• 전자공학회논문지
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• 제52권8호
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• pp.59-63
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• 2015

본 연구에서는 MONOS 플래시 메모리의 blocking oxide/trapping nitride, trapping nitride/tunneling oxide 계면 트랩을 구하기 위해 C-V 방법을 도입하였고, stoichiometric 조건을 만족하는 nitride와 silicon rich nitride를 trapping layer로 갖는 MONOS capacitor를 제작하여 각각의 interface trap 특성을 비교분석하였다. 보고에 따르면 silicon rich nitride는 stoichiometric nitride에 비해 다수의 shallow trap이 존재한다고 보고되고 있는데, 본 연구를 통해 이의 정량화가 가능함을 보였다.

• 센서학회지
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• 제27권3호
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• pp.150-155
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• 2018

Three different structures of GaN MOSFETs with trap distributions, trap levels, and densities were simulated, and its results were analyzed. Two of them are Schottky barrier MOSFETs(SB-MOSFETs): one with a p-type GaN body while the other is in the accumulation mode MOSFET with an undoped GaN body and regrown source/drain. The trap levels, distributions and densities were considered based on the measured or calculated properties. For the SB-MOSFET, the interface trap distribution affected the threshold voltage significantly, but had a relatively small influence on the subthreshold swing, while the bulk trap distribution affects the subthreshold swing more.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.93-93
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• 2007

We present a mechanism for stress-induced interface degrdadations through ab initio pseudopotential calculations. We find that N interstitials at the interface create various defects levels in the Si band gap, which range from the mid gap to the conduction band of Si. The level positions are dependent on the configuration of oxygen toms around the N interstitial. On the other hand, the mid-gap level caused by Pb center is possibly removed by substitution of a N atom for a threefold-coordinated Si atom in the defect. Our calculations explain why interface state generations are enhanced in Si oxynitride, especially near conduction band edge of Si, although densities of Pb center are reduced.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권2호
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• pp.69-76
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• 2005

Interface-trap density, lifetime and Schottky barrier height of erbium-silicided Schottky diode are evaluated using equivalent circuit method. The extracted interface trap density, lifetime and Schottky barrier height for hole are determined as $1.5{\times}10^{13} traps/cm^2$, 3.75 ms and 0.76 eV, respectively. The interface traps are efficiently cured by $N_2$ annealing. Based on the diode characteristics, various sizes of erbium- silicided/platinum-silicided n/p-type Schottky barrier metal-oxide-semiconductor field effect transistors (SB-MOSFETs) are manufactured from 20 m to 35nm. The manufactured SB-MOSFETs show excellent drain induced barrier lowering (DIBL) characteristics due to the existence of Schottky barrier between source and channel. DIBL and subthreshold swing characteristics are compatible with the ultimate scaling limit of double gate MOSFETs which shows the possible application of SB-MOSFETs in nanoscale regime.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권6호
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• pp.412-417
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• 2000

High electric field stressed trap distributions were investigated in the thin silicon oxide of polycrystalline silicon gate metal oxide semiconductor capacitors. The transient currents associated with the off time of stressed voltage were used to measure the density and distribution of high voltage stress induced traps. The transient currents were due to the discharging of traps generated by high stress voltage in the silicon oxides. The trap distributions were relatively uniform near both cathode and anode interface in polycrystalline silicon gate metal oxide semiconductor devices. The stress generated trap distributions were relatively uniform the order of $10^{11}$~$10^{12}$ [states/eV/$\textrm{cm}^2$] after a stress. The trap densities at the oxide silicon interface after high stress voltages were in the $10^{10}$~$10^{13}$ [states/eV/$\textrm{cm}^2$]. It was appeared that the transient current that flowed when the stress voltages were applied to the oxide was caused by carriers tunneling through the silicon oxide by the high voltage stress generated traps.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권7호
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• pp.37-43
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• 2008

