• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.921-926
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• 1997

SOI(Silicon On lnsulator) technology is many advantages in the gabrication of MOS(Metal-Oxide Semiconductor) and CMOS(Complementary MOS) structures. These include high speed, lower dynamic power consumption,greater packing density, increased radiation tolearence et al. In smiple form of bonded SOL wafer manufacturing, creation of a bonded SOI structure involves oxidizing at least one of the mirror polished silicon surfaces, cleaning the oxidized surface and the surface of the layer to which it will be bonded,bringing the two cleanded surfaces together in close physical proximity, allowing the subsequent room temperature bonding to proceed to completion, and than following this room temperature joining with some form of heat treatment step,and device wafer is thinned to the target thickness. This paper has been performed to investigate the possibility of the bonded SOI wafer manufacturing Especially, we focused on the bonding quality and thinning method. Finally,we achieved the bonded SOI wafer that Si layer thickness is below 3 .mu. m and average roughness is below 5.angs.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2079-2081
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• 2003

현재 산업화 사회가 가속됨에 따라 인체에 유해한 물질들이 발생한다. 그 중에서 VOC(Volatile Organic Component)는 인체에 치명적인 해를 일으키는 물질이다. 본 논문은 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 센서를 이용하여 인체에 치명적인 유해 물질인 VOC를 측정하였다. 현재 VOC의 측정은 GC(Gas Chromatograph)를 이용하는데 이는 측정 시간이 길며 숙련된 측정자에 의해서만 측정이 가능하고 그 분석이 가능하다. 그러나 MOS 센서를 이용하면 숙련되지 않은 측정자도 측정이 가능하며 인공신경망을 이용하여 그 분석을 함으로서 누구나 쉽게 분석이 가능하고 실시간으로 측정이 가능하다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.79-79
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• 2003

최근 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 능동소자에 사용되는 MOS-FET (Metal Oxide Semiconductror Field Effect Transitror)의 전체적인 크기 감소추세에 따라 금속 전극과 반도체 사이의 절연층 두께 감소가 요구되고 있다. 현재 보편적으로 사용되고 있는 SiO$_2$층은 두께 감소에 따른 터널링 전류의 증가로 더 이상의 두께 감소를 기대하기 어려운 상태이다. 이러한 배경에서 최근 터널링 전류를 충분히 감소시키면서 요구되는 절연특성을 얻을 수 있는 새로운 고유전 물질 (high-k dielectric material)에 대한 연구가 이루어지고 있다. 현재까지 연구되어온 고유전 물질 중, 고유전 상수, 큰 밴드갭, Si과의 열적 안정성을 갖는 물질로 ZrO$_2$가 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 Metal Organic Molecular Beam Epitaxy (MOMBE) 방법을 이용한 ZrO$_2$ 층의 성장조건 및 특성을 평가하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.206.1-206.1
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• 2015

