• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.340-340
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• 2012

최근 MOS 소자들이 게이트 산화막을 Mono-layer가 아닌 Multi-Layer을 사용하는 추세이다. Bulk와 High-k물질간의 Dangling Bond를 줄이기 위해 Passivation 층을 만드는 것을 예로 들 수 있다. 이러한 Double Layer의 쓰임이 많아지면서 계면에서의 Interface State Density의 영향도 커지게 되면서 이를 측정하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $SiO_2$ Double Layer의 Interface State Density를 Conductance Method를 사용하여 구하는 연구를 진행하였다. Wet Oxidation과 Chemical Vapor Deposition (CVD) 공정을 이용하여 $SiO_2$ Double-layer로 증착한 후 Aluminium을 전극으로 하는 MOS-Cap 구조를 만들었다. 마지막 공정은 $450^{\circ}C$에서 30분 동안 Forming-Gas Annealing (FGA) 공정을 진행하였다. LCR meter를 이용하여 high frequency C-V를 측정한 후 North Carolina State University California Virtual Campus (NCSU CVC) 프로그램을 이용하여 Flatband Voltage를 구한 후에 Conductance Method를 측정하여 Dit를 측정하였다. 본 연구 결과 Double layer (Wet/CVD $SiO_2$)에 대해서 Conductance Method를 방법을 이용하여 Dit를 측정하는 것이 유효하다는 것을 확인 할 수 있었다. 본 실험은 앞으로 많이 쓰이고 측정될 Double layer (Wet/CVD $SiO_2$)에 대한 Interface State Density의 측정과 분석에 대한 방향을 제시하는데 도움이 될 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.339-339
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• 2012

현재 MOS 소자에 사용되고 있는 $SiO_2$ 산화막은 그 두께가 얇아짐에 따라 Gate Leakage current와 여러 가지 신뢰성 문제가 대두되고 있고, 이를 극복하고자 High-k물질을 사용하여 기존에 발생했던 Gate Leakage current와 신뢰성 문제를 해결하고자 하고 있다. 본 실험에서는 High-k(hafnium) Gate Material에 온도 변화를 주었을 때 여러 가지 전기적인 특성 변화를 보는 방향으로 연구를 진행하였다. 기본적인 P-Type Si기판을 가지고, 그 위에 있는 자연적으로 형성된 산화막을 제거한 후 Hafnium Gate Oxide를 Atomic Layer Deposition (ALD)를 이용하여 증착하고, Aluminium을 전극으로 하는 MOS-Cap 구조를 제작한 후 FGA 공정을 진행하였다. 마지막으로 $300^{\circ}C$, $450^{\circ}C$로 30분정도씩 Annealing을 하여, 온도 조건이 다른 3가지 종류의 샘플을 준비하였다. 3가지 샘플에 대해서 각각 I-V (Gate Leakage Current), C-V (Mobile Charge), Interface State Density를 분석하였다. 그 결과 Annealing 온도가 올라가면 Leakage Current와 Dit(Interface State Density)는 감소하고, Mobile Charge가 증가하는 것을 확인할 수가 있었다. 본 연구는 향후 High-k 물질에 대한 공정 과정에서의 다양한 열처리에 따른 전기적 특성의 변화 대한 정보를 제시하여, 향후 공정 과정의 열처리에 대한 방향을 잡는데 도움이 될 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2006.05a
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• pp.18.2-18.2
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• 2006

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.340-341
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• 2012

In this work, we investigated the effects of temperature stress on flatband voltage (VFB) shifts of HfO2-SiO2 double gate dielectrics devices. Fig. 1 shows a high frequency C-V of the device when a positive bias for 10 min and a subsequent negative bias for 10 min were applied at room temperature (300 K). Fig. 2 shows the corresponding plot when the same positive and negative biases were applied at a higher temperature (473.15 K). These measurements are based on the BTS (bias temperature stress) about mobile charge in the gate oxides. These results indicate that the positive bias stress makes no difference, whereas the negative bias stress produces a significant difference; that is, the VFB value increased from ${\Delta}0.51$ V (300 K, Fig. 1) to ${\Delta}14.45$ V (473.15 K, Fig. 2). To explain these differences, we propose a mechanism on the basis of oxygen vacancy in HfO2. It is well-known that the oxygen vacancy in the p-type MOS-Cap is located within 1 eV below the bottom of the HfO2 conduction band (Fig. 3). In addition, this oxygen vacancy can easily trap the electron. When heated at 473.15 K, the electron is excited to a higher energy level from the original level (Fig. 4). As a result, the electron has sufficient energy to readily cross over the oxide barrier. The probability of trap about oxygen vacancy becomes very higher at 473.15 K, and therefore the VFB shift value becomes considerably larger.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.48 no.4
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• pp.32-38
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• 2011

This paper describes implementation of the 5.0GHz RF frequency synthesizer with 0.18${\mu}m$ silicon CMOS technology being used as an application of the IEEE802.15.4 USN sensor node transceiver modules. To get good performance of speed and noise, design of the each module like VCO, prescaler, 1/N divider, fractional divider with ${\Sigma}-{\Delta}$ modulator, and common circuits of the PLL has been optimized. Especially to get excellent performance of high speed and wide tuning range, N-P MOS core structure and 12 step cap banks have been used in design of the VCO. The chip area including pads for testing is $1.1{\times}0.7mm^2$, and the chip area only core for IP in SoC is $1.0{\times}0.4mm^2$. Through analysing of the fabricated frequency synthesizer, we can see that it has wide operation range and excellent frequency characteristics.