• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.196-197
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• 2010

NAND형 charge trap flash (CTF) non-volatile memory (NVM) 소자가 30nm node 이하로 고집적화 되면서, 기존의 SONOS형 CTF NVM의 tunnel barrier로 쓰이는 SiO2는 direct tunneling과 stress induced leakage current (SILC)등의 효과로 인해 data retention의 감소 등 물리적인 한계에 이르렀다. 이에 따라 개선된 retention과 빠른 쓰기/지우기 속도를 만족시키기 위해서 tunnel barrier engineering (TBE)가 제안되었다. TBE NVM은 tunnel layer의 전위장벽을 엔지니어드함으로써 낮은 전압에서 전계의 민감도를 향상 시켜 동일한 두께의 단일 SiO2 터널베리어 보다 빠른 쓰기/지우기 속도를 확보할 수 있다. 또한 최근에 각광받는 high-k 물질을 TBE NVM에 적용시키는 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 Si3N4와 HfAlO (HfO2 : Al2O3 = 1:3)을 적층시켜 staggered의 새로운 구조의 tunnel barrier Capacitor를 제작하여 전기적 특성을 후속 열처리 온도와 방법에 따라 평가하였다. 실험은 n-type Si (100) wafer를 RCA 클리닝 실시한 후 Low pressure chemical vapor deposition (LPCVD)를 이용하여 Si3N4 3 nm 증착 후, Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 HfAlO를 3 nm 증착하였다. 게이트 전극은 e-beam evaporation을 이용하여 Al를 150 nm 증착하였다. 후속 열처리는 수소가 2% 함유된 질소 분위기에서 $300^{\circ}C$와 $450^{\circ}C$에서 Forming gas annealing (FGA) 실시하였고 질소 분위기에서 $600^{\circ}C{\sim}1000^{\circ}C$까지 Rapid thermal annealing (RTA)을 각각 실시하였다. 전기적 특성 분석은 후속 열처리 공정의 온도와 열처리 방법에 따라 Current-voltage와 Capacitance-voltage 특성을 조사하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.2
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• pp.160-165
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• 2000

We have investigated the electrical and diffusion barrier properties of MgO produced on the surface of Cu (Mg) alloy. Also the diffusion barrier property of the interfacial MgO between Cu alloy and $SiO_2$ has been examined. The results show that the $150\;{\AA}$-MgO layer on the surface remains stable up to $700^{\circ}C$, preventing the interdiffusion of C Cu and Si in Si/MgO/Cu(Mg) structure. It also has the breakdown voltage of 4.5V and leakage current density of $10^{-7}A/\textrm{cm}^2/$. In addition, the combined structure of $Si_3N4(100{\AA})/MgO(100{\AA})$ increases the breakdown voltage up to lOV and reduces the leakage current density to $8{\tiems}10^{-7}A/\textrm{cm}^2$. Furthermore, the interfacial MgO formed by the chemical reac­t tion of Mg and $SiO_2$ reduces the diffusion of copper into $SiO_2$ substrate. Consequently, Cu(Mg) alloy can be applied as a g gate electrode in TFT /LCDs, reducing the process steps.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.159-160
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• 2012

지난 30년 동안 플래시 메모리의 주류 역할을 하였던 부유 게이트 플래시 메모리는 40 nm 기술 노드 이하에서 셀간 간섭, 터널 산화막의 누설전류 등에 의한 오동작으로 기술적 한계를 맞게 되었다. 또한 기존의 비휘발성 메모리는 동작 시 높은 전압을 요구하므로 전력소비 측면에서도 취약한 단점이 있다. 그러나 이러한 문제점들을 기존의 Si기반의 소자기술이 아닌 새로운 재료나 공정을 통해서 해결하려는 연구가 최근 활발하게 진행되고 있다. 특히, 플래시 메모리의 중요한 구성요소의 하나인 터널 산화막은 메모리 소자의 크기가 줄어듦에 따라서 SiO2단층 구조로서는 7 nm 이하에서 stress induced leakage current (SILC), 직접 터널링 전류의 증가와 같은 많은 문제점들이 발생한다. 한편, 기존의 부유 게이트 타입의 메모리를 대신할 것으로 기대되는 전하 포획형 메모리는 쓰기/지우기 속도를 향상시킬 수 있으며 소자의 축소화에도 셀간 간섭이 일어나지 않으므로 부유 게이트 플래시 메모리를 대체할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 특히, TBM (tunnel barrier engineered memory) 소자는 유전율이 큰 절연막을 적층하여 전계에 대한 터널 산화막의 민감도를 증가시키고, 적층된 물리적 두께의 증가에 의해 메모리의 데이터 유지 특성을 크게 개선시킬 수 있는 기술로 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 Si3N4/Ta2O5를 적층시킨 staggered구조의 tunnel barrier를 제안하였고, Si기판 위에 tunnel layer로 Si3N4를 Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) 방법과 Ta2O5를 RF Sputtering 방법으로 각각 3/3 nm 증착한 후 e-beam evaporation을 이용하여 게이트 전극으로 Al을 150 nm 증착하여 MIS- capacitor구조의 메모리 소자를 제작하여 동작 특성을 평가하였다. 또한, Si3N4/Ta2O5 staggered tunnel barrier 형성 후의 후속 열처리에 따른 전기적 특성의 개선효과를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.228.1-228
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• 2003

