• 제목/요약/키워드: Interface trap

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Amorphous Indium Gallium Zinc Oxide를 활성층으로 사용한 MIS소자에서의 Bulk와 Interface에서의 Traps 분석

  • 김태욱;구종현;노용한
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.95-95
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    • 2011
  • 비정질 산화물 반도체(Amorphous oxide semiconductors: AOSs)는 대면적화에도 불구하고 높은 이동도를 가지고, 상온에서도 제작할 수 있고, 투명 플렉시블 디스플레이 소자에 사용할 수 있기 때문에 최근 들어 각광받고 있는 연구 분야이다. 본 연구에서는 스퍼터링을 이용하여 활성층을 Amorphous indium gallium zinc oxide(a-IGZO)로 증착할 시에 스퍼터의 파워와 챔버내의 Ar/O2 비율을 다르게 했을 때 소자에 미치는 영향을 MIS구조를 이용하여 분석했다. 또한 같은 조건의 a-IGZO 활성층을 사용한 박막트랜지스터(TFT) 소자의 절연막의 종류를 바꿔가며 제작했을때의 소자의 특성 변화에 대해서도 분석하였다. 먼저 60 nm 두께의 a-IGZO층을 Heavily doped된 N형 실리콘 기판위에 스퍼터링 파워와 가스 분압비를 달리하여 증착하였다. 그 후 30 nm두께의 SiO2, Al2O3, SiNx 절연막을 증착하고, 마지막으로 열 증발 증착장비(Thermal Evaporator)를 이용하여 Al 전극을 150nm 증착하였다. 소자의 전기적 특성 분석은 HP4145와 Boonton 720을 사용하여 I-V와 C-V를 측정하였다. 위의 실험으로부터 스퍼터에서의 증착 rf파워가 증가할수록 a-IGZO 박막 트랜지스터에서의 캐리어 이동도가 감소하는 것을 볼 수 있었고, 챔버내의 가스분압비와 소자의 절연막의 종류가 변하면 a-IGZO 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 변하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 캐리어 이동도의 감소와 전기적 특성의 변화의 이유는 a-IGZO 활성층의 bulk trap과 절연막, 활성층 사이의 interface trap에 의한 것으로 보여진다.

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반응성 RF 마그네트론 스퍼터링 법을 이용한 AIN/SiC 구조의 제작 및 특성 (Fabrication and Properties of AIN/SiC Structures using Reactive RF Magnetron Sputtering Method)

  • 김용성;김광호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.977-982
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    • 2005
  • Al/AlN/n-type 6H-SiC (0001) MIS structures were prepared by AlN layers on vicinal 6H-SiC(0001) substrates with reactive RF magnetron sputtering method. The AlN films were annealed at $900^{\circ}C$, $N_2$ atmosphere lot 1 minutes showed the best result. With XRD analysis, AlN(0002) peak was clearly found. The typical dielectric constant value of the AlN film in the MIS capacitors was obtained as 8.4 from photo C-V. Also, the gate leakage current density of the MlS capacitor was $10^{-10}\;A/cm^2$ order within the electric field of 1.8 MV/cm. Finally, the amount of interface trap densities, $D_{it}$, was evaluated as $5.3\times10^{10}\;eV^{-1}cm^{-2}$ at (Ec-0.85) eV.

65 nm CMOS 기술에서 소자 종류에 따른 신뢰성 특성 분석 (Analysis of Reliability for Different Device Type in 65 nm CMOS Technology)

  • 김창수;권성규;유재남;오선호;장성용;이희덕
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권12호
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    • pp.792-796
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    • 2014
  • In this paper, we investigated the hot carrier reliability of two kinds of device with low threshold voltage (LVT) and regular threshold voltage (RVT) in 65 nm CMOS technology. Contrary to the previous report that devices beyond $0.18{\mu}m$ CMOS technology is dominated by channel hot carrier(CHC) stress rather than drain avalanche hot carrier(DAHC) stress, both of LVT and RVT devices showed that their degradation is dominated by DAHC stress. It is also shown that in case of LVT devices, contribution of interface trap generation to the device degradation is greater under DAHC stress than CHC stress, while there is little difference for RVT devices.

