• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.455-461
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• 2017

본 논문에서는 읽기 모드에서 BL (Bit Line)의 전압을 DL (Data Line)에 전달하는 시간을 줄이기 위해 기생하는 커패시턴스가 큰 distributed DB 센싱 방식 대신 기생하는 커패시턴스가 작은 local DL 센싱 방식을 제안하였다. 그리고 읽기 모드에서 NMOS 스위치를 빠르게 ON 시키는 BL 스위치 회로를 제안하였다. 또한 BL 노드 전압을 VDD-VT로 선 충전하는 대신 DL 클램핑 회로를 사용하여 0.6V로 클램핑 하고 차동증폭기를 사용하므로 읽기 모드에서 access 시간을 35.63ns로 40ns를 만족시켰다. $0.13{\mu}m$ BCD 공정을 기반으로 설계된 512Kb EEPROM IP의 레이아웃 면적은 $923.4{\mu}m{\times}1150.96{\mu}m$($=1.063mm^2$)이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.135-136
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• 2006

Bismuth titanate ($Bi_4Ti_3O_{12}$, BIT) thin film has been studied intensively in the past decade due to its large remanent polarization, low crystallization temperature, and high Curie temperature. Substitution of various trivalent rare-earth cations (such as $La^{3+}$, $Nd^{3+}$, $Sm^{3+}$ and $Pr^{3+}$) in the BIT structure is known to improve its ferroelectric properties, such as remanent polarization and fatigue characteristics. Among them, neodymuim-substituted bismuth titanate, ((Bi, Nd)$_4Ti_3O_{12}$, BNT) has been receiving much attention due to its larger ferroelectricity. In this study, Ferroelectric $Bi_{3.3}Nd_{0.7}Ti_3O_{12}$ thin films were successfully fabricated by liquid delivery MOCVD process onto Pt(111)/Ti/$SiO_2$/Si(l00) substrates. Fabricated polycrystailine BNT thin films were found to be random orientations, which were confirmed by X-ray diffraction and scanning electron microscope analyses. The remanent polarization of these films increased with increase in annealing temperature. And the film also demonstrated fatigue-free behavior up to $10^{11}$ read/write switching cycles. These results indicate that the randomly oriented BNT thin film is a promising candidate among ferroelectric materials useful for lead-free nonvolatile ferroelectric random access memory applications.

• 한국진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.230-234
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• 2002

고온 급속 열처리를 행한 $LiNbO_3Si$/(100) 구조를 가지고 여러 가지 전극을 사용하여 금속/강유전체/반도체 커패시터를 제작하였으며, 제작한 커패시터의 비휘발성 메모리 응용 가능성을 확인하였다. MFS 커패시터의 C-V 특성 곡선에서는 LiNbO$_3$박막의 강유전성으로 인한 히스테리시스 특성이 관측되었으며, 1 MHz C-V 특성 곡선의 축적 영역에서 산출한 비유전율은 약 25 이었다. Pt 전극을 사용하여 제작한 커패시터에서는 인가 전계 500 kV/cm 범위에서 $1\times10^{-8}$ A/cm 이하의 우수한 누설전류 특성이 나타났다. midgap 부근에서의 계면 준위 밀도는 약 $10^{11}\textrm{cm}^2$.eV 이었으며, 잔류분극 값은 약 1.2 $\muC/\textrm{cm}^2$ 였다. Pt 전극과 A1 전극 모두 500 kHz 주파수의 바이폴러 펄스를 인가하면서 측정한 피로 특성에서 $10^{10}$ cycle 까지 측정된 잔류 분극 값이 초기 값과 같았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.624-627
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• 2003

The BLT thin-films were one of the promising ferroelectric materials with a good leakage current and degradation behavior on Pt electrode. The BLT target was sintered at $1100^{\circ}C$ for 4 hours at the air ambient. $Bi_{3.25}La_{0.75}Ti_3O_{12}$ (BLT) thin-film deposited on $Pt/Ti/SIO_2/Si$ wafer by rf magnetron sputtering method. At annealed $700^{\circ}C$, (117) and (006) peaks appeared the high intensity. The hysteresis loop of the BLT thin films showed that the remanent polarization ($2Pr=Pr^+-Pr^-$) was $16uC/cm^2$ and leakage current density was $1.8{\times}10^{-9}A/cm^2$ at 50 kV/cm with coersive electric field when BLT thin-films were annealed at $700^{\circ}C$. Also, the thin film showed fatigue property at least up to $10^{10}$ switching bipolar pulse cycles under 7 V. Therefore, we induce access to optimum fabrication condition of memory device application by rf-magnetron sputtering method in this report.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.257-257
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• 2010

