• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.79-79
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• 2013

Quantum-structures with nanoparticles have been attractive for various electronic and photonic devices [1,2]. In recent, nonvolatile memories such as nano-floating gate memory (NFGM) and resistance random access memory (ReRAM) have been studied using silicides, metals, and metal oxides nanoparticles [3,4]. In this study, we fabricated nonvolatile memories with silicides (WSi2, Ti2Si, V2Si) and metal-oxide (Cu2O, Fe2O3, ZnO, SnO2, In2O3 and etc.) nanoparticles embedded in polyimide matrix, and photovoltaic device also with SiC nanoparticles. The capacitance-voltageand current-voltage data showed a threshold voltage shift as a function of write/erase voltage, which implies the carrier charging and discharging into the metal-oxide nanoparticles. We have investigated also the electrical properties of ReRAM consisted with the nanoparticles embedded in ZnO, SiO2, polyimide layer on the monolayered graphene. We will discuss what the current bistability of the nanoparticle ReRAM with monolayered graphene, which occurred as a result of fully functional operation of the nonvolatile memory device. A photovoltaic device structure with nanoparticles was fabricated and its optical properties were also studied by photoluminescence and UV-Vis absorption measurements. We will discuss a feasibility of nanoparticles to application of nonvolatile memories and photovoltaic devices.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.8-8
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• 2010

외부전하를 감지할 수 있는 EEPROM 구조를 기반으로 한 센서를 제안하였다. 부유게이트로부터 확장된 큰 면적의 접촉부위 (CCM)는 외부전하를 고정화하도록 설계되었으며, $0.13{\mu}m$ 단일-다결정 CMOS 공정에 적합한 적층의 금속-절연체-금속 (MIM) 제어케이트구조로 구성되었다. N-채널 EEPROM의 CCW 캐패시터 영역에 양의 전압이 인가되면 제어 게이트의 문턱전압이 음의 방향으로 변화하여 드레인 전류는 증가하는 특성을 보였다. 또한 이미 충전된 외부 캐패시터가 CCW의 부유게이트의 금속영역에 직접 연결되면, 외부 캐패시터로부터 유입된 양의 전하는 n-채널 EEPROM의 드레인 전류를 증가시키지만 반면에 음의 전하는 이를 감소시켰다. 외부 전압과 전하에 의해 PMOS의 특성은 NMOS에 비교하여 반대로 나타남이 확인되었다. EEPROM 인버터의 CCW 영역에 외부전하를 연결하면 인버터의 입-출력 특성이 기준 시료에 비해 외부전하의 극성에 따라 변화하였다. 그러므로, EEPROM 인버터는 외부전하를 감지하여 부유게이트에 고정된 전하의 밀도 크기에 따라 출력을 전압으로 표현할 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.211.1-211.1
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• 2014

Recently, the scaling of conventional planar NAND flash devices is facing its limits by decreasing numbers of electron stored in the floating gate and increasing difficulties in patterning. Three-dimensional vertical NAND devices have been proposed to overcome these issues. Atomic layer deposition (ALD) is the most promising method to deposit charge trap layer of vertical NAND devices, SiN, with excellent quality due to not only its self-limiting growth characteristics but also low process temperature. ALD of silicon nitride were studied using NH3 and silicon chloride precursors, such as SiCl4[1], SiH2Cl2[2], Si2Cl6[3], and Si3Cl8. However, the reaction mechanism of ALD silicon nitride process was rarely reported. In the present study, we used density functional theory (DFT) method to calculate the reaction of silicon chloride precursors with a silicon nitride surface. DFT is a quantum mechanical modeling method to investigate the electronic structure of many-body systems, in particular atoms, molecules, and the condensed phases. The bond dissociation energy of each precursor was calculated and compared with each other. The different reactivities of silicon chlorides precursors were discussed using the calculated results.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.3-4
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• 2005

Germanium nanocrystals(NCs) were formed in the silicon dioxide($SiO_2$) on Si layers by Ge implantation and rapid thermal annealing process. The density and mean size of Ge-NCs heated at $800^{\circ}C$ during 10 min were confirmed by High Resolution Transmission Electron Microscopy. Capacitance versus voltage(C-V) measurements of MOS capacitors with single $Al_2O_3$ capping layers were performed in order to study electrical properties. The C-V results exhibit large threshold voltage shift originated by charging effect in Ge-NCs, revealing the possibility that the structure is applicable to Nano Floating Gate Memory(NFGM) devices.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.216-216
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• 2010

