• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.163-168
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• 2015

본 연구에서는 10 nm이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 하단 게이트 전압에 대한 터널링 전류(tunneling current)의 변화에 대하여 분석하고자한다. 단채널 효과를 감소시키기 위하여 개발된 다중게이트 MOSFET중에 비대칭 이중게이트 MOSFET는 채널전류를 제어할 수 있는 요소가 대칭형의 경우보다 증가하는 장점을 지니고 있다. 그러나 10nm 이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 경우, 터널링 전류에 의한 차단전류의 증가는 필연적이다. 본 연구에서는 차단전류 중에 터널링 전류의 비율을 계산함으로써 단채널에서 발생하는 터널링 전류의 영향을 관찰하고자 한다. 포아송방정식을 이용하여 구한 해석학적 전위분포와 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) 근사를 이용하여 터널링 전류를 구하였다. 결과적으로 10 nm이하의 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET에서는 하단 게이트 전압에 의하여 터널링 전류가 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 채널길이, 상하단 산화막 두께 그리고 채널두께 등에 따라 매우 큰 변화를 보이고 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권1호
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• pp.141-146
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• 2017

In this letter, we propose the use of tunneling field effect transistors (TFET) as a biosensor that detects bio-molecules on the gate oxide. In TFET sensors, the charges of target molecules accumulated at the surface of the gate oxide bend the energy band of p-i-n structure and thus tunneling current varies with the band bending. Sensing parameters of TFET sensors such as threshold voltage ($V_t$) shift and on-current ($I_D$) change are extracted as a function of the charge variation. As a result, it is found that the performances of TFET sensors can surpass those of conventional FET (cFET) based sensors in terms of sensitivity. Furthermore, it is verified that the simultaneous sensing of two different target molecules in a TFET sensor can be performed by using the ambipolar behavior of TFET sensors. Consequently, it is revealed that two different molecules can be sensed simultaneously in a read-out circuit since the multi-sensing is carried out at equivalent current level by the ambipolar behavior.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.394-399
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• 2016

The silicon dioxide ($SiO_2$) was deposited using various gas as oxygen and nitrous oxide ($N_2O$) in nowadays. In order to improve electrical characteristics and the interface state density ($D_{it}$) in low temperature, It was deposited with carbon dioxide ($CO_2$) and silane ($SiH_4$) gas by inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD). Each $D_{it}$ of $SiO_2$ using $CO_2$ and $N_2O$ gas was $1.30{\times}10^{10}cm^{-2}{\cdot}eV^{-1}$ and $3.31{\times}10^{10}cm^{-2}{\cdot}eV^{-1}$. It showed $SiO_2$ using $CO_2$ gas was about 2.55 times better than $N_2O$ gas. After 10 years when the thin film was applied to metal/insulator/semiconductor(MIS)-nonvolatile memory(NVM), MIS NVM using $SiO_2$($CO_2$) on tunneling layer had window memory of 2.16 V with 60% retention at bias voltage from +16 V to -19 V. However, MIS NVM applied $SiO_2$($N_2O$) to tunneling layer had 2.48 V with 61% retention at bias voltage from +20 V to -24 V. The results show $SiO_2$ using $CO_2$ decrease the $D_{it}$ and it improves the operating voltage.

• 한국자기학회지
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• 제15권6호
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• pp.311-314
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• 2005

본 연구에서는 Al-Oxide(AIOx) 에 Ti를 첨가하여. Ti 함량에 따라 자기터널접합의 자기터널링 현상 변화 및 TiA l합금박막의 미세구조, 표면거칠기 변화를 관찰하였다. Ti를 첨가한 TiAlOx 절연층을 사용하여 기존 AlOx를 사용한 경우 보다 높은 터널링 자기저항(Tunneling Magnetoresistance, TMR) 비를 가지는 자기터널접합을 제작하였다. TMR 비의 증가 요인은 Ti를 첨가함에 따라, TiAl 합금박막의 입계가 작아지고, 치밀한 구조를 가져, 우수한 계면평활도를 가지는 균일한 TiAlOx 절연층이 형성되어, 소자의 구조적 안정성이 향상되었기 때문으로 분석하였다. 또한 향상된 구조적 안정성으로 인해 소자의 열적, 전기적 안정성도 크게 증가하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권10호
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• pp.1-8
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• 1999

본 논문은 두께가 각각 다른 습식 산호막의 정전류 스트레스에 따른 SILC를 측정하여 SILC의 전도 mechanism 및 발생원인을 조사하였다. $N_2O$ 어닐링한 산화막의 SILC 특성도 조사하였다. 또한, 60A 두께의 $N_2O$ 어닐링한 터널링 산호막을 갖는 ,flash memory cell을 $0.25{\mu}m$ 설계규칙에 따라 제작하여 그 특성을 측정하였다. 그 결과, SILC의 발생 원인은 전기적 스트레스 인가에 따른 산호막내에 생성된 트랩 때문이며, SILC의 전도 mechanism은 전기장 세기가 8MV/cm 이하일 때 산호막 트랩을 경유한 modified F-N 터널링이 8MV/cm 이상일 때 전형적인 F-N터널링이 주도적임을 알 수 있었다. 60A의 $N_2O$ 어닐링한 산화막은 SILC에 대한 내성 측면에서 큰 개선 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 이 막을 flash memory cell의 터널링 산호막으로 이용할 경우, $10^6$회의 endurance와 10년 이상의 드레인 disturb가 보장되고 8V-프로그래밍이 가능한 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.460-463
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• 2000

