• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.264.2-264.2
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• 2014

비휘발성 메모리는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 메모리로써 현재 다양한 차세대 전자소자의 집적화 구현을 위해 저전압 동작 및 저장능력의 향상 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이때 삽입되는 전하저장층의 경우 기존 널리 이용되는 질화막(SiNx) 외에 최근에는 산화 알루미늄(Al2O3) 등의 고유전상수 물질 뿐만 아니라, 밴드갭 조절을 통해 전하저장능력을 향상시키는 산화막(SiOx)에 대한 연구도 진행 중이다. 이번 연구에서는 전하저장능력을 향상시키기 위해 전하저장층으로 산화막을 이용할 뿐만 아니라, 기존의 평편한 구조가 아닌 표면 조절을 통해 전하저장능력을 보다 향상시키고자 한다. 또한 이번 연구에서는 비휘발성 메모리 소자의 응용을 위해 우선적으로 금속-절연체-반도체 형태의 MOOxOyS 구조를 이용하였다. 이 때 실리콘 표면적을 변화시키기 위해 이용된 실리콘 웨이퍼는 1) 평편한 실리콘, 2) 수산화암모늄, 이소프로필 알코올 및 탈이온수를 혼합한 용액에 식각시킨 삼각형 구조, 3) 불산, 질산 및 아세트산을 혼합한 용액에 식각시킨 라운드 구조이다. 정전용량-전압 측정을 통해 얻어진 메모리 윈도우는 1) 평편한 실리콘의 경우 약 5.1 V, 2) 삼각형 구조의 경우 약 5.3 V, 3) 라운드 구조의 경우 약 5.9 V를 얻었다. 이 때, 라운드 구조의 경우 가장 넓은 표면적으로 인해 상대적으로 전하트랩이 가장 많이 되어 메모리 윈도우가 가장 커지는 특성을 볼 수 있었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.11 no.5
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• pp.224-230
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• 2001

The characteristics of $NO/N_2O$ annealed reoxidized nitrided oxide being studied as super thin gate oxide and gate dielectric layers of Non-Volatile Semiconductor Memory (NVSM) were investigated by Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (D-SIMS), Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS), and Auger Electron Spectroscopy (AES). The specimen was annealed by $NO/N_2O$ after initial oxide process and then rcoxidized for nitrogen redistribution in nitrided oxide. Out-diffusion of incorporated nitrogen during the wet oxidation in reoxidation process took place more strongly than that of the dry oxidation. It seems to indicate that hydrogen plays a role in breaking the Si N bonds. As reoxidation proceeds, incorporated nitrogen of $NO/N_2O$ annealed nitrided oxide is obsen-ed to diffuse toward the surface and substrate at the same time. ToF-SIMS results show that SiON species are detected at the initialoxide interface, and Si,NO species near the new $Si_2NO$ interface that formed after reoxidation. These SiON and $Si_2NO$ species most likely to relate to the origin of the state of memory charge traps in reoxidized nitrided oxide, because nitrogen dangling bonds of SiON and silicon dangling bonds of $Si_2NO$ are contained defects associated with memory effect.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.2
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• pp.97-102
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• 2005

NO adsorption can be used in synthesizing oxynitride thin films which have potential application in nanodevices. However, it is very difficult to understand the oxynitridation Process since too many factors are involved in it. In this paper, we present our first-principles molecular dynamics calculation of the NO molecule adsorption on the Si(001) surface as the initial stage of the oxynitridation process. The previous first-principles calculation has argued the NO molecule is dissociated with a very small activation barrier, 0.07eV, which acutally corresponds to 1.60eV considering thermodynamics. This is in clear contrast to the observation that NO is dissociated at temperatures as low as 20K From extensive searches of NO on the Si(001) surface, we have found the new dissociation processes that have the much lower activation energies, less than 0.01 eV. We also present the dissociation and penetration processes with the corresponding activation energies and discuss their experimental implications.