• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.315-320
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• 2000

본 연구에서는 강유전체 박막을 게이트 산화물로 사용한 $Pt/Sr_{0.8}Bi_{2.4}Ta_2O_{9}(SBT)/ZrO_2Si$(MFIS)와 Pt/SBT/Si(MFS)구조의 결정 구조 및 전기적 성질을 고찰하였다. XRD 및 SEM측정 결과 SBT/ZrO$_2$/Si 구조의 경우 SBT/Si구조에 비해 SBT 박막이 더 큰 결정립이 형성되었다. AES분석 결과 $ZrO_2$ 박막을 완충층으로 사용함으로써 SBT 박막과 Si 기판의 상호반응을 적절히 억제할 수 있음을 확인하였다. Pt/SBT/$ZrO_2/Pt/SiO_2$/Si와 Pt/SBT/Pt/$SiO_2$/Si 구조에서 Polarization-Voltage(P-V) 특성을 비교해 본 결과 $ZrO_2$ 박막의 도입에 따라 잔류분극값은 감소하였고 항전계값은 증가하였다. MFIS 구조에서 메모리 윈도우값은 항전계값과 직접적 관련이 있으므로 이러한 항전계값의 증가는 MFIS 구조에서의 메모리 윈도값이 증가할 수 있음을 나타낸다. Pt/SBT(210 nm)/$ZrO_2$/ (28 m)/Si 구조에서 Capacitance-Voltage(C-V) 측정 결과로부터 인가전압 4~6 V에서 메모리 윈도우 가 1~1.5V정도로 나타났다. Pt/SBT/ZrO$_2$/Si구조에서 전극을 갓 증착한 경우와 산소분위기 $800^{\circ}C$에서 후열처리한 경우의 전류 밀도는 각각 약 $8\times10^{-8} A/\textrm{cm}^2$와 $4\times10^{-8}A/\textrm{cm}^2$ 정도의 값을 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.52-61
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• 2003

R.F 마그네트론 스퍼터링법으로 ZrO$_2$ 확산 방지막과 SrBi$_2$Ta$_2$$O_{9}$ 강유전 박막을 증착하여 MFIS 구조론 제작하였다. 절연층의 후열처리가 절연층 및 MFIS 구조의 전기적 특성에 미치는 영향을 관찰하기 위해서 일반 분리기로와 RTA로에서 각각 산소 분위기와 아르곤 분위기에서 550~85$0^{\circ}C$의 온도범위에서 후열처리를 행한 후, C-V 특성 및 누설전류 특성을 분석하였다. RTA 75$0^{\circ}C$ 산소 분위기에서 후열처리된 20nm의 두께를 가지는 ZrO$_2$ 박막에서 최대의 메모리 윈도우 값을 얻었다. Pt/SBT(260nm)ZrO$_2$(20nm)/Si 구조는 Pt/SBT(260nm)/Si 구조의 값보다 C-V 특성 및 누설전류 특성이 우수하였으며 이러한 결과는 ZrO$_2$ 박막이 SBT와 Si사이에서 우수한 완충층의 역할을 함을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권2호
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• pp.104-109
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• 2005

PbO 완충층의 역할을 확인하기 위해, r.f. magnetron sputtering법을 이용하여 p-type (100) Si 기판 위에 $Pt/Pb_{1.1}Zr_{0.53}Ti_{0.47}O_{3}$와 PbO target으로 Pt/PZT/PbO/Si의 MFIS 구조를 제조하였다. MFIS 구조에 완충층으로 PbO를 삽입함으로써 PZT 박막의 결정성이 크게 향상되었고, 박막의 공정온도도 상당히 낮출 수 있었다. 그리고 XPS depth profile 분석 결과, PbO 증착시 기판온도가 PbO와 Si의 계면에서 Pb의 확산에 미치는 영향을 확인하였다. PbO 완충층을 삽입한 MFIS는 높은 메모리 윈도우와 낮은 누설전류 밀도를 가지는 추수한 전기적 특성을 나타내었다. 특히, 기판온도 $300^{\circ}C$에서 증착된 PbO를 삽입한 Pt/PZT(200nm, $400^{\circ}C)PbO(80nm)/Si$는 9V의 인가전압에서 2.OV의 가장 높은 메모리 윈도우 값을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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• pp.58-61
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• 2001