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.22 no.6
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• pp.466-468
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• 2009

The metal-insulator-silicon (MIS) capacitors with $SiO_2$ and high-k dielectrics ($HfO_2$, $Al_2O_3$) were fabricated, and the current-voltage characteristics were investigated. Especially, an effective barrier height between metal gate and dielectric was extracted by using Fowler-Nordheim (FN) plot and Direct Tunneling (DT) plot of quantum mechanical(QM) modeling. The calculated barrier heights of thermal $SiO_2$, ALD $SiO_2$, $HfO_2$ and $Al_2O_3$ are 3.35 eV, 0.6 eV, 1.75 eV, and 2.65 eV, respectively. Therefore, the performance of non-volatile memory devices can be improved by using engineered tunnel barrier which is considered effective barrier height of high-k materials.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.292-292
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• 2007

To apply PDP panel, Soda lime glass(SLG) is cheeper than Non-alkali glass and PD-200 glass but has problems such as low strain temperature and ion diffusion by alkali metal oxide. In this paper suggest the methode that prohibits ion diffusion by deposing barrier layer on SLG. Indium thin oxide(ITO) thin films and barrier layers were prepared on SLG substrate by Rf-magnetron sputtering. These films show a high electrical resistivity and rough uniformity as compared with PD-200 glass due to the alkali ion from the SLG on diffuse to the ITO film by the heat treatment. However these properties can be improved by introducing a barrier layer of $SiO_2\;or\;Al_2O_3$ between ITO film and SLG substrate. The characteristics of films were examined by the 4-point probe, SEM, UV-VIS spectrometer, and X-ray diffraction. GDS analysis confirmed that barrier layer inhibited Na and Ka ion diffusion from SLG. Especially ITO films deposited on the $Al_2O_3$ barrier layer had higher properties than those deposited on the $SiO_2$ barrier layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.129-130
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• 2009

The P/E characteristics of $HfO_2$ CTF memory capacitor with $SiO_2/HfO_2/Al_2O_3$(OHA) engineered tunnel barrier were investigated. After a growth of thermal oxide with a thickness of 2 nm, 1 nm $HfO_2$ and 3 $Al_2O_3$ layers were deposited by atomic layer deposition (ALD) system. The band offset was calculated by analysis of conduction mechanisms through Fowler-Nordheim (FN) plot and Direct Tunneling (DT) plot. Moreover the PIE characteristics of $HfO_2$ CTF memory capacitor with OHA tunnel barrier was presented.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.127-128
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• 2008

The electrical characteristics of VARIOT (variable oxide thickness) with various $HfO_2$ thicknesses on thin $SiO_2$ or $Al_2O_3$ layer were investigated. Especially, the charge trapping characteristics of $HfO_2$ layer were intensively studied. The thin $HfO_2$ layer has small charge trapping characteristics while the thick $HfO_2$ layer has large memory window. Therefore, the $HfO_2$ layer is superior material and can be applied to charge storage as well as tunneling barrier of the non-volatile memory applications.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.28 no.12
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• pp.758-762
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• 2018

The transfer characteristics of zinc tin oxide(ZTO) on silicon dioxide($SiO_2$) thin film transistor generally depend on the electrical properties of gate insulators. $SiO_2$ thin films are prepared with argon gas flow rates of 25 sccm and 30 sccm. The rate of ionization of $SiO_2$(25 sccm) decreases more than that of $SiO_2$(30 sccm), and then the generation of electrons decreases and the conductivity of $SiO_2$(25 sccm) is low. Relatively, the conductivity of $SiO_2$(30 sccm) increases because of the high rate of ionization of argon gases. Therefore, the insulating performance of $SiO_2$(25 sccm) is superior to that of $SiO_2$(30 sccm) because of the high potential barrier of $SiO_2$(25 sccm). The $ZTO/SiO_2$ transistors are prepared to research the $CO_2$ gas sensitivity. The stability of the transistor of $ZTO/SiO_2$(25 sccm) as a high insulator is superior owing to the high potential barrier. It is confirmed that the electrical properties of the insulator in transistor devices is an important factor to detect gases.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.190-190
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• 2003

여러원소 (Sb, F 등)를 도핑한 SnO$_2$ 투명전도막은 여러 가지 훌륭한 특성으로 Solar cell, heat mirrors, gas sensors, liquid crystal displays, thick film resistor 등과 같이 넓은 범위에서 응용되고 있다. 본 연구에서는 Sb 도핑된 Tin Oxide films이 Sol-gel dip coating법에 의해 준비되었다. SnO$_2$:Sb 용액은 SnC1$_2$ 와 SbC1$_3$ Power를 알코올에 용해하여 Ethylene glycol 와 Citric acid를 첨가하여 합성하였다. 막의 상형성은 XRD와 SEM(Scanning electron microscope)에 의해서 분석되었으며, 특성분석은 투과율(UV/VIS Spectrophotometer)과 표면전기저항(four point probe)으로 분석되었다. SiO$_2$ barrier이 SnO$_2$:Sb 막의 특성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) 분석이 적용되었다.