• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1932-1938
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• 2003

We have applied spectroscopic ellipsometry to investigate $high-{\kappa}$ dielectric thin films and correlate their optical properties with fabrication processes, in particular, with high temperature annealing. The use of high-k dielectrics such as $HfO_{2}$, $Ta_{2}O_{5}$, $TiO_{2}$, and $ZrO_{2}$ as the replacement for $SiO_{2}$ as the gate dielectric in CMOS devices has received much attention recently due to its high dielectric constant. From the characteristics found in the pseudo-dielectric functions or the Tauc-Lorentz dispersions, the optical properties such as optical band gap, polycrystallization, and optical density will be discussed.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.138-139
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• 2007

탄화규소반도체소자는 wide band-gap 반도체 재료로 고전압, 고속스위칭 특성이 우수하여 차세대 전력반도체소자로 매우 유망한 소자이다. 이러한 물리적 특성으로 전력변환소자인 고전압 MOSFET 소자를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 MOS 소자에서 가장 중요한 게이트 산화막의 특성이 소자에 적용하기에는 그 특성이 많이 취약한 상태이다. 따라서 이러한 단점을 해결하여 고전압 전력변환소자로 적용하기 위하여 게이트 산화막이 필요없는 JFET 소자가 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 JFET 소자를 normally-off type으로 동작시키기 위하여 게이트의 구조, 도핑농도 및 게이트 폭을 조절하여 simulation를 수행하였다. 케이트의 농도 및 접합깊이에 따라 normally-on 또는 off 특성에 큰 영향을 미치고 있으며 게이트 트렌치구조의 깊이에 따라서도 영향을 받는다. 본 simulation 결과 최적의 트렌치 길이, 폭 및 농도로 소자를 구성하여 $1.3m{\Omega}cm^2$의 온-저항 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.1227-1232
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• 2014

본 논문은 기존의 poly length만의 축소와 달리 입, 출력 소자를 포함한 core 디바이스의 $0.13{\mu}m$ 디자인을 10% 축소하는 것으로 여러 채널 길이에 따른 body effect와 doping profile simulation을 해석하였다. 축소 전의 DC 파라미터 매칭을 위하여 게이트 산화막의 decoupled plasma nitridation 처리와 LDD(Lightly Doped Drain) 이온주입 전 TEOS(Tetraethylortho silicate) 산화막 $100{\AA}$ 그리고 LDD 이온주입을 22o tilt-angle(45o twist-angle)로 최적화하였고 그 결과 축소 전의 5%의 범위에서 매칭됨을 확인하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제30권9호
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• pp.36-45
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• 2017

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.311-311
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• 2016

최근 고성능 디스플레이 개발이 요구되면서 기존 비정질 실리콘(a-Si)을 대체할 산화물 반도체에 대한 연구 관심이 급증하고 있다. 여러 종류의 산화물 반도체 중 a-IGZO (amorphous indium-gallium-zinc oxide)가 높은 전계효과 이동도, 저온 공정, 넓은 밴드갭으로 인한 투명성 등의 장점을 가지며 가장 연구가 활발하게 보고되고 있다. 기존에는 SG(단일 게이트) TFT가 주로 제작 되었지만 본 연구에서는 DG(이중 게이트) 구조를 적용하여 고성능의 a-IGZO 기반 박막 트랜지스터(TFT)를 구현하였다. SG mode에서는 하나의 게이트가 채널 전체 영역을 제어하지만, double gate mode에서는 상, 하부 두 개의 게이트가 동시에 채널 영역을 제어하기 때문에 채널층의 형성이 빠르게 이루어지고, 이는 TFT 스위칭 속도를 향상시킨다. 또한, 상호 모듈레이션 효과로 인해 S.S(subthreshold swing)값이 낮아질 뿐만 아니라, 상(TG), 하부 게이트(BG) 절연막의 계면 산란 현상이 줄어들기 때문에 이동도가 향상되고 누설전류 감소 및 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Dual gate mode로 동작을 시키면, TG(BG)에는 일정한 positive(or negative)전압을 인가하면서 BG(TG)에 전압을 가해주게 된다. 이 때, 소자의 채널층은 depletion(or enhancement) mode로 동작하여 다른 전기적인 특성에는 영향을 미치지 않으면서 문턱 전압을 쉽게 조절 할 수 있는 장점도 있다. 제작된 소자는 p-type bulk silicon 위에 thermal SiO2 산화막이 100 nm 형성된 기판을 사용하였다. 표준 RCA 클리닝을 진행한 후 BG 형성을 위해 150 nm 두께의 ITO를 증착하고, BG 절연막으로 두께의 SiO2를 300 nm 증착하였다. 이 후, 채널층 형성을 위하여 50 nm 두께의 a-IGZO를 증착하였고, 소스/드레인(S/D) 전극은 BG와 동일한 조건으로 ITO 100 nm를 증착하였다. TG 절연막은 BG 절연막과 동일한 조건에서 SiO2를 50 nm 증착하였다. TG는 S/D 증착 조건과 동일한 조건에서, 150 nm 두께로 증착 하였다. 전극 물질과, 절연막 물질은 모두 RF magnetron sputter를 이용하여 증착되었고, 또한 모든 patterning 과정은 표준 photolithography, wet etching, lift-off 공정을 통하여 이루어졌다. 후속 열처리 공정으로 퍼니스에서 질소 가스 분위기, $300^{\circ}C$ 온도에서 30 분 동안 진행하였다. 결과적으로 $9.06cm2/V{\cdot}s$, 255.7 mV/dec, $1.8{\times}106$의 전계효과 이동도, S.S, on-off ratio값을 갖는 SG와 비교하여 double gate mode에서는 $51.3cm2/V{\cdot}s$, 110.7 mV/dec, $3.2{\times}108$의 값을 나타내며 훌륭한 전기적 특성을 보였고, dual gate mode에서는 약 5.22의 coupling ratio를 나타내었다. 따라서 산화물 반도체 a-IGZO TFT의 이중게이트 구조는 우수한 전기적 특성을 나타내며 차세대 디스플레이 시장에서 훌륭한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권4호
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• pp.13-19
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• 2010