Channel Length에 따른 NMOSFET 소자의 Hot Carrier 열화 특성

  • 김현기;김상섭;최병덕
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.240.1-240.1
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    • 2013
  • 본 연구에서는 Symmetric NMOSFET의 channel length에 따른 전기적 특성 분석에 관한 연구를 진행하였다. 특성 분석에 사용된 소자의 Gate oxide 두께는 6 nm 이며, 채널 Width/Length는 각각 10/10 ${\mu}m$, 10/0.2 ${\mu}m$ 이다. Drain Avalanche Hot Carrier(DAHC) 테스트를 진행하기 위하여 각각 스트레스 조건을 추출하였고, 조건에 해당되는 스트레스를 1700초 동안 인가하였다. 스트레스 후, Channel length가 10 ${\mu}m$과 0.2 ${\mu}m$인 두 소자의 특성을 측정, 분석결과 10 ${\mu}m$의 소자의 경우 문턱전압(VT)과 Subthreshold swing (SS)의 변화가 없었지만 0.2 ${\mu}m$의 소자의 경우 0.42V의 (from 0.67V to 1.09V) 문턱전압 변화 (VTH)와 71 mV/dec (from 79 mV/dec to 150 mV/dec))의 Swing (SS)변화를 보여 스트레스 후에 Interface trap이 증가하였음을 알 수 있다. off-state leakage current를 측정 결과 0.2 ${\mu}m$ 의 경우 leakage current의 양이 증가하였음을 알 수 있고 이는 드레인 부근에 증가된 interface trap에 의한 현상으로 판단된다. 상기 결과와 같이 DAHC 스트레스에 의한 소자의 열화 현상은 Channel length가 짧을수록 더 크게 의존하는 것을 확인하였다.

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Zinc tin oxide 투명박막트랜지스터의 특성에 미치는 열처리 효과 (Thermal treatments effects on the properties of zinc tin oxide transparent thin film transistors)

  • 마대영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.375-379
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    • 2019
  • Zn와 Sn의 원자비가 2:1인 타겟을 고주파 스파터링하여 $ZnO-SnO_2(ZTO)$박막을 증착하고 열처리에 따른 구조적 특성변화를 조사하였다. 이 ZTO박막을 활성층으로 사용하여 투명박막트랜지스터(TTFT)를 제조하였다. 약 100 nm 두께의 $SiO_2$위에 100 nm의 $Si_3N_4$막을 기른 후 TTFT의 게이트 절연막으로 채택하였다. TTFT의 전달 특성을 통해 이동도, 문턱전압, 작동전류-차단전류 비($I_{on}/I_{off}$), 계면트랩밀도를 구하였다. 기판 가열 및 후속 열처리가 ZTO TTFT의 특성 변화에 미치는 영향을 분석하였다.

실리콘/수소/질소의 결합에 따른 MONOS 커패시터의 계면 특성 연구 (Interface Traps Analysis as Bonding of The Silicon/Nitrogen/Hydrogen in MONOS Capacitors)

  • 김희동;안호명;서유정;장영걸;남기현;정홍배;김태근
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권12호
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    • pp.18-23
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    • 2009
  • 본 연구는 실리콘 기판과 실리콘 산화막 사이의 계면 트랩 밀도와 게이트 누설 전류를 조사하여, Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (MONOS) 메모리 소자의 계면 트랩 특성의 수소-질소 열처리 효과를 조사하였다. 고속열처리 방법으로 850도에서 30초 동안 열처리한 MONOS 샘플들을 질소 가스와 수소-질소 혼합 가스를 사용하여 450도에서 30분 동안추가 퍼니스 열처리 공정을 수행하였다. 열처리 하지 않은 것, 질소, 수소-질소로 열처리 한 세 개의 샘플 중에서, 커패시터-전압 측정 결과로부터 수소-질소 열처리 샘플들이 가장 적은 계면 트랩 밀도를 갖는 것을 확인하였다. 또한, 전류-전압 측정 결과에서, 수소-질소 열처리 소자의 누설전류 특성이 개선되었다. 위의 실험 결과로부터, 수소-질소 혼합 가스로 추가 퍼니스 열처리의해 실리콘 기판과 산화막 사이의 계면 트랩 밀도를 상당히 줄일 수 있었다.