본 논문에서는 전하 펌프 방법 (Charge Pumping Method, CPM)를 이용하여 서로 다른 질화막 층을 가지는 N-Channel SANOS (Silicon-$Al_2O_3$-Nitride-Oxide-Silicon) Flash Memory Cell 트랜지스터의 트랩 특성을 규명하였다. SANOS Flash Memory에서 계면 및 질화막 트랩의 중요성은 널리 알려져 있지만 소자에 직접 적용 가능하면서 정화하고 용이한 트랩 분석 방법은 미흡하다고 할 수 있다. 기존에 알려진 분석 방법 중 전하 펌프 방법은 측정 및 분석이 간단하면서 트랜지스터에 직접 적용이 가능하여 MOSFET에 널리 사용되어왔으며 최근에는 MONOS/SONOS 구조에도 적용되고 있지만 아직까지는 Silicon 기판과 tunneling oxide와의 계면에 존재하는 트랩 및 tunneling oxide가 얇은 구조에서의 질화막 벌크 트랩 추출 결과만이 보고되어 있다. 이에 본 연구에서는 Trapping Layer (질화막)가 다른 SONOS 트랜지스터에 전하 펌프 방법을 적용하여 Si 기판/Tunneling Oxide 계면 트랩 및 질화막 트랩을 분리하여 평가하였으며 추출된 결과의 정확성 및 유용성을 확인하고자 트랜지스터의 전기적 특성 및 메모리 특성과의 상관 관계를 분석하고 Simulation을 통해 확인하였다. 분석 결과 계면 트랩의 경우 트랩 밀도가 높고 trap의 capture cross section이 큰 소자의 경우 전자이동도, subthreshold slop, leakage current 등의 트랜지스터의 일반적인 특성 열화가 나타났다. 계면 트랩은 특히 Memory 특성 중 Program/Erase (P/E) speed에 영향을 미치는 것으로 나타났는데 이는 계면결함이 많은 소자의 경우 같은 P/E 조건에서 더 많은 전하가 계면결함에 포획됨으로써 trapping layer로의 carrier 이동이 억제되기 때문으로 판단되며 simulation을 통해서도 동일한 결과를 확인하였다. 하지만 data retention의 경우 계면 트랩보다 charge trapping layer인 질화막 트랩 특성에 의해 더 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 P/E cycling 횟수에 따른 data retention 특성 열화 측정 결과에서도 일관되게 확인할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.447-455
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• 2014

본 연구에서는 4H-SiC MOSFET의 주요 문제점인 $SiC/SiO_2$ 계면의 특성을 향상시키기 위해 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) 공정을 이용하여 n-based 4H-SiC MOS Capacitor를 제작하였다. 건식 산화 공정의 낮은 성장속도, 높은 계면포획 밀도와 $SiO_2$의 낮은 항복전계 등의 문제를 극복하기 위하여 PECVD와 NO어닐링 공정을 사용하여 MOS Capacitor를 제작하였다. 제작이 끝난 후, MOS Capacitor의 계면특성을 hi-lo C-V 측정, I-V 측정 및 SIMS를 이용해 측정하고 평가하였다. 계면의 특성을 건식 산화의 경우와 비교한 결과 20% 감소한 평탄대 전압 변화, 25% 감소한 $SiO_2$ 유효 전하 밀도, 8MV/cm의 증가한 $SiO_2$ 항복전계 및 1.57eV의 유효 에너지 장벽 높이, 전도대 아래로 0.375~0.495eV만큼 떨어져 있는 에너지 영역에서 69.05% 감소한 계면 포획 농도를 확인함으로써 향상된 계면 및 산화막 특성을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권8호
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• pp.1-8
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• 2004

두께가 3nm인 게이트 산화막을 사용한 n-MOSFET에 정전압 스트레스를 가하였을 때 관찰되는 SILC 및 soft breakdown 열화 및 이러한 열화가 소자 특성에 미치는 영향에 대해 실험하였다. 열화 현상은 인가되는 게이트 전압의 극성에 따라 그 특성이 다르게 나타났다. 게이트 전압이 (-)일 때 열화는 계면 및 산화막내 전하 결함에 의해 발생되었지만, 게이트 전압이 (＋)일 때는 열화는 주로 계면 결함에 의해 발생되었다. 또한 이러한 결함의 생성은 Si-H 결합의 파괴에 의해 발생할 수 있다는 것을 중수소 열처리 및 추가 수소 열처리 실험으로부터 발견하였다. OFF 전류 및 여러 가지 MOSFET의 전기적 특성의 변화는 관찰된 결함 전하(charge-trapping)의 생성과 직접적인 관련이 있다. 그러므로 실험 결과들로부터 게이트 산화막으로 터널링되는 전자나 정공에 의한 Si 및 O의 결합 파괴가 게이트 산화막 열화의 원인이 된다고 판단된다. 이러한 물리적 해석은 기존의 Anode-Hole Injection 모델과 Hydrogen-Released 모델의 내용을 모두 포함하게 된다.

• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권5호
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• pp.497-503
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• 2015

It is essential to acquire an accurate and simple technique for extracting the interface trap density ($D_{it}$) in order to characterize the normally-off gate-recessed AlGaN/GaN hetero field-effect transistors (HFETs) because they can undergo interface trap generation induced by the etch damage in each interfacial layer provoking the degradation of device performance as well as serious instability. Here, the frequency-dependent capacitance-voltage (C-V) method (FDCM) is proposed as a simple and fast technique for extracting $D_{it}$ and demonstrated in normally-off gate-recessed AlGaN/GaN HFETs. The FDCM is found to be not only simpler than the conductance method along with the same precision, but also much useful for a simple C-V model for AlGaN/GaN HFETs because it identifies frequency-independent and bias-dependent capacitance components.