Metal-insulator-semiconductor (MIS) C-V properties with high dielectric AIN thin films showed no hysteresis and good interface properties. The dielectric constant of the AIN film calculated from the capacitance at the accumulation region in the capacitance-voltage(C-V) characteristics was about 8. The C-V characteristics of MFIS capacitor showed a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ thin films. Typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film of MFIS device was about 23. The memory window width was about 1.2V at the gate voltage of $\pm$5 V ranges. Typical gate leakage current density of the MFIS structure was the order of 10$^{-9}$ A/cm$^2$ at the range of within $\pm$500 kV/cm. The ferroelectric capacitors showed no polarization degradation up to about 10$^{11}$ switching cycles when subjected to symmetric bipolar voltage pulse(peak-to-peak 8V, 50% duty cycle) in the 500kHz.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2009

The Metal-ferroelectric-semiconductor (MFS) structure has superior advantages such as high density integration and non-destructive read-out operation. However, to obtain the desired electrical characteristics of an MFS structure is difficult because of interfacial reactions between ferroelectric thin film and Si substrate. As an alternative solution, the MFS structure with buffer insulating layer, i.e. metal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS), has been proposed to improve the interfacial properties. Insulators investigated as a buffer insulator in a MFIS structure, include $Ta_2O_5$, $HfO_2$, and $ZrO_2$ which are mainly high-k dielectrics. In this study, we prepared the Dy-doped $La_2O_3$ solution buffer layer as an insulator. To form a Dy-doped $La_2O_3$ buffer layer, the solution was spin-coated on p-type Si(100) wafer. The coated Dy-doped $La_2O_3$ films were annealed at various temperatures by rapid thermal annealing (RTA). To evaluate electrical properties, Au electrodes were thermally evaporated onto the surface of the samples. Finally, we observed the surface morphology and crystallization quality of the Dy-doped $La_2O_3$ on Si using atomic force microscopy (AFM) and x-ray diffractometer (XRD), respectively. To evaluate electrical properties, the capacitance-voltage (C-V) and current density-voltage (J-V) characteristics of Au/Dy-doped La2O3/Si structure were measured.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권9호
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• pp.624-630
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• 2005

To investigate the possibility of the $ZrO_2$ buffer layer as the insulator for the Metal-Ferroelectric-Insulator-semiconductor (MFIS) structure, $ZrO_2$ and $SrBi_2Ta_2O_9$ (SBT) thin films were deposited on the P-type Si(111) wafer by the R.F. magnetron-sputtering method. According to the process with and without the post-annealing of the $ZrO_2$ buffer layer and SBT thin film, the diffusion amount of Sr, Bi, Ta elements show slight difference through the Glow Discharge Spectrometer (GDS) analysis. From X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) results, we could confirm that the post-annealing process affects the chemical binding condition of the interface between the $ZrO_2$ thin film and the Si substrate. Compared to the MFIS structure without the post-annealing of the $ZrO_2$ buffer layer, memory window value of MFlS structure with post-annealing of the $ZrO_2$ buffer layer were considerably improved. The window memory of the Pt/SBT (260 nm, $800^{\circ}C)/ZrO_2$ (20 nm) structure increases from 0.75 to 2.2 V under the applied voltage of 9 V after post-annealing.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.140-141
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• 2007

To fabricate the metal-ferroelectric-insulator-semiconductor (MFIS) structure for the ferroelectric random access memory (FRAM) application, we prepared the ferroelectric $Sr_{0.9}Bi_{2.1}Ta_2O_9$ (SBT) and the insulator LaZrOx (LZO) thin films on the silicon substrate using a sol-gel method. In this study, we will investigate the feasibility of the SBT/LZO/Si structure as one of the promising gate configuration for the 1-transistor (1-T) type FRAM, by measurements of the electrical properties and the physical properties.

