• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.264-264
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• 2016

최근에 charge trap flash (CTF) 기술은 절연막에 전하를 트랩과 디트랩 시킬 때 인접한 셀 간의 간섭현상을 최소화하여 오동작을 줄일 수 있으며 낸드 플래시 메모리 소자에 적용되고 있다. 낸드 플래시 메모리는 고집적화, 대용량화와 비휘발성 등의 장점으로 인해 핸드폰, USB, MP3와 컴퓨터 등에 이용되고 있다. 기존의 실리콘 기반의 플래시 메모리 소자는 좁은 밴드갭으로 인해 투명하지 않고 고온에서의 공정이 요구되는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위해 실리콘의 대체 물질로 산화물 반도체 기반의 플래시 메모리 소자들이 연구되고 있다. 산화물 반도체 기반의 플래시 메모리 소자는 넓은 밴드갭으로 인한 투명성을 가지고 있으며 저온에서 공정이 가능하여 투명하고 유연한 기판에 적용이 가능하다. 다양한 산화물 반도체 중에서 비정질 In-Ga-Zn-O (a-IGZO)는 비정질임에도 불구하고 우수한 전기적인 특성과 화학적 안정성을 갖기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 플래시 메모리의 고집적화가 요구되면서 절연막에 high-k 물질을 atomic layer deposition (ALD) 방법으로 적용하고 있다. ALD 방법을 이용하면 우수한 계면 흡착력과 균일도를 가지는 박막을 정확한 두께로 형성할 수 있는 장점이 있다. 또한, high-k 물질을 절연막에 적용하면 높은 유전율로 인해 equivalent oxide thickness (EOT)를 줄일 수 있다. 특히, HfOx와 AlOx가 각각 trap layer와 blocking layer로 적용되면 program/erase 동작 속도를 증가시킬 수 있으며 넓은 밴드갭으로 인해 전하손실을 크게 줄일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 ALD 방법으로 AlOx와 HfOx를 게이트 절연막으로 적용한 a-IGZO 기반의 thin-film transistor (TFT) 플래시 메모리 소자를 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 제작 방법으로는, p-Si 기판 위에 열성장을 통한 100 nm 두께의 SiO2를 형성한 뒤, 채널 형성을 위해 RF sputter를 이용하여 70 nm 두께의 a-IGZO를 증착하였다. 이후에 소스와 드레인 전극에는 150 nm 두께의 In-Sn-O (ITO)를 RF sputter를 이용하여 증착하였고, ALD 방법을 이용하여 tunnel layer에 AlOx 5 nm, trap layer에 HfOx 20 nm, blocking layer에 AlOx 30 nm를 증착하였다. 최종적으로, 상부 게이트 전극을 형성하기 위해 electron beam evaporator를 이용하여 platinum (Pt) 150 nm를 증착하였고, 계면 결함을 최소화하기 위해 퍼니스에서 질소 가스 분위기, $400^{\circ}C$, 30 분의 조건으로 열처리를 했다. 측정 결과, 103 번의 program/erase를 반복한 endurance와 104 초 동안의 retention 측정으로부터 큰 열화 없이 메모리 특성이 유지되는 것을 확인하였다. 결과적으로, high-k 물질과 산화물 반도체는 고성능과 고집적화가 요구되는 향후 플래시 메모리의 핵심적인 물질이 될 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.20 no.5
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• pp.241-245
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• 2010

One of the weak points of the Cr-doped SZO is that until now, it has only been fabricated on perovskite substrates, whereas NiO-ReRAM devices have already been deposited on Si substrates. The fabrication of RAM devices on Si substrates is important for commercialization because conventional electronics are based mainly on silicon materials. Cr-doped ReRAM will find a wide range of applications in embedded systems or conventional memory device manufacturing processes if it can be fabricated on Si substrates. For application of the commercial memory device, Cr-doped $SrZrO_3$ perovskite thin films were deposited on a $SrRuO_3$ bottom electrode/Si(100)substrate using pulsed laser deposition. XRD peaks corresponding to the (112), (004) and (132) planes of both the SZO and SRO were observed with the highest intensity along the (112) direction. The positions of the SZO grains matched those of the SRO grains. A well-controlled interface between the $SrZrO_3$:Cr perovskite and the $SrRuO_3$ bottom electrode were fabricated, so that good resistive switching behavior was observed with an on/off ratio higher than $10^2$. A pulse test showed the switching behavior of the Pt/$SrZrO_3:Cr/SrRuO^3$ device under a pulse of 10 kHz for $10^4$ cycles. The resistive switching memory devices made of the Cr-doped $SrZrO_3$ thin films deposited on Si substrates are expected to be more compatible with conventional Si-based electronics.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.34 no.1
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• pp.95-98
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• 2013

