to process maturity, feasibility, and reliability. ALD can be used to form the Ru and RuO2 electrode because of its inherent ability to achieve high level of conformality and step coverage. Moreover, it enables precise control of film thickness at atomic dimensions as a result of self-limited surface reactions. Recently, ALD processes for Ru and $RuO_2$, including plasma-enhanced ALD, have been studied for various semiconductor applications, such as gate metal electrodes, Cu interconnections, and capacitor electrodes. We investigated Ru/$RuO_2$ thin films by thermal ALD with various deposition parameters such as deposition temperature, oxygen flow rate, and source pulse time. Ru and $RuO_2$ thin films were grown by ALD(Lucida D150, NCD Co.) using RuDi as precursor and O2 gas as a reactant at $200\sim350^{\circ}C$.

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Trapping and Detrapping of Transport Carriers in Silicon Dioxide Under Optically Assisted Electron Injection

  • Kim, Hong-Seog
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제1권3호
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    • pp.158-166
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    • 2001
  • Based on uniform hot carrier injection (optically assisted electron injection) across the $Si-SiO_2$ interface into the gate insulator of n-channel IGFETs, the threshold voltage shifts associated with electron injection of $1.25{\times}l0^{16}{\;}e/\textrm{cm}^2 between 0.5 and 7 MV/cm were found to decrease from positive to negative values, indicating both a decrease in trap cross section ($E_{ox}{\geq}1.5 MV/cm$) and the generation of FPC $E_{ox}{\geq}5{\;}MV/cm$). It was also found that FNC and large cross section NETs were generated for $E_{ox}{\geq}5{\;}MV/cm$. Continuous, uniform low-field (1MV/cm) electron injection up to $l0^{19}{\;}e/\textrm{cm}^2 is accompanied by a monatomic increase in threshold voltage. It was found that the data could be modeled more effectively by assuming that most of the threshold voltage shift could be ascribed to generated bulk defects which are generated and filled, or more likely, generated in a charged state. The injection method and conditions used in terms of injection fluence, injection density, and temperature, can have a dramatic impact on what is measured, and may have important implications on accelerated lifetime measurements.

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2중 알루미늄 전극구조의 Charge Coupled Device를 이용한 저역 여파기 (A Transversal Low Pass Filter Using Charge Coupled Device with Two Level Aluminum Electrode Structure)

  • 신윤승;김오현
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.25-34
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    • 1981
  • 전하결합소자(charge coupled device)의 제작에 필요한 다중전극구조를 실현하기 위하여 알루미늄양극산화방법을 실험적으로 조사하였다. 양극산화의 전해질용액으로 2% ammonium tartrate를 사용하고, 산화전압을 30∼35 volt로 하여 2시간 정도 산화할 때 형성되는 Al2O3의 두께는 400∼500A이었고 절연파괴전압은 30volt 정도였다. 이와 같은 Al2O3의 성질을 이용하여 CCD transversal 저역여파기를 제작하였다. 17개의 tap coefficient를 갖는 저역파기의 stop band attenuation은 약 22dB 이었으며 사용가능한 주파수 범위는 3 KHz로부터 100KHz까지였다.

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Nitoxide막에 의한 표면 불활성화에 관한 연구 (A Study on the passivation of Si by Thermal Ammonia Nitroxide)

  • 성영권;최종일;오재하
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1988년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.78-81
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    • 1988
  • Nitroxide films were made from the $NH_3$ gas nitridation of as-grown $SiO_2$. The electrical characterization results including C-V characteristics and BT stress generally indicate that the high field stress instability and insulator-substrate interfacial characteristics are improved by nitridation of $SiO_2$. A C-V technique was used to determine the surface state density $N_{55}$ and then $N_{55}$ in the nitroxide-substrate interface was $8{\times}10(/eVcm^2$). This $N_{55}$ is related with 1/f noise was revealed experimentally and relationship was plotted and 1/f noise characteristics were also improved by nitridation of of $SiO_2$By the results of measurements on these films show that very thin thermal silicon nitroxide films can be used as gate dielectrics for future highly scaled-down VLSI device.

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SOI 기판 위에 SONOS 구조를 가진 플래쉬 메모리 소자의 subthreshold 전압 영역의 전기적 성질