Floating gate를 이용한 플래시 메모리와 달리 질화막을 트랩 저장층으로 이용한 silicon-oxide-silicon nitride-oxide silicon (SONOS) 구조의 플래시 메모리 소자는 동작 전압이 낮고, 공정과정이 간단하며 비례 축소가 용이하여 고집적화하는데 유리하다. 그러나 SONOS 구조의 플래시 메모리소자는 비례 축소함에 따라 단 채널 효과와 펀치스루 현상이 커지는 문제점이 있다. 비례축소 할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리 소자를 FinFET과 같이 구조를 변화하는 연구는 활발히 진행되고 있으나, 플래시 메모리 소자를 제작하는 기판의 변화에 따른 메모리 소자의 전기적 특성 변화에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 silicon-on insulator (SOI) 기판의 유무에 따른 멀티비트를 구현하기 위한 듀얼 게이트 가진 SONOS 구조를 가진 플래시 메모리 소자의 subthreshold 전압 영역에서의 전기적 특성 변화를 조사 하였다. 게이트 사이의 간격이 감소함에 따라 SOI 기판이 있을 때와 없을 때의 전류-전압 특성을 TCAD Simulation을 사용하여 계산하였다. 전류-전압 특성곡선에서 subthreshold swing을 계산하여 비교하므로 SONOS 구조의 플래시 메모리 소자에서 SOI 기판을 사용한 메모리 소자가 SOI 기판을 사용하지 않은 메모리 소자보다 단채널효과와 subthreshold swing이 감소하였다. 비례 축소에 따라 SOI 기판을 사용한 메모리 소자에서 단채널 효과와 subthreshold swing이 감소하는 비율이 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.186-186
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• 2010

소자의 축소화에 따라 floating gate 형의 flash 메모리 소자는 얇은 게이트 절연막 등의 이유로, 이웃 셀 간의 커플링 및 게이트 누설 전류와 같은 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 charge trap flash 메모리 (CTF) 소자가 연구되고 있지만, CTF 메모리 소자는 쓰기/지우기 속도와 데이터 보존 성능간의 trade-off 관계와 같은 문제점을 지니고 있다. 최근, 이를 극복하기 위한 방안으로, 다른 유전율을 갖는 유전체들을 적층시킨 터널 절연막을 이용한 Tunnel Barrier Engineered (TBE) 기술이 주목 받고 있다. 따라서, 본 논문에서는 TBE 기술을 적용한 MIS-capacitor를 높은 유전율을 가지는 Al2O3와 HfO2를 이용하여 제작하였다. 이를 위해 먼저 Si 기판 위에 Al2O3 /HfO2 /Al2O3 (AHA)를 Atomic Layer Deposition (ALD) 방법으로 약 2/1/3 nm의 두께를 가지도록 증착 하였고, Aluminum을 150 nm 증착 하여 게이트 전극으로 이용하였다. Capacitance-Voltage와 Current-Voltage 특성을 측정, 분석함으로써, AHA 구조를 가지는 터널 절연막의 전기적인 특성을 확인 하였다. 또한, high-k 물질을 이용한 터널 절연막을 급속 열처리 공정 (Rapid Thermal Annealing-RTA) 과 H2/N2분위기에서 후속열처리 공정 (Post-RTA)을 통하여 전기적인 특성을 개선 시켰다. 적층된 터널 절연막은 열처리를 통해 터널링 전류의 민감도의 향상과 함께 누설전류가 감소됨으로서 우수한 전기적인 특성이 나타남을 확인하였으며, 적층된 터널 절연막 구조와 적절한 열처리를 이용하여 빠른 쓰기/지우기 속도와 전기적인 특성이 향상된 비휘발성 메모리 소자를 기대할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.229-229
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• 2011

부유 게이트 Floating gate (FG) 플래시 메모리 소자의 단점을 개선하기 위해 전하 포획 층에 전하를 저장하는 전하 포획 플래시 메모리 Charge trap flash (CTF)소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. CTF소자는 FG플래시 메모리 소자에 비해 비례축소가 용이하고 긴 retention time을 가지며, 낮은 구동 전압을 사용하는 장점을 가지고 있다. CTF 소자에서 비례축소에 따라 단채널 효과와 펀치-쓰루 현상이 증가하는 문제점이 있다.본 연구에서는 CTF 단채널 효과와 펀치-쓰루 현상을 감소시키기 위한 방법으로 silicon-on-insulator (SOI) 기판을 사용하였으며 SOI기판에서 절연층의 깊이에 따른 전기적 특성을 고찰하였다. silicon-oxide-nitride-oxide-silicon(SONOS) 구조를 가진 CTF 메모리 소자를 사용하여 절연층의 깊이 변화에 따른 subthreshold swing특성, 쓰기-지우기 동작 특성을 TCAD 시뮬레이션 툴인 Sentaurus를 사용하여 조사하였다. 소스와 드레인의 junction depth는 20 nm 사용하였고, 절연층의 깊이는 5 nm~25 nm까지 변화하면서 절연층의 깊이가 20 nm이하인 fully depletion 소자에 비해, 절연층의 깊이가 25 nm인 소자는 partially depletion으로 인해서 드레인 전류 레벨이 낮아지고 subthreshold swing값이 증가하는 현상이 나타났다. 절연층의 깊이가 너무 얕을 경우, 채널 형성의 어려움으로 인해 subthreshold swing과 드레인 전류 레벨의 전기적성질이 SOI기판을 사용하지 않았을 경우보다 떨어지는 경향을 보였다. 절연층의 깊이가 17.5 nm인 경우, CTF소자의 subthreshold swing과 드레인 전류 레벨이 가장 좋은 특성을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.388-388
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• 2012