최근에 금속산화물을 증착하는 방법으로 용액공정이 주목 받고 있다. 용액 공정은 대기압에서 매우 간단한 방법으로 복잡한 공정과정을 요구하지 않기 때문에 박막을 경제적으로 간단하게 형성할 수 있다. 하지만 용액공정을 통해 형성한 박막에는 소자의 특성을 열화 시키는 solvent와 탄소계열의 불순물을 많이 포함하고 있어 고온의 열처리가 필수적이다. 박막의 품질을 향상시키기 위해서 다양한 열처리 방법들이 이용되고 있으며, 일반적인 열처리 방법으로는 furnace를 이용한 conventional thermal annealing (CTA)이 많이 이용되고 있다. 하지만, 최근에는 microwave를 이용한 공정이 주목 받고 있다. Microwave energy는 CTA보다 효과적으로 비교적 낮은 온도에서 높은 열처리 효과를 나타낸다. 본 실험은 n-type Silicon 기판에 solution-ZrO2 산화막을 형성 후, oven baking을 한 뒤, CTA와 microwave를 이용하여 solvent와 불순물을 제거 하였다. 전기적 특성을 확인하기 위해 solution ZrO2 산화막 위에 E-beam evaporator를 이용해 Ti 금속 전극을 증착하여 Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) capacitor를 제작하였다. 다음으로, PRECISION SEMICONDUCTOR PARAMETER ANALYZER (4156B)를 이용하여, capacitance-voltage (C-V) 특성 및 current-voltage (I-V) 특성을 비교하였다. 다음으로, CTA를 통하여 제작한 소자와 전기적 특성을 비교하였다. 그 결과, Microwave irradiation으로 열처리한 MOS capacitor 소자에서 capacitance 값과 flat band voltage, hysteresis 등이 개선되는 효과를 확인하였다. Microwave irradiation 열처리는 100oC 미만의 온도에서 공정이 이루어짐에도 불구하고 시료 내에서의 microwave 에너지의 흡수가 CTA 공정에서의 열에너지 흡수보다 훨씬 효율적으로 이루어지며, 결과적으로 ZrO2 용액의 불순물과 solvent를 낮은 온도에서 제거하여 고품질 박막 형성에 매우 효과적이라는 것을 나타낸다. 따라서, microwave irradiation 열처리 방법은 비정질 산화막이 포함되는 박막 transistor 소자 제작에 대하여 결정적인 열처리 방법이 될 것으로 기대한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.699-705
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• 2008

Capacitance versus voltage (C-V) characteristics of Ge-nanocrystal (NC)-embedded metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitors with $HfO_2$ gate material were investigated in this work. The current versus voltage (I-V) curves obtained from Ge-NC-embedded MOS capacitors fabricated with the $NH_3$ annealed $HfO_2$ gate material reveal the reduction of leakage current, compared with those of MOS capacitors fabricated with the $O_2$ annealed $HfO_2$ gate material. The C-V curves of the Ge-NC-embedded MOS capacitor with $HfO_2$ gate material annealed in $NH_3$ ambient exhibit counterclockwise hysteresis loop of about 3.45 V memory window when bias voltage was varied from -10 to + 10 V. The observed hysteresis loop indicates the presence of charge storages in the Ge NCs caused by the Fowler-Nordheim (F-N) tunneling. In addition, capacitance versus time characteristics of Ge-NC-embedded MOS capacitors with $HfO_2$ gate material were analyzed to investigate their retention property.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.76-83
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• 1985

RMOS(refractory metal oxide semiconductor)의 게이트와 집적회로의 각 소자나 회로를 연결하는 연결선으로 사용되는 Mo2N/Mo 이중층을 Ar과 N2의 혼합가스 분위기에서 저온의 고주파 반응성스펏터링으로 형성하였다. 1000Å-Mo2N/4000Å-Mo이중층의 면저항은 약 1.20∼1.28Ω/구로서 다결정실리콘의 약 1/10정도가 되었다. C-V측정으로부터 Mo2N/Mo이중층과 비저항이 6∼9Ω·㎝이고 결정면이 (100)인 P형 Si과의 일함수차 f%5는 약 -0.30ev 및 산화층에 존재하는 고정전하밀도 Qss/q는 약 2.1x1011/cm를 얻었다. 인버터 한개당의 신호전달 지연시간을 측정하기 위해 다결정실리콘게이트 NMOS 제조공정을 웅용하여 45개의 인버터로 구성된 ring oscillator를 제작하였다. 본 실험에서 얻을 수 있었던 인버터 한개에 대한 신호전달지연시간은 약 0.8nsec였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권12호
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• pp.77-82
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• 1996

The breakdown characteristics of metal-oxide-semiconductor(MOS) capacitors fabricated by Al, polysilicon, and tungsten polycide gate electrodes onto gate oxide was evaluated by time zero dielectric breakdwon (TZDB). The average breakdown field of the gate oxide with tungsten polycide electride was lower than that of the polysilicon electrode. The B model (1~8MV/cm) failure of the gate oxide with tungsten polycide electrode was increased with increasing annealing temperature in the dry $O_{2}$ ambient. This is attributed ot fluorine and tungsten diffusion from thungsten silicide film into the gate oxide, and stress increase of tungsten polcide after annealing treatment.