  • 유주태;김현우;유주형;김태환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.216-216
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    • 2010
  • Floating gate를 이용한 플래시 메모리와 달리 질화막을 트랩 저장층으로 이용한 silicon-oxide-silicon nitride-oxide silicon (SONOS) 구조의 플래시 메모리 소자는 동작 전압이 낮고, 공정과정이 간단하며 비례 축소가 용이하여 고집적화하는데 유리하다. 그러나 SONOS 구조의 플래시 메모리소자는 비례 축소함에 따라 단 채널 효과와 펀치스루 현상이 커지는 문제점이 있다. 비례축소 할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리 소자를 FinFET과 같이 구조를 변화하는 연구는 활발히 진행되고 있으나, 플래시 메모리 소자를 제작하는 기판의 변화에 따른 메모리 소자의 전기적 특성 변화에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 silicon-on insulator (SOI) 기판의 유무에 따른 멀티비트를 구현하기 위한 듀얼 게이트 가진 SONOS 구조를 가진 플래시 메모리 소자의 subthreshold 전압 영역에서의 전기적 특성 변화를 조사 하였다. 게이트 사이의 간격이 감소함에 따라 SOI 기판이 있을 때와 없을 때의 전류-전압 특성을 TCAD Simulation을 사용하여 계산하였다. 전류-전압 특성곡선에서 subthreshold swing을 계산하여 비교하므로 SONOS 구조의 플래시 메모리 소자에서 SOI 기판을 사용한 메모리 소자가 SOI 기판을 사용하지 않은 메모리 소자보다 단채널효과와 subthreshold swing이 감소하였다. 비례 축소에 따라 SOI 기판을 사용한 메모리 소자에서 단채널 효과와 subthreshold swing이 감소하는 비율이 증가하였다.

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Channel Recessed 1T-DRAM with ONO Gate Dielectric

  • 박진권;조원주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.264-264
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    • 2011
  • 1T-1C로 구성되는 기존의 dynamic random access memory (DRAM)는 데이터를 저장하기 위해 적절한 커패시턴스를 확보해야 한다. 따라서 커패시터 면적으로 인한 집적도의 한계에 직면해있으며, 이를 대체하기 위한 새로운 DRAM인 1T- DRAM이 연구되고 있다. 기존의 DRAM과 달리 silicon-on-insulator (SOI) 기술을 이용한 1T-DRAM은 데이터 저장을 위한 커패시터가 요구되지 않는다. 정공을 채널의 중성영역에 축적함으로서 발생하는 포텐셜 변화를 이용하며, 이때 발생하는 드레인 전류차를 이용하여 '0'과 '1'을 구분한다. 기존의 완전공핍형 평면구조의 1T-DRAM은 소스 및 드레인 접합부분에서 발생하는 누설전류로 인해 '0' 상태의 메모리 유지특성이 열화되는 단점을 가지고 있다. 따라서 메모리의 보존특성을 향상시키기 위해 소스/드레인 접합영역을 줄여 누설전류를 감소시키는 구조를 갖는 1T-DRAM의 연구가 필요하다. 또한 고유전율을 가지는 Si3N4를 이용한 oxide-nitride-oxide (ONO)구조의 게이트 절연막을 이용하면 동일한 두께에서 더 낮은 equivalent oxide thickness (EOT)를 얻을 수 있기 때문에 보다 저 전압에서 1T-DRAM 동작이 가능하여 기존의 SiO2 단일층을 이용한 1T-DRAM보다 동일 전압에서 더 큰 sensing margin을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 누설전류를 감소시키기 위하여 소스 및 드레인이 채널위로 올려진 recessed channel 구조에 ONO 게이트 절연막을 적용한 1T-DRAM을 제작 및 평가하고, 본 구조의 1T-DRAM적용 가능성 및 ONO구조의 게이트 절연막을 이용한 sensing margin 개선을 확인하였다.

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High Performance Poly-Si TFT (${\mu}>290cm^2/Vsec$) Direct Fabricated on Plastic Substrate below $170^{\circ}C$

  • Kwon, Jang-Yeon;Kim, Do-Young;Jung, Ji-Sim;Kim, Jong-Man;Lim, Hyuck;Park, Kyung-Bae;Cho, Hans-S;Zhang, Xiaoxin;Yin, Huaxiang;Xianyu, Wenxu;Noguchi, Takashi
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
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    • pp.149-152
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    • 2005
  • We present the characterization of poly-Si TFT fabricated below on Plastic Substrate below $170^{\circ}C$ on plastic substrate using excimer laser crystallization of Xe sputtered Si films. Gate insulator with a breakdown field exceeding 8 MV/cm was deposited by using inductively coupled plasma CVD. Finally, we successfully fabricate TFT with a electron field-effect mobility value greater than $290\;cm^2/Vsec$.

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ICBE 기법에 의한 저온 탄탈륨 산화막의 형성에 관한 연구 (A Study on the Growth of Tantalum Oxide Films with Low Temperature by ICBE Technique)

  • 강호철;황상준;배원일;성만영;이동회;박성희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1463-1465
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    • 1994
  • The electrical characteristics of $Al/Ta_2O_5/Si$ metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors were studied. $Ta_2O_5$ films on p-type silicon had been prepared by ionized cluster beam epitaxy technique (ICBE). This $Ta_2O_5$ films have low leakage current, high breakdown strength and low flat band shift. In this research, a single crystalline cpitaxial film of $Ta_2O_5$ has been grown on p-Si wafer using an ICBE technique. The native oxide layer ($SiO_2$) on the silicon substrate was removed below $500^{\circ}C$ by use of an accelerated arsenic ion beam, instead of a high temperature deposition. $Ta_2O_5$ films formed by ICBE technique can be received considerable attention for applications to coupling capacitors, gate dielectrics in MOS devices, and memory storage capacitor insulator because of their high dielectric constants above 20 and low temperature process.

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