• 한국진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.195-200
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• 1998

본 연구에서는 강유전체 박막의 게이트 산화물로 사용한 $Pt/SrBi_2Ta_2O_9(SBT)/CeO_2/Si(MFS)$와 Pt/SBT/Si(MFS) 구조의 결정 구조 및 전기적 성질 의 차이를 연구하였다. XRD 및 SEM 측정 결과 SBT/$CeO_2$/Si박막은 약5nm정도의 $SiO_2$층 이 형성되었고 비교적 평탄한 계면의 미세구조를 가지는 반면, SBT/Si는 각각 약6nm와 7nm정도의 $SiO_2$층과 비정질 중간상층이 형성되었음을 알 수 있다. 즉 CeO2 박막을 완충층 으로 사용함으로써 SBT박막과 Si기판의 상호 반응을 적절히 억제할 수 있음을 확인하였다. Pt/SBT/$CeO_2/Pt/SiO_2$/와 Pt/SBT/Pt/$SiO_2$/Si구조에서 Polarization-Electric field(P-E) 특 성을 비교해 본 결과 CeO2박막의 첨가에 따라 잔류분극값은 감소하였고 항전계값은 증가하 였다. MFIS구조에서 memory window값은 항전계값과 직접적 관련이 있으므로 이러한 항 전계값의 증가는 MFIS구조에서의 memory window값이 증가할 수 있음을 나타낸다. Pt-SBT(140nm)/$CeO_2$(25nm)/Si구조에서 Capacitance-Voltage(C-V) 측정 결과로부터 동작 전압 4-6V에서 memory wondows가 1-2V정도로 나타났다. SBT박막의 두께가 증가할수록 memory window값은 증가하였는데 memory wondows가 1-2V정도로 나타났다. SBT박막의 두께가 증가할수록 memory window값은 증가하였는데 이는 SBT박막에 걸리는 전압강하가 증가하기 때문인 것으로 생각되어진다. Pt/SBT/$CeO_2$/Si의 누설전류는 10-8A/cm2정도였고 Pt/SBT/Si 구조에서는 약10-6A/cm2정도로 약간 높은 값을 나타내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.675-677
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• 1998

In this paper, we propose the fuzzy inference algorithm with multi-layer structure. MFIS(Multi-layer Fuzzy Inference System) uses PNN(Polynomial Neural networks) structure and the fuzzy inference method. The PNN is the extended structure of the GMDH(Group Method of Data Hendling), and uses several types of polynomials such as linear, quadratic and cubic, as well as the biquadratic polynomial used in the GMDH. In the fuzzy inference method, the simplified and regression polynomial inference methods are used. Here, the regression polynomial inference is based on consequence of fuzzy rules with the polynomial equations such as linear, quadratic and cubic equation. Each node of the MFIS is defined as fuzzy rules and its structure is a kind of neuro-fuzzy structure. We use the training and testing data set to obtain a balance between the approximation and the generalization of process model. Several numerical examples are used to evaluate the performance of the our proposed model.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.86-89
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• 2000

The detection technique both the polarization and the mobile charge density at the same time in ferroelectric films on Si using TVS method have been proposed. This method yields a polarizable and an ionic displacement current peaks whose areas are proportional to the total polarization reversal charge and the total moble ionic space charge, respectively. The calculated polarization and the mobile charge density were 0.42 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] and 5.5$\times$10$^{11}$ (ions/$\textrm{cm}^2$) in the SBT film of MFIS structure measured at 25$0^{\circ}C$, and 1.4 [$\mu$C/$\textrm{cm}^2$] in the LiNbO$_3$ film of MFS structure measured at 30$0^{\circ}C$, respectively.