• 한국진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.188-198
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• 1993

두께가 6~10 nm인 게이트 산화막의 계면에 염소(Cl)를 도입시킨 n-MOS capacitor 및 n-MOSFET을 제잘하여 물성적인 방법(SIMS, ESCA)과 전기적인 방법에 의해서 소자의 특성을 분석, 평가하였다. Last step TCA법을 이용하여 성장시킨 산화막은 No TCA법으로 성장시킨 것보다 mobility가 7% 정도 증가하였고, 결함 밀도도 감소하였다. Time-zero-dielectric-breakdown(TZDB)으로 측정한 결과, Cl를 도입한 막의 파괴 전계(breakdon field)는 18 MV/cm인데, 이것은 Cl을 도입하지 않은 것보다 약 0.6 MV/cm 정도 높은 값이다. 또한 time-dependent-dielectric-breakdown(TDDB) 결과로부터 수명이 20년 이상인 것으로 평가되었고, hot carrier 신뢰성 측정으로부터 평가한 소자의 수명도 양호한 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 Cl을 계면에 도입시킨 게이트 산화막을 가진 소자가 좋은 특성을 나타내고 있으므로 Last step TCA법을 종래의 산화막 성장 방법 대신에 사용하면 MOSFET 소자의 새로운 게이트 절연막 성장법으로서 대단히 유용할 것으로 생각된다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제11권4호
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• pp.288-292
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• 2013

In this paper, a carbon implant is investigated in detail from the perspectives of performance advantages and side effects for the thick n-type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (n-MOSFET). Threshold voltage ($V_{th}$) adjustment using a carbon implant significantly improves the $V_{th}$ mismatch performance in a thick (3.3-V) n-MOS transistor. It has been reported that a bad mismatch occurs particularly in the case of 0.11-${\mu}m$ $V_{th}$ node technology. This paper investigates a carbon implant process as a promising candidate for the optimal $V_{th}$ roll-off curve. The carbon implant makes the $V_{th}$ roll-off curve perfectly flat, which is explained in detail. Further, the mechanism of hot carrier injection lifetime degradation by the carbon implant is investigated, and new process integration involving the addition of a nitrogen implant in the lightly doped drain process is offered as its solution. This paper presents the critical side effects, such as Isub increases and device performance shifts caused by the carbon implant and suggests an efficient method to avoid these issues.

• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.44-50
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• 2001

전자빔증착법과 이온빔의 도움을 받는 전자빔 증착법(ion beam assisted electron beam deposition; IBAED)법으로 비정질 Si(-200nm) 박막을 p-Si 기판위에 성장하고 이 두 구조를 급속열처리산화(Rapid Thermal Oxidation; RTO)를 시킴으로서 $SiO_2$/나노결정 Si(nanocrystal Si)/p-Si구조를 형성하였다. 그 후 시료 위에 Au 막을 증착함으로서 최종적으로 나노결정이 함유된 MOS(metal-oxide-semiconductor)구조를 완성하였다. 이 MOS구조내의 나노결정 Si의 전하충전 특성을 바이어스 sweep 비율을 변화시키면서 Capacitance-Voltage(C-V) 특성을 측정하여 조사하였다. 전자빔증착시료의 경우에는 $\DeltaV_{FB}$(flatband voltage shift)가 1V 미만의 작은 C-V 이력곡선이 관측된 반면 IBAED 시료의 경우는 $\DeltaV_{FB}$가 22V(2V/s Voltage Sweep비율) 이상인 대단히 큰 C-V 이력곡선이 관측되었다. 전자빔증착중 Ar ion beam을 조사하면 표면 흡착원자이동이 활성화되고 따라서 비정질 Si내에 Si의 핵 생성율이 증가하여 후속 급속열처리산화공정중 이 높은 농도의 핵들이 나노결정 Si으로 자라나게 되고 이렇게 형성된 높은 농도의 나노결정의 전하 충전 및 방전현상이 큰 이력곡선을 나타내는 원인이라고 생각된다. 따라서 IBAED 방법이 고농도의 나노결정 Si을 형성시키는데 유용한 방법이라고 판단된다.