• 전기학회논문지
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• 제59권8호
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• pp.1401-1405
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• 2010

We have successfully demonstrated of metal-insulator-semiconductor (MIS) capacitors with $HfO_2$/p-Si structures. The $HfO_2$ film was grown at $200^{\circ}C$ on H-terminated Si wafer by atomic layer deposition (ALD) system. TEMAHf and $H_2O$ were used as the hafnium and oxygen sources. A cycle of the deposition process consisted of 0.1 s of TEMAHf pulse, 10 s of $N_2$ purge, 0.1 s of $H_2O$ pulse, and 60 s of $N_2$ purge. The 5 nm thick $HfO_2$ layer prepared on Si substrate by ALD exhibited excellent electrical properties, including low leakage currents, no mobile charges, and a good interface with Si.

• 전기학회논문지
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• 제58권12호
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• pp.2420-2424
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• 2009

We have successfully demonstrated of metal-insulator-semiconductor (MIS) capacitors with $Al_2O_3/p-Si$ structures. The $Al_2O_3$ film was grown at $200^{\circ}C$ on H-terminated Si wafer by atomic layer deposition (ALD) system. Trimethylaluminum [$Al(CH_3)_3$, TMA] and $H_2O$ were used as the aluminum and oxygen sources. A cycle of the deposition process consisted of 0.1 s of TMA pulse, 10 s of $N_2$ purge, 0.1 s of $H_2O$ pulse, and 60 s of $N_2$ purge. The 5 nm thick $Al_2O_3$ layer prepared on Si substrate by ALD exhibited excellent electrical properties, including low leakage currents, no mobile charges, and a good interface with Si.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권8호
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• pp.1-4
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• 2011

SiOC 박막과 같은 유무기 하이브리드 저유전 물질에서의 열처리효과에 의한 전기적인 특성의 변화와 유전상수에 관하여 연구하였다. SiOC 박막은 분극에 따른 특성을 분석하기 위해서 TMS과 산소의 혼합가스를 이용한 CVD방법에 의하여 증착되었으며, 300~500도까지 변화하면서 열처리를 하였다. SiOC 박막은 열처리에 의하여 유전상수는 더욱 낮아지며, 400도에서 열처리 한 경우 전기적인 특성이 우수한 것을 확인하였다. XRD 패턴에 의하면 300도이하에서 열처리한 박막과 400도 이상에서 열처리 한 경우 결합구조가 달라지는 것을 알 수 있고 400도 근처에서 급격한 변화가 일어나고 있는 것을 확인하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제14권12호
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• pp.11-14
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• 2001

반도체 동작시에 파워 손실을 최소화하는 것은 2000년대의 에너지, 산업전자, 정보통신 산업분야에서의 가장 주요한 요구 사항중의 하나이다. 실리콘계 반도체 소자들은 완전히 새로운 구동기구의 소자가 개발되지 않는 한, 실리콘 재료의 낮은 열전도율이나 낮은 절연파괴전계와 같은 물리적 특성한계 때문에 이러한 요구를 만족시키는 것이 불가능한 실정이다. 따라서 21세기를 위한 대안으로 고열전도율의 WBG(Wide Band-Gap) 물질 그 중에서도 탄화규소(SiC) 반도체가 제시되고 있다. SiC 반도체는 실리콘에 비하여 밴드 갭(band gap: E$_{g}$)이 높을 뿐만이 아니라 절연파괴강도(E$_{B}$)가 한 자릿수 이상 그리고 전자의 포화 drift 속도, V$_{s}$ 및 열전도도 k가 3배 가량 크다. 따라서 SiC는 고온 동작 내지는 고내압, 대전류, 저손실 반도체를 제작하는데 아주 유리하다. 본고에서는 응용성이 넓고, 단결정 제조가 비교적 용이한 SiC 반도체의 기술현황에 대하여 살펴보고자 한다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제18권1호
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• pp.32-37
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• 2019

Titanium dioxide ($TiO_2$) is a promising dielectric material in the semiconductor industry for its high dielectric constant. However, for utilization on Si substrate, $TiO_2$ film meets with a difficulty due to the large leakage currents caused by its small conduction band energy offset from Si substrate. In this study, we propose an in-situ plasma oxidation process in plasma-enhanced atomic layer deposition (PE-ALD) system to form an oxide barrier layer which can reduce the leakage currents from Si substrate to $TiO_2$ film. $TiO_2$ film depositions were followed by the plasma oxidation process using tetrakis(dimethylamino)titanium (TDMAT) as a Ti precursor. In our result, $SiO_2$ layer was successfully introduced by the plasma oxidation process and was used as a barrier layer between the Si substrate and $TiO_2$ film. Metal-oxide-semiconductor ($TiN/TiO_2/P-type$ Si substrate) capacitor with plasma oxidation barrier layer showed improved C-V and I-V characteristics compared to that without the plasma oxidation barrier layer.