The photoluminescence (PT) properties of Al-doped ZnO thin films grown by the sol-gel dip-coating method have been investigated. At 12 K, nine distinct PL peaks were observed at 2.037, 2.592, 2.832, 3.027, 3.177, 3.216, 3.260, 3.303, and 3.354 eV. The deep-level emissions (2.037, 2.592, 2.832, and 3.027 eV) were attributed to native defects. The near-band-edge (NBE) emission peaks at 3.354, 3.303, 3.260, 3.216, and 3.177 eV were attributed to the emission of the neutral-donor-bound excitons ($D^0X$), two-electron satellite (TES), free-to-neutral-acceptors (e,$A^0$), donor-acceptor pairs (DAP), and second-order longitudinal optical (2LO) phonon replicas of the TES (TES-2LO), respectively. According to Haynes' empirical rule, we calculated the energy of a free exciton (FX) to be 3.374 eV. The thermal activation energy for $D^0X$ in the nanocrystalline ZnO thin film was found to be ~25 meV, corresponding to the thermal dissociation energy required for $D^0X$ transitions.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.17 no.4
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• pp.281-288
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• 2008

Polyacrylonitrile(PAN)/metal oxide(MO) nanocomposite mats with a thickness of 0.12 mm were electrospun by adding 0 to 10 wt% of MO nanoparticles ($Fe_2O_3$, ZnO, $SnO_2$, $Sb_2O_3-SnO_2$) into PAN. Pt electrode was patterned on $Al_2O_3$ substrate by DC sputtering and then the PAN(/MO) mats on the Pt patterned $Al_2O_3$ were electrically wired to investigate the $CO_2$ gas sensing properties. As the MO content rose, the fiber diameter decreased due to the presence of lumps caused by the presence of MOs in the fiber. The PAN/2% ZnO mat revealed a faster response time of 93 s and a relatively short recovery of 54 s with a ${\Delta}R$ of 0.031 M${\Omega}$ at a $CO_2$ concentration of 200 ppm. The difference in sensitivity was not observed significantly for the PAN/MO fiber mats in the $CO_2$ concentration range of 100 to 500 ppm. It can be concluded that an appropriate amount of MO nanoparticles in the PAN backbone leads to improvement of the $CO_2$ gas sensing properties.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2003.11a
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• pp.221-225
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• 2003

The MFIS-FET(Field Effect Transistor) devices using $BLT/Y_2O_3$ buffer layer on p-Si(100) substrates were fabricated by the Sol-Gel method and conventional memory processes. The crystal structure, morphologies and electrical properties of prepared devices were investigated by using various measuring techniques. From the C-V(capacitance-voltage) data at 5V, the memory window voltage of the $Pt/BLT/Y_2O_3/si$ structure decreased from 1.4V to 0.6V with increasing the annealing temperature from $700^{\circ}C\;to\;750^{\circ}C$. The drain current (Ic) as a function of gate voltages $(V_G)$ for the $MFIS(Pt/BLT/Y_2O_3/Si(100))-FET$ devices at gate voltages $(V_G)$ of 3V, 4V and 5V, the memory window voltages increased from 0.3V to 0.8V as $V_G$ increased from 3V to 5V.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.199-199
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• 2010

최근 평판 디스플레이 산업의 발전에 따라 능동행렬 액정 표시 소자 (AMOLED : Active Matrix Organic Liquid Crystral Display) 가 차세대 디스플레이 분야에서 각광을 받고있다. 기존의 TFT-LCD에 사용되는 a-Si:H는 균일도가 좋지만 전기적인 스트레스에 의해 쉽게 열화되고 낮은 이동도는 갖는 단점이 있으며, ELA (Eximer Laser Annealing) 결정화 poly-Si은 전기적인 특성은 좋지만 uniformity가 떨어지는 단점을 가지고 있어서 AMOLED 및 대면적 디스플레이에 적용하기 어렵다. 따라서 a-Si:H TFT보다 좋은 전기적인 특성을 보이며 ELA 결정화 poly-Si TFT보다 좋은 uniformity를 갖는 SPC (Solid Phase Crystallization) poly-Si TFT가 주목을 받고있다. 본 연구에서는 차세대 디스플레이 적용을 위해서 glass 기판위에 증착된 a-Si을 SPC 로 결정화 시킨 후 TFT를 제작하고 평가하였다. 또한 TFT 형성시에 저온공정을 실현하기 위해서 소스/드레인 영역에 실리사이드를 형성시켰다. 소자 제작시의 최고온도는 $500^{\circ}C$ 이하에서 공정을 진행하는 저온 공정을 실현하였다. Glass 기판위에 a-Si이 80 nm 증착된 기판을 퍼니스에서 24시간 동안 N2 분위기로 약 $600^{\circ}C$ 에서 결정화를 진행하였다. 노광공정을 통하여 Active 영역을 형성시키고 E-beam evaporator를 이용하여 약 70 nm 의 Pt를 증착시킨 후, 소스와 드레인 영역의 실리사이드 형성은 N2 분위기에서 $450^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $550^{\circ}C$에서 열처리를 통하여 형성하였다. 게이트 절연막은 스퍼터링을 이용하여 SiO2를 약 15 nm 의 두께로 증착하였다. 게이트 전극의 형성을 위하여 E-beam evaporator 을 이용하여 약 150 nm 두께의 알루미늄을 증착하고 노광공정을 통하여 게이트 영역을 형성 후 에 $450^{\circ}C$, H2/N2 분위기에서 약 30분 동안 forming gas annealing (FGA)을 실시하였다. 제작된 소자는 실리사이드 형성 온도에 따라서 각각 다른 특성을 보였으며 $450^{\circ}C$에서 실리사이드를 형성시킨 소자는 on currnet와 SS (Subthreshold Swing)이 가장 낮은것을 확인하였다. $500^{\circ}C$와 $550^{\circ}C$에서 실리사이드를 형성시킨 소자는 거의 동일한 on current와 SS값을 나타냈다. 이로써 glass 기판위의 SB-TFT 제작 시 실리사이드 형성의 최적온도는 $500^{\circ}C$로 생각되어 진다. 위의 결과를 토대로 본 연구에서는 SPC 결정화 방법을 이용하여 SB-TFT를 성공적으로 제작 및 평가하였고, 차세대 디스플레이에 적용할 경우 우수한 특성이 기대된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.4
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• pp.283-289
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• 2001