중수소 결합이 존재하는 게이트 산화막을 갖는 MOSFET는 일반 MOSFET에 비해 신뢰성이 개선된다고 알려져 있다. 본 연구에서는 MOS 소자의 게이트 산화막내에 중수소를 분포시키기 위해 새로운 중수소 이온 주입법을 제안하였다. MOS 소자를 구성하는 층간 물질 및 중수소가 분포할 위치에 따라 중수소 이온 주입 에너지는 다양하게 변하게 된다. 이온 주입 후 발생할 수 있는 물질적 손상을 방지하기 위해 후속 열처리 공정이 수반된다. 제조된 일반 MOSFET를 사용하여 제안된 중수소이온 주입을 통해 게이트 산화막내 계면 및 bulk 결함이 감소함을 확인하였다. 그러나 이온 주입으로 인해 실리콘 기판의 불순물 농도가 변화할 수 있으므로 이온 주입 조건의 최적화가 필요하다. 중수소 이온 주입된 MOSFET의 CV 및 IV 특성 조사를 통해 이온 주입으로 인한 트랜지스터의 성능 변화는 발생하지 않았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권6호
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• pp.304-310
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• 2002

실리콘 기판 위의 초기 산화막을 NO 열처리 및 재산화 공정방법으로 성장한 재산화된 질화산화막을 게이트 유전막으로 사용한 새로운 전하트랠형 기억소자로의 응용가능성과 계면트랩특성을 조사하였다. 0.35$\mu$m CMOS 공정기술을 사용하여 게이트 유전막은 초기산화막을 $800^{\circ}C$에서 습식 산화하였다 전하트랩영역인 질화막 층을 형성하기 위해 $800^{\circ}C$에서 30분간 NO 열처리를 한 후 터널 산화막을 만들기 위해 $850^{\circ}C$에서 습식 산화방법으로 재산화하였다. 프로그램은 11 V, 500$\mu$s으로 소거는 -l3 V, 1 ms의 조건에서 프로그래밍이 가능하였으며, 최대 기억창은 2.28 V이었다. 또한 11 V, 1 ms와 -l3 V, 1 ms로 프로그램과 소거시 각각 20년 이상과 28시간의 기억유지특성을 보였으며 $3 \times 10^3$회 정도의 전기적 내구성을 나타내었다. 단일접합 전하펌핑 방법으로 소자의 계면트랩 밀도와 기억트랩 밀도의 공간적 분포를 구하였다. 초기상태에서 채널 중심 부근의 계면트랩 및 기억트랩 밀도는 각각 $4.5 \times 10^{10}/{cm}^2$ 와 $3.7\times 10^{1R}/{cm}^3$ 이었다. $1 \times 10^3$프로그램/소거 반복 후, 계면트랩은 $2.3\times 10^{12}/{cm}^2$으로 증가하였으며, 기억트랩에 기억된 전하량은 감소하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1998년도 제14회 학술발표회 논문개요집
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• pp.90-90
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• 1998