The current-voltage characteristics of the sandwich system at different annealing temperatures and different bias voltages have been studied. In order to prepare the Al/V$O_X$/Al sandwich devices structure, thin films of vanadium oxide(V$O_X$) was deposited by r.f. magnetron sputtering from $V_2$$O_5$ target in 10% gas mixture of argon and oxygen, and annealed during lhour at different temperatures in vacuum. Crystall structure, surface morphology, and thickness of films were characterized through XRD, SEM and I-V characteristics were measured by electrometer. The films prepared below 20$0^{\circ}C$ were amorphous, and those prepared above 300 $^{\circ}C$were polycrystalline. At low fields electron injected to conduction band of vanadium oxide and formed space charge, current was limited by trap. Conduction mechanism at mid fields due to Schottky emission, while at high fields it changed to Fowler-Nordheim tunneling effects.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.97-98
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• 2009

Tunneling barrier engineered charge trap flash (TBE-CTF) memory capacitor were fabricated using the tunneling barrier engineering technique. Variable oxide thickness (VARIOT) barrier and CRESTED barrier consisting of thin $SiO_2$ and $Si_3N_4$ dielectrics layers were used as engineered tunneling barrier. The charge trapping characteristic with different metal gates are also investigated. A larger memory window was achieved from the TBE-CTF memory with high workfunction metal gate.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.54-57
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• 1995

This study is to investigate the switching charac-teritics in the5V-programmable scaled MONOS nonvolatile memory devices, Modified Folwer-Nordheim tunneling mechanism become important when the electric field in the tunneling oxide is 6 MV/cm for E$\_$OT/ <6MV/cm the trap-assisted tunneling mechanism is dominant, The density of nitride bulk trap is found to be N$\_$T/=7.7${\times}$10$\^$18/ cm$\^$-3/ and the energy level of trap is determined to be ø$\_$T/=0.65 eV.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제11권4호
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• pp.272-277
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• 2011

The ambipolar behavior of tunneling field-effect transistors (TFETs) has been investigated quantitatively by introducing a novel parameter: ambipolarity factor (${\nu}$). It has been found that the malfunction of TFET can result from the ambipolar state which is not on- or off- state. Therefore, the effect of ambipolar behavior on the device performance should be parameterized quantitatively, and this has been successfully evaluated as a function of device structure, gate oxide thickness, supply voltage, drain doping concentration and body doping concentration by using ${\nu}$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.71-72
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• 1998

반도체 집적 공정의 발달로 차세대 소자용으로 30 A 이하의 극 박막 Si02 절연막이 요구되고 있으며, 현재 제품으로 50-70 A 두께의 절연막을 사용한 것이 발표되고 있다. 절연막의 두께가 앓아질수록 많은 문제가 발생할 수 있는데 그 예로 절연막의 breakdo때둥에 의한 신뢰성 특성의 악화, 절연막올 통한 direct tunneling leakage current, boron풍의 dopant 침투로 인한 소자 특성 ( (Threshold Voltage)의 불안, 전기적 stress하에서의 leakage current증가와 c charge-trap 및 피terface s쩌.te의 생성으로 인한 소자 특성의 변화 둥으로 요약 된다. 절연막의 특성올 개선하기 위해 여러 가지 새로운 공정들이 제안되었다. 그 예로, Nitrogen올 Si/Si02 계면에 doping하여 절연막의 특성을 개선하는 방법 으로 고온 열처 리 를 NH3, N20, NO 분위 기 에서 실시 하거 나, polysilicon 또는 s silicon 기판에 nitrogen올 이온 주입하여 열처리 하는 방법, 그리고 Plasma분 위기에서 Nitrogen 함유 Gas를 이용하여 nitrogen을 doping시키는 방법 둥이 연구되고 있다. 또한 Oxide cleaning 후 상온에서 성장되는 oxide를 최소화 하여 절연막의 특성올 개선하기 위하여 LOAD-LOCK을 이용하는 방법, C뼈피ng 공정의 개선올 통한 contamination 감소와 silicon surface roughness 감소 로 oxide 신뢰성올 개선하는 방법 둥이 있다. 구조적 인 측면 에 서 는 Polysilicon 의 g없n size 를 최 적 화하여 OxideIPolysilicon 의 계면 특성올 개선하는 연구와 Isolation및 Gate ETCH공정이 절연막의 특성에 미 치 는 영 향도 많이 연구되 고 있다 .. Plasma damage 가 Oxide 에 미 치 는 효과 를 제어하는 방법과 Deuterium열처리 퉁올 이용하여 Hot electron Stress하에서 의 MOS 소자의 Si/Si02 계면의 신뢰성을 개선하고 있다. 또한 극 박막 전연막의 신뢰성 특성올 통계적 분석올 통하여 사용 가능한 수명 올 예 측 하는 방법 과 Direct Tunneling Leakage current 를 고려 한 허 용 가농 한 동작 전 압 예측 및 Stress Induced Leakage Current 둥에 관해서 도 최 근 활발 한 연구가 진행되고 있다.