Composite cathodes of 50/50 vol% LSM- YSZ (La$_{1-x}$Sr$_{x}$MnO$_3$-yttria stabilized zirconia) were deposited onto surface- Polished YSZ electrolytes by colloidal deposition technique. The cathode characteristics were then examined by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) and studied by ac impedance spectroscopy (IS). The typical impedance spectra measured for an air/LSM- YSZ/YSZ/Pt/air cell at $700^{\circ}C$ were composed of two depressed arcs. Addition of YSZ to the LSM electrode significantly enlarged the triple-phase boundaries (TPB) length inside the electrode, which led to a pronounced decrease in cathodic resistivity of LSM-YSZ composite electrodes. Polishing the electrolyte surface to eliminate the influences of surface impurities and to enlarge the TPB length can further reduce cathode resistivity. The cathodic resistivity of the LSM- YSZ electrodes was a strong function of operation temperature, composition and particle size of cathode materials, applied current, and electrolyte surface roughness.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.321-322
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• 2006

The electrical properties of PZT thin film capacitor on TiN/W plug structure were investigated for high density ferroelectric memory devices. In order to enhance the ferroelectric properties of PZT capacitor, the process conditions of bottom electrodes were optimized. The fabricated PZT capacitor on TiN/W plug showed good remanent polarization, leakage current, and contact resistance of TiN/W plug, which were $33\;{\mu}C/cm^2$, $1.2{\times}10^{-6}\;A/cm^2$, and 5.3 ohm/contact, respectively.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.7-15
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• 2004

The ferroelectric SBT thin films as a material of capacitors for non-volatile FRAMs have some problems that its remanent polarization value is relatively low and the crystallization temperature is quite high abovc 80$0^{\circ}C$. Therefore, in this paper, SBTN solution with S $r_{0.9}$B $i_{2.1}$T $a_{1.8}$N $b_{0.2}$$O_{9}$ composition was synthesized by sol-gel method. Sr(O $C_2$ $H_{5}$)$_2$, Bi(TMHD)$_3$, Ta(O $C_2$ $H_{5}$)$_{5}$and Nb(O $C_2$ $H_{5}$)$_{5}$ were used as precursors, which were dissolved in 2-methoxyethanol. SBTN thin films with 200 nm thickness were deposited on Pt/Ti $O_2$/ $SiO_2$/Si substrates by spin-coating. UV-irradiation in a power of 200 W for 10 min and rapid thermal annealing in a 5-Torr-oxygen ambient at 76$0^{\circ}C$ for 60 sec were used to promote crystallization. The films were well crystallized and fine-grained after annealing at $650^{\circ}C$ in oxygen ambient. The electrical characteristics of 2Pr=11.94 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$, Ps＋/Pr＋=0.54 at the applied voltage of 5 V were obtained for a 200-nm-thick SBTN films. This results show that 2Pr values of the UV irradiated and rapid thermal annealed SBTN thin films at the applied voltage of 5 V were about 57% higher than those of no additional processed SBTN thin films. thin films.lms.s.s.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.10a
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• pp.45-48
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• 2003

In the research of proteomics, mass spectrometry analysis is the essential method for identification of the unknown proteins. Trypsin treatment for the sample preparation of mass spectrometry is the inevitable procedure[1]. However, sample preparation procedure is cumbersome and time consuming. To resolve these problems, Temperature controllable microreactor was designed and fabricated. It consists of metering chamber, micro channel, reaction chamber, platinum (Pt) thin film heater and a temperature sensor so that micro metering and mixture of reagent with temperature control can be done on the same chip. The total size of the fabricated microreactor was $37{\times}30{\times}1\;mm^3$ and the size of channel cross section was $200{\times}100{\mu}m^2$. PID temperature controller was realized using NI DAQ, PCI-MIO-l6E-1 board and LabVIEW program.