부분분리 매립 채널 어레이 트랜지스터의 총 이온화 선량 영향에 따른 특성 해석 시뮬레이션 (Simulation of Characteristics Analysis by Total Ionizing Dose Effects in Partial Isolation Buried Channel Array Transistor)

  • 박제원;이명진
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.303-307
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    • 2023
  • 본 논문은 Buried Channel Array Transistor(BCAT) 소자의 Oxide 내부에 Total Ionizing Dose(TID) effects으로 인한 Electron-Hole Pair의 생성이 유도되어, Oxide 계면의 Hole Trap Charge의 증가에 따른 누설전류의 증가와 문턱 전압의 변화를 기존에 제안한 Partial Isolation Buried Channel Array Transistor(Pi-BCAT)구조와 비교 시뮬레이션 하여, Pi-BCAT 소자의 증가한 Oxide 면적과 상관없이 변화한 누설전류와 문턱 전압에서의 특성이 비대칭 도핑 BCAT 구조보다 우수함을 보여 준다.

산화막의 질화, 재산화에 의한 계면트랩밀도 특성 변화 (Characteristics Variation of Oxide Interface Trap Density by Themal Nitridation and Reoxidation)

  • 백도현;이용재
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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    • pp.411-414
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    • 1999
  • 70 ${\AA}$-thick oxides nitridied at various conditions were reoxidized at pemperatures of 900$^{\circ}C$ in dry-O$_2$ ambients for 5~40 mininutes. The gate oxide interface porperties as well as the oxide substrate interface properties of MOS(Metal Oxide Semiconductor) capacitors with various nitridation conditions, reoxidation conditions and pure oxidation condition were investigated. We stuided I$\sub$g/-V$\sub$g/ characteristics, $\Delta$V$\sub$g/ shift under constant current stress from electrical characteristics point of view and breakdown voltage from leakage current point of view of MOS capacitors with SiO$_2$, NO, RNO dielectrics. Overall, our experimental results show that reoxidized nitrided oxides show inproved charge trapping porperites, I$\sub$g/-V$\sub$g/ characteristics and gate $\Delta$V$\sub$g/ shift. It has also been shown that reoxidized nitridied oxide's leakage currented voltage is better than pure oxide's or nitrided oxide's from leakage current(1${\mu}$A) point of view.

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High-Performance Amorphous Indium-Gallium Zinc Oxide Thin-Film Transistors with Inorganic/Organic Double Layer Gate Dielectric

  • 이태호;김진우;노용한
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.465-465
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    • 2013
  • Inorganic 물질인 SiO2 dielectric 위에 organic dielectric PVP (4-vinyphenol)를 spin coating으로 올려, inorganic/organic dielectric 형태의 double layer구조로 High-performance amorphous indiumgallium zinc oxide thin-film transistors (IGZO TFT)를 제작하여 보았다. SiO2 dielectric을 buffer layer로 80 nm, PVP는 10Wt% 400 nm로 구성하였으며, 200 nm single SiO2 dielectric과 동일한 수준의 leakage current 특성을 MIM Capacitor 구조를 통해서 확인할 수 있었다. 이 소자의 장점은 용액공정의 도입으로 공정 시간의 단축 및 원가 절감을 이룰 수 있으며, dielectric과 channel 사이의 균일한 interface의 형성으로 interface trap 개선 및 Yield 향상의 장점을 갖는다. 우리는 실험을 통해서 SiO2 buffer layer가 수직 electric field에 의한 leakage current을 제어하고, PVP dielectric은 interface를 개선하는 것을 확인하였다. Vth의 negative shift 및 slope의 향상으로 구동전압이 줄어들고, 균일한 I-V Curve 형성을 통해서 Process Yield의 향상을 확인하였다.

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Gas Chromatography-High Resolution Tandem Mass Spectrometry Using a GC-APPI-LIT Orbitrap for Complex Volatile Compounds Analysis

  • Lee, Young-Jin;Smith, Erica A.;Jun, Ji-Hyun
    • Mass Spectrometry Letters
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    • 제3권2호
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    • pp.29-38
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    • 2012
  • A new approach of volatile compounds analysis is proposed using a linear ion trap Orbitrap mass spectrometer coupled with gas chromatography through an atmospheric pressure photoionization interface. In the proposed GC-HRMS/MS approach, direct chemical composition analysis is made for the precursor ions in high resolution MS spectra and the structural identifications were made through the database search of high quality MS/MS spectra. Successful analysis of a complex perfume sample was demonstrated and compared with GC-EI-Q and GC-EI-TOF. The current approach is complementary to conventional GC-EI-MS analysis and can identify low abundance co-eluting compounds. Toluene co-sprayed as a dopant through API probe significantly enhanced ionization of certain compounds and reduced oxidation during the ionization.