• 제목/요약/키워드: MFIs

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고유전율 AIN 절연층을 사용한 비휘발성 강유전체 메모리용 MFIS 구조의 제작 및 특성 (Fabrications and Properties of MFIS Structures using high Dielectric AIN Insulating Layers for Nonvolatile Ferroelectric Memory)

  • 정순원;김광희;구경완
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권11호
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    • pp.765-770
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    • 2001
  • 고온 급속 열처리시킨 LiNbO₃/AIN/Si(100) 구조를 이용하여 MFIS 소자를 제작하고, 비휘발성 메모리 동작 가능성을 확인하였다. 고유전율 AIN 박막 위에 Pt 전극을 증착시켜 제작한 MIS 구조에서 측정한 1MHz C-V 특성곡선에서는 히스테리시스가 전혀 없고 양호한 계면특성을 보였으며, 축적 영역으로부터 산출한 비유전율 값은 약 8 이었다. Pt/LiNbO₃/AIN/Si(100) 구조에서 측정한 1MHz C-V 특성의 축적영역에서 산출한 LiNbO₃ 박막의 비유전율 값은 약 23 이었으며, ±5 V의 바이어스 범위 내에서의 메모리 윈도우는 약 1.2 V이었다. 이 MFIS 구조에서의 게이트 누설전류밀도는 ±500 kV/cm의 전계 범위 내에서 10/sup -9/ A/㎠ 범위를 유지하였다. 500 kHz의 바이폴러 펄스를 인가하면서 측정한 피로특성은 10/sup 11/ cycle 까지 초기값을 거의 유지하는 우수한 특성을 보였다.

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ZrO2 완충층과 SBT박막을 이용한 MFIS 구조의 제조 및 전기적 특성 (Preparation of ZrO2 and SBT Thin Films for MFIS Structure and Electrical Properties)

  • 김민철;정우석;손영국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.377-385
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    • 2002
  • Metal-Ferroelectric-Insulator-Semiconductor(MFIS) 구조의 적용하기 위해 R. F. 마그네트론 스퍼터를 이용하여 p-type Si(111) 기판 위에 $ZrO_2$$SrBi_2Ta_2O_9$ 박막을 증착하였다. SBT 박막은 $ZrO_2$ 완충층을 삽입함으로써 MFIS 구조의 전기적인 특성이 향상되었다. $ZrO_2$ 박막의 두께를 고정하고 SBT 박막의 두께를 160nm에서 220nm으로 변화시키면서 윈도우 메모리를 3-9V의 범위에서 측정하였다. Pt/SBT(160nm)/$ZrO_2$(20nm)/Si의 조건에서 최대 2.2V 메모리 윈도우 값을 얻을 수 있었으며 이 메모리 윈도우 값은 실제 적용되는 저전압 NDRO-FRAM 구동에 충분한 값이다.

SiON buffer layer를 이용한 MFIS Capacitor의 제작 및 특성 (Fabrications and properties of MFIS capacitor using SiON buffer layer)

  • 정상현;정순원;인용일;김광호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.70-73
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    • 2001
  • MFIS(Metal-ferroelectric-insulator- semiconductor) structures using silicon oxynitride(SiON) buffer layers were fabricatied and demonstrated nonvolatile memory operations. Oxynitride(SiON) films have been formed on p-Si(100) by RTP(rapid thermal process) in O$_2$+N$_2$ ambient at 1100$^{\circ}C$. The gate leakage current density of Al/SiON/Si(100) capacitor was about the order of 10$\^$-8/ A/cm$^2$ at the range of ${\pm}$ 2.5 MV/cm. The C-V characteristics of Al/LiNbO$_3$/SiON/Si(100) capacitor showed a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ thin films. Typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film of MFIS device was about 24. The memory window width was about 1.2V at the electric field of ${\pm}$300 kV/cm ranges.

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Pt/LiNbO3/AlN/Si(100) 구조를 이용한 MFIS 커패시터의 전기적 특성 (Electric Properties of MFIS Capacitors using Pt/LiNbO3/AlN/Si(100) Structure)

  • 정순원;김광호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.1283-1288
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    • 2004
  • Metal-ferroelectric-insulator-semiconductor(WFIS) capacitors using rapid thermal annealed LiNbO$_3$/AlN/Si(100) structure were fabricated and demonstrated nonvolatile memory operations. The capacitors on highly doped Si wafer showed hysteresis behavior like a butterfly shape due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ films. The typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film in the MFIS device was about 27, The gate leakage current density of the MFIS capacitor was 10$^{-9}$ A/cm$^2$ order at the electric field of 500 kV/cm. The typical measured remnant polarization(2P$_{r}$) and coercive filed(Ec) values were about 1.2 $\mu$C/cm$^2$ and 120 kV/cm, respectively The ferroelectric capacitors showed no polarization degradation up to 10$^{11}$ switching cycles when subjected to symmetric bipolar voltage pulses of 1 MHz. The switching charges degraded only by 10 % of their initial values after 4 days at room temperature.e.

AIN 버퍼층을 사용한 MFIS 구조의 제작 및 특성 (Fabrications and properties of MFIS structure using AIN buffer layer)

  • 정순원;김용성;이남열;김진규;정상현;김광호;유병곤;이원재;유인규
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.29-32
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    • 2000
  • Meta1-ferroelectric-insulator-semiconductor(MFIS) devices using Pt/LiNbO$_{3}$/AIN/Si structure were successfully fabricated. AIN thin films were made into metal-insulator-semiconductor(MIS) devices by evaporating aluminum in a dot array on the film surface. The dielectric constant of the AIN film calculated from the capacitance in the accumulation region in the capacitance-voltage(C-V ) characteristic is 8. The gate leakage current density of MIS devices using a aluminum electrode showed the least value of 1$\times$10$^{-8A}$ $\textrm{cm}^2$ order at the electric field of 500㎸/cm. A typica] value of the dielectric constant of MFIS device was about 23 derived from 1MHz capacitance-voltage (C-V) measurement and the resistivity of the film at the field of 500㎸/cm was about 5.6$\times$ 10$^{13}$ $\Omega$.cmcm

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