전계 에미터 어레이(FEA)는 진공에서 전계률 인가하여 전극으로부터 전자률 방출시키는 전자원으로서, 마이크로파 소자 및 명판 디스플레이, 센서 둥에 이용된다 .. Transfer Mold 법 은 뾰족한 에미터 립과 게이트 절연막 및 게이트 전극 충올 형성한 후 유리와 같은 기판에 이전 시키는 방법으로, 이러한 방법은 Mold 형태 위에 코탱 충의 두께 조절과, 게이트와 립 높이 조절이 가능하며, 그리고 유리 기판 위에 접착하여 대면적의 평판 디스플레이를 제작 할 수 었다는 장점이 있다[1,2]. 본 연구에서는 일반적으로 사용되는 실리콘 기판올 습식 식 각하여 Mold률 제작하는 방법 대선에, 측벽 스페이스 구조률 이용한 새로운 방법의 Mold 형태률 이용하여 게이트률 가진 에마터 립올 제작하였다. 먼저 실리콘 기판 위에 산화막올 증착하고 그 위에 게이트 전극파 게이트 절연막을 LPCVD 방법으로 증착하여 구명 형태로 패터닝 한 후, BPSG(Boro Phospher Silicate Glass) 박막올 증착하여 고온에서 훌러 내려 뾰족한 형태의 주형(Mold)률 제작한 후 TiN율 증착하여 정전 접합(an여ic bon벼ng)이나 레 진(resine)둥으로 유리률 접합한 후 KOH 용액으로 실리콘 기판옵 뒷면부터 식각해 낸다. 그 다옴, 립과 게이트 위에 있는 절연막올 제거한 후 뾰족한 전계 에미터 어레이륭 제조하 였다. 자세한 제조 공정 및 제작된 에미터 립의 특성은 학회에서 발표될 예정이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2643-2648
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• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 채널 내 도핑농도분포에 대한 드레인유도장벽감소(Drain Induced Barrier Lowering; DIBL)에 대하여 분석하고자한다. DIBL은 드레인 전압에 의하여 소스 측 전위장벽이 낮아지는 효과로서 중요한 단채널 효과이다. 이를 분석하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 해석학적 전위분포를 구하였으며 전위분포에 영향을 미치는 채널도핑농도의 분포함수변화에 대하여 DIBL을 관찰하였다. 채널길이, 채널두께, 상하단 게이트 산화막 두께, 하단 게이트 전압 등을 파라미터로 하여 DIBL을 관찰하였다. 결과적으로 DIBL은 채널도핑 농도분포함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 변화를 나타냈다. 특히 두 변수에 대한 DIBL의 변화는 최대채널도핑농도가 $10^{18}/cm^3$ 정도로 고도핑 되었을 경우 더욱 현저히 나타나고 있었다. 채널길이가 감소할수록 그리고 채널두께가 증가할수록 DIBL은 증가하였으며 하단 게이트 전압과 상하단게이트 산화막 두께가 증가할수록 DIBL은 증가하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제20권5호통권95호
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• pp.28-45
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• 2005

무어의 법칙을 근간으로 하는 전계효과 트랜지스터는 매 18개월마다 0.7배씩의 성공적인 소형화를 거듭하여 최근에는 50nm 크기로 구성된 약 1억 개의 트랜지스터가 집적된 칩을 생산하고 있다. 그러나 트랜지스터의 크기가 50nm 이하로 줄어들면서는 단순한 소형화 과정은 근본적인 물리적인 한계에 접근하게 되었다. 특히 게이트 절연막의최소 두께는 트랜지스터의 소형화에 가장 직접적인 중요한 요소이나, 실리콘 산화막의 두께가 2nm 이하가 되면서 게이트 절연막을 집적 터널링하는 전자에 의한 누설전류의 급격한 증가로 인하여 그 사용이 어려워지고 있는 추세이다. 따라서 본 논문에서는 트랜지스터의 소형화에 악영향을 미치는 물리적인 한계요소에 대하여 살펴보고, 이러한 소형화의 한계를 뛰어넘기 위한 노력의 일환으로 연구되고 있는 이중게이트 구조의 트랜지스터, 쇼트키 트랜지스터, 나노선을 이용한 트랜지스터 및 분자소자 등의 새로운 소자구도에 대하여 살펴보고자 한다.