• 한국진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.327-332
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• 1996

Tungsten(W) polycide gate 구조에서 $WSi_x$의 두께가 증가하면 열처리 공정 후 Gate oxide의 두께가 증가하며, 전기적 신뢰도가 열화 되는 현상이 발생한다. 이러한 특성 열화를 일으키는 지배적인 요인은 $WSi_x$ 증착 공정 중 유입되어 후속 열 공정에 의하여 gate oxide로 환산되는 fluorine인 것으로 밝혀졌다. 이러한 현상을 규명하기 위하여 fluorine ion implantation된 poly Si과의 특성을 비교하였으며, SIMS 및 단면 TEM을 이용한 미세 구조 연구를 실시하였다. 그러나 $WSi_x$의 두께가 600$\AA$ 이상부터는이러한 특성 열화가 포화되는 현상이 관찰되었다. 600$\AA$ 이상의 $WSi_x$ 두께에서는 미세 구조가 표면이 거칠고, porous한 phase로 구성된 상부 구조와 비교적 dense하고, 매끈한 계면 상태를 갖는 하부 구조로 이루어졌으며, porous한 표면 부위는 후속 열공정 중 oxygen-rich한 phase로 변하여 fluorine을 포획하여 oxide로의 확산을 억제하여 특성 열화가 포화되는 것으로 해석되었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.970-973
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• 1999

When the size of the device is decreased, the hot carrier degradation presents a severe problem for long-term device reliability. In this paper we fabricated & tested the 0.26${\mu}{\textrm}{m}$ NMOSFET with wet gate oxide and nitride oxide gate to compare that the characteristics of hot carrier effect, charge to breakdown, transistor Id_Vg curve and charge trapping using the Hp4145 device tester As a result we find that the characteristics of nitride oxide gate device better than wet gate oxide device, especially a hot carrier lifetime(nitride oxide gate device satisfied 30years, but the lifetime of wet gate oxide was only 0.1year), variation of Vg, charge to breakdown and charge trapping etc.

• 한국재료학회지
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• 제3권6호
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• pp.638-644
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• 1993

티타니움 폴리사이드 MOS(metal oxide semiconducter)캐퍼시타 구조에서 두께가 8nm인 게이트산화막의 절연파괴강도의 열화거동을 열처리조건 및 폴리실리콘막의 두께를 달리하여 조사했다. 티타니움 폴리사이드 게이트에서 게이트산화막의 전연피괴특성은 열처리 온도가 높을수록, 열처리시간이 길수록 많이 열화되어 실리사이드의 하부막인 잔류 폴리실리콘의 두께가 얇을수록 그 정도는 심해진다. 티타니움 실리사이드가 게이트산화막고 직접적인 접촉이 없더라도 게이트산화막의 신회성이 열화되는 것을 알 수 있었다. 실리사이드 형성후 열처리에 따른 게이트 산화막의 절연파괴특성열화는 티타니움 원자가 폴리실리콘을 통해 게이트산화막으로 확산되어 게이트산화막에서 티타니움의 고용량이 증가한 때문인 것이 SIMS분석 결과로부터 확인되었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제5권5호
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• pp.169-172
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• 2004

Deep sub-micron device required to get the superior ultra thin gate oxide characteristics. In this research, I will recommend a novel shallow trench isolation structure(STI) for thin gate oxide and a $N_2$O gate oxide 30 $\AA$ by NO ambient process. The local oxidation of silicon(LOCOS) isolation has been replaced by the shallow trench isolation which has less encroachment into the active device area. Also for $N_2$O gate oxide 30 $\AA$, ultra thin gate oxide 30 $\AA$ was formed by using the $N_2$O gate oxide formation method on STI structure and LOCOS structure. For the metal electrode and junction, TiSi$_2$ process was performed by RTP annealing at 850 $^{\circ}C$ for 29 sec. In the viewpoints of the physical characteristics of MOS capacitor, STI structure was confirmed by SEM. STI structure was expected to minimize the oxide loss at the channel edge. Also, STI structure is considered to decrease the threshold voltage, result in a lower Ti/TiN resistance( Ω /cont.) and higher capacitance-gate voltage(C- V) that made the STI structure more effective. In terms of the TDDB(sec) characteristics, the STI structure showed the stable value of 25 % ～ 90 % more than 55 sec. In brief, analysis of the ultra thin gate oxide 30 $\AA$ proved that STI isolation structure and salicidation process presented in this study. I could achieve improved electrical characteristics and reliability for deep submicron devices with 30 $\AA$ $N_2$O gate oxide.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.658-660
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• 2004