In this letter, We have investigated cell characteristics of the alloy FePt-NDs charge trapping memory capacitors with high-k $Al_2O_3$ dielectrics as a blocking oxide. The capacitance versus voltage (C-V) curves obtained from a representative MOS capacitor embedded with FePt-NDs synthesized by the post deposition annealing (PDA) treatment process exhibit the window of flat-band voltage shift, which indicates the presence of charge storages in the FePt-NDs. It is shown that NDs memory with high-k $Al_2O_3$ as a blocking oxide has performance in large memory window and low leakage current when the diameter of ND is below 2 nm. Moreover, high-k $Al_2O_3$ as a blocking oxide increases the electric field across the tunnel oxide, while reducing the electric field across the blocking layer. From this result, this device can achieve lower P/E voltage and lower leakage current. As a result, a FePt-NDs device with high-k $Al_2O_3$ as a blocking oxide obtained a~7V reduction in the programming voltages with 7.8 V memory.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.125-125
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• 2011

Silicon-oxide-silicon nitride-oxide silicon (SONOS) 구조를 가진 플래쉬 메모리 소자는 기존의 floating gate (FG)를 이용한 플래쉬 메모리 소자에 비해 구동 전압이 낮고, 공정 과정이 간단할 뿐만 아니라 비례 축소가 용이하다는 장점 때문에 차세대 플래쉬 메모리 소자로 많은 연구가 진행되고 있다. SONOS 구조를 가진 플래쉬 메모리에서 소자의 셀 사이즈가 감소함에 따라 발생하는 인접한 셀 간의 간섭 현상에 대한 연구가 소자의 성능 향상에 필요하다. 본 연구에서는 SONOS 구조를 가진 플래쉬 메모리에서 소자의 셀 사이즈가 작아짐에 따라 발생하는 인접한 셀 간의 간섭 현상에 대해 recess field 의 깊이에 따른 변화를 조사하였다. 게이트의 길이가 30nm 이하인 SONOS 구조를 가진 플래쉬 메모리 소자의 구조에서 recess field의 깊이의 변화에 따른 소자의 전기적 특성을 삼차원 시뮬레이션 툴인 sentaurus를 사용하여 계산하였다. 커플링 효과를 확인하기 위해 선택한 셀의 문턱전압이 주변 셀들의 프로그램 상태에 미치는 영향을 관찰하였다. 본 연구에서는 SONOS 구조를 가진 플래쉬 메모리에서 셀 사이에 recess field 를 삽입함으로 인접 셀 간 발생하는 간섭현상의 크기를 줄일 수 있음을 시뮬레이션 결과를 통하여 확인하였다. 시뮬레이션 결과는 recess field 깊이가 증가함에 따라 인접 셀 간 발생하는 간섭현상의 크기가 감소한 반면에 subthreshold leakage current가 같이 증가함을 보여주었다. SONOS 구조를 가진 플래쉬 메모리 소자의 성능향상을 위하여 recess field의 깊이를 최적화 할 필요가 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.595-601
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• 2011

본 논문에서는 영상 정보를 이용하여 로보커 팔위의 역진자의 밸런싱 제어를 한다. 로봇 팔위에 놓인 역진자의 각도는 카메라로 검출하고 검출된 각도 값은 제어기로 귀환되어 오차를 생성한다. 따라서 전체 제어루프는 폐회로 루프를 형성한다. 제어 성능을 높이기 위해 기존 선형제어기에 신경망 제어기를 더하였다. RBF 네트워크의 학습 알고리즘은 FPGA에 설계된 부동소수점 연산이 가능한 디지털 제어기에 의해 수행된다. 실험을 통하여 전체 시스템 성능을 검증하였다.