• 한국표면공학회지
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• 제29권6호
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• pp.809-815
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• 1996

$Y_2O_3$-based metal-insulator-semiconductor (MIS) structure on p-Si(100) has been studied. Films were prepared by UHV reactive ionized cluster beam deposition (r-ICBD) system. The base pressure of the system was about $1 \times 10^{-9}$ -9/ Torr and the process pressure $2 \times 10^{-5}$ Torr in oxygen ambience. Glancing X-ray diffraction(GXRD) and in-situ reflection high energy electron diffracton(RHEED) analyses were performed to investigate the crystallinity of the films. The results show phase change from amorphous state to crystalline one with increasingqr acceleration voltage and substrate temperature. It is also found that the phase transformation from $Y_2O_3$(111)//Si(100) to $Y_2O_3$(110)//Si(100) in growing directions takes place between $500^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$. Especially as acceleration voltage is increased, preferentially oriented crystallinity was increased. Finally under the condition of above substrate temperature $700^{\circ}C$ and acceleration voltage 5kV, the $Y_2O_3$films are found to be grown epitaxially in direction of $Y_2O_3$(1l0)//Si(100) by observation of transmission electron microscope(TEM). Capacitance-voltage and current-voltage measurements were conducted to characterize Al/$Y_2O_3$/Si MIS structure with varying acceleration voltage and substrate temperature. Deposited $Y_2O_3$ films of thickness of nearly 300$\AA$ show that the breakdown field increases to 7~8MV /cm at the same conditon of epitaxial growing. These results also coincide with XPS spectra which indicate better stoichiometric characteristic in the condition of better crystalline one. After oxidation the breakdown field increases to 13MV /cm because the MIS structure contains interface silicon oxide of about 30$\AA$. In this case the dielectric constant of only $Y_2O_3$ layer is found to be $\in$15.6. These results have demonstrated the potential of using yttrium oxide for future VLSI/ULSI gate insulator applications.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2003년도 somma/kms meeting
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• pp.148-148
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• 2003

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2004년도 제27회 학술발표회 초록집
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• pp.116-116
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• 2004

• 한국결정성장학회지
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• 제11권1호
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• pp.38-42
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• 2001

Electric and dielectric(Ba,Sr)$TiO_3$[BST] thin films for emtal-Insulator-Semiconductor(MIS) capacitors have been studied. BST thin films wre deposted on p-Si(100) substrates bythe RF magnetron sputtering with tempratue range of 500~$600^{\circ}C$. The dielectric properties of MIS capacitors consisting of Al/BST/$SiO_2$/Si sandwich structure were evaluated ot redcue the leakage current density. The charge state densities of the MIS capacitors were determined by high frequency (1 MHz) C-V measurement. In order to reduce the leakage current in MIS capacitor, high quality $SiO_2$ layer was deposited on bare p-Si substrate. Depending on the oxygen pressure and substrate temperature both positive and negative polarities of effective oxide charge in the MIS capacitors were evaluated. It is considered that the density of electronic states, generated at the BST/$SiO_2$/p-Si interface due to the asymmetric structure within BST/$SiO_2$/Si structure, and the oxygen vacancy content has influence on the behavior of oxide charge.

• 한국재료학회지
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• 제9권12호
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• pp.1170-1175
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• 1999

반도체 폐 Si슬러지를 이용하여 질화반응 및 post-sintering을 통해 제조된 질화규소세라믹의 미세조직 및 기계적 특성을 광학현미경, SEM 및 XRD를 이용하여 연구하였다. 상당량의 $SiO_2$ 비정질상을 포함하는 폐 Si분말에서 많은 microcracks이 관찰되었다. 폐 슬러지를 사용한 Si 성형체의 질화율은 상용되고 있는 Si분말을 이용한 성형체의 값에 비해 낮은 값을 보였다. 그러나 질화온도가 증가함에 따라 질화율은 증가하였으며 1470$^{\circ}C$에서 질화율은 98%를 보였다. 반응소결체내에 존재하는 $Si_3N_4$의 결정은 ${\alpha}$와 ${\beta}$상으로 혼재되어 있으며 상당량의 산질화규소상이 검출되었다. 1950$^{\circ}C$에서 후처리된 시료의 최대파괴인성 및 파괴강도 값은 각각 5.6 $^MPa{\cdot}m^{1/2}$과 497 MPa로 H. C. Starck사의 Si을 이용한 것에 비해 낮은 값을 보였으며 이는 산질화규소 형성에 기인한 것으로 사료된다.