본 논문에서는 DG MOSFET의 main gate와 side gate사이의 산화층 두께, 그리고 main gate와 Si 기판 사이의 산화층 두께를 변화시킴으로써 전기적 특성을 조사하였다. Main gate와 side gate사이의 간화층 두께가 4nm이고 main gate와 Si 기판사이의 산화층 두께가 3nm일 때 최적의 전기적 특성을 보였다. 이때, side gate 전압은 3V, 그리고 drain 전압은 1.5V를 인가하였다. 결과적으로 DG MOSFET의 전기적 특성은 main gate와 side gate 사이의 산화층 두께보다 main gate와 Si기판사이의 산화층 두께가 중요함을 알았다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.799-804
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• 2016

본 논문에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 상하단 게이트 산화막 두께에 대한 드레인 유도 장벽 감소 현상을 분석하기 위하여 전위장벽에 영향을 미치는 드레인전압에 따른 문턱전압의 변화를 관찰할 것이다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 상단과 하단의 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있는 특징이 있다. 상단과 하단의 게이트 산화막 두께 변화에 따른 드레인 유도 장벽 감소 현상에 대하여 포아송방정식을 이용하여 분석하였다. 결과적으로 드레인 유도 장벽 감소 현상은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 큰 변화를 나타냈다. 상단과 하단 게이트 산화막 두께가 작을수록 드레인 유도 장벽은 선형적으로 감소하였다. 채널길이에 대한 드레인 유도 장벽 감소 값은 비선형적인 관계가 있었다. 고농도 채널도핑의 경우 상단 산화막 두께가 하단 산화막 두께보다 드레인 유도 장벽 감소에 더 큰 영향을 미치고 있었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제15A권4호
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• pp.211-216
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• 2008

본 논문에서는 핫 케리어 효과, 항복전압 전하, 트랜지스터 Id Vg 특성곡선, 전하 트래핑, SILC와 같은 특성들을 비교하기 위하여 HP 4145 디바이스 테스터를 사용하여 습식 산화막과 질화 산화막으로된 $0.2{\mu}m$ NMOSFET를 만들어 측정하였다. 그 결과 질화 산화막으로 만들어진 디바이스가 핫 케리어 수명(질화 산화막은 30년 이상인 반면에 습식 산화막 소자는 0.1년임), Vg의 변화, 항복전압, 전계 시뮬레이션, 전하 트래핑면에서도 습식 산화막 소자보다 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권1호
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• pp.41-45
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• 2012

We observed that in chemical vapor deposition (CVD) tungsten silicide (WSix) poly gate scheme, the gate oxide thickness decreases as gate length is reduced, and it intensifies the roll-off properties of transistor. This is because the fluorine diffuses laterally from WSix to the gate sidewall oxide in addition to its vertical diffusion to the gate oxide during gate re-oxidation process. When the channel length is very small, the gate oxide thickness is further reduced due to a relative increase of the lateral diffusion than the vertical diffusion. In DRAM cells where the channel length is extremely small, we found the thinned gate oxide is a main cause of poor retention time.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권2호
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• pp.63-68
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• 2003

The DC and RF characteristics of $In_{0.5}Ga_{0.5}P/In_{0.22}Ga_{0.78}As/GaAs$ p-HEMTs with a gate oxide layer of various thicknesses ($50{\;}{\AA},{\;}300{\;}{\AA}$) were investigated and compared with those of a Schottky-gate p-HEMT without the gate oxide layer. A prominent improvement in the breakdown voltage characteristics were observed for a p-HEMT having a gate oxide layer, which was implemented by using a liquid phase oxidation technique. The on-state breakdown voltage of the p-HEMT having the oxide layer of $50{\;}{\AA}$was ~2.3 times greater than that of a Schottky-gate p-HEMT. However, the p-HEMT having the gate oxide layer of $300{\;}{\AA}$ suffered from a poor gate-control capability due to the drain induced barrier lowering (DIBL) resulting from the thick gate oxide inspite of the lower gate leakage current and the higher on-state breakdown voltage. The results for a primitive p-HEMT having the gate oxide layer without any optimization of the structure and the process indicate the potential of p-HEMT having the gate oxide layer for high-power applications.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.41-44
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• 2000

Ultra large scale integrated circuit(ULSI) & complementary metal oxide semiconductor(CMOS) circuits require gate electrode materials such as meta] silicides, titanium-silicide for gate oxides. Many previous authors have researched the improvements sub-micron gate oxide quality. However, little has been done on the electrical quality and reliability of ultra thin gates. In this research, we recommend novel shallow trench isolation structure and two step TiSi$_{2}$ formation for sub 0.1${\mu}{\textrm}{m}$ gate oxide.