최근 저항 변화 메모리는 종래의 비휘발성 기억소자인 Flash memory보다 access time(writing)이 105배 이상 빠르고, DRAM과 같이 2~5 V 이하의 낮은 전압 특성 및 간단한 제조 공정 등으로 차세대 비휘발성 메모리 소자로 주목 받고 있지만, 여전히 소자의 Endurance 및 Retention 특성 등의 신뢰성 문제를 해결해야 할 과제로 안고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 페로브스카이트계 산화물 또는 이원 산화물 등의 다양한 저항 변화 물질에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 현재 주로 연구되고 있는 금속 산화물계 물질들은 그 제조 공정상 산소에 의한 다수의 산소 디펙트 형성과 제작 시 쉽게 발생할 수 있는 표면 오염의 문제점을 안고 있다. 본 연구는 기존의 금속 산화물계 박막의 제조 공정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해 질화물계 박막을 저항변화 물질로 도입함으로써, 기존의 저항 변화 물질의 장점인 간단한 공정 및 저전압/고속 동작 특성을 동일하게 유지 할 뿐 아니라, 그 제조 공정상 발생하는 다수의 산소 디펙트와 표면 오염의 문제를 해결함으로써, 보다 고효율을 가지며 재현성이 우수한 메모리 소자를 구현 하고자 한다 [1, 2]. 본 연구를 위해 Pt/AlN/Pt 구조의 Metal/Insulator/Metal(MIM) 저항 변화 메모리를 제작 하였다. 최적의 저항 변화 특성 조건을 확인하기 위해 70~200nm까지 두께 구분과 N2 가스 분위기의 열처리 온도를 $200{\sim}600^{\circ}C$까지 진행 하였다. 본 소자의 저항 변화 특성 실험은 Keithley 4200-SCS을 이용하여 진행 하였다. 실험 결과, AlN의 최적의 두께 및 열처리 온도 조건은 130nm/$500^{\circ}C$였으며, 안정적인 unipolar 저항 변화 특성을 확인 활 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.488-490
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• 2018

본 연구에서는 급격한 스위칭 특성을 달성하기 위해 싱글단일-게이트 실리콘 채널에서 전하 캐리어의 양의 피드백을 이용하는 새롭게 설계된 피드백 전계 효과 트랜지스터를 제안한다. 에너지 밴드 다이어그램, I-V 특성, 문턱전압 기울기 및 on/off 전류 비는 TCAD 시뮬레이터를 이용하여 분석한다. 피드백 전계 효과 트랜지스터의 중요한 특징 중 하나인 히스테리시스의 특성을 보기 위해 게이트 절연막 물질과 게이트 전극물질을 변경하여 시뮬레이션을 진행했다. 이러한 특성변화는 피드백 전계효과 트랜지스터의 문턱전압 ($V_{TH}$)을 변화시켰고, 메모리 윈도우 폭이 작아지는 현상을 보였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.9-14
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• 2011

$AlO_x$ 박막 소자를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다. 소자는 Electrode를 Top-bottom구조로 제작하였으며 스위칭 특성을 연구하기 위해 전극간의 $AlO_x$ 박막의 전도특성이 측정되었다. 박막소자의 저항변화는 전압을 선형적으로 인가하여 측정하였다. 제작된 소자는 MIM구조로써 외부에서 인가하는 전기적 신호에 의하여 전기전도도가 큰 On-state와 전기전도도가 낮은 Off-state로 바뀌는 특성을 나타내었다. 본 연구에 사용된 $AlO_x$ 박막은 초기 저항 상태가 저저항 On 상태였으며, 전압을 인가함에 따라 저저항 On 상태와 고저항 Off 상태의 가역적 저항 변화 특성을 나타내었다. 본 연구를 통하여 $AlO_x$ 박막소자는 차세대 비휘발성 메모리로는 물론 다른 전기적 응용도 기대되는 물질임을 확인하게 되었다.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권12호
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• pp.89-100
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• 1997

This paper investigated a new type of low voltage threshold switch (LVTS). As distinguished from the many other types of electronic threshold switches, the LvTS is ; voltage controlled, occurs at low voltages ($V_{2}$ $O_{5}$lV devices. The average low threshold voltage < $V_{LVT}$>=218 mV (standard deviation =24mV~kT/q, where T=300K), and was independent of the device area (x100) and amorphous oxide occurred in an ~22.angs. thick interphase of the V/amorphous- $V_{2}$ $O_{5}$ contacts. At $V_{LVT}$ there was a transition from an initially low conductance (OFF) state into a succession of quantized states of higher conductance (ON). The OFF state was spatically homogeneous and dominated by tunneling into the interphase. The ON state conductances were consistent with the quantized conductances of ballistic transport through a one dimensional, quantum point contact. The temeprature dependence of $V_{LVT}$, and fit of the material parameters (dielectric function, barrier energy, conductivity) to the data, showed that transport in the OFF and ON states occurred in an interphase with the characteristics of, respectively, semiconducting and metallic V $O_{2}$. The experimental results suggest that the LVTS is likely to be observed in interphases produced by a critical event associated with an inelastic transfer of energy.rgy.y.rgy.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.132-132
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• 2011

For the programming volume of PRAM, Ge2Sb2Te5(GST) thin films have been dominantly used and prepared by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD). Among these methods, ALD is particularly considered as the most promising technique for the integration of PRAM because the ALD offers a superior conformality to PVD and CVD methods and a digital thickness control precisely to the atomic level since the film is deposited one atomic layer at a time. Meanwhile, although the IST has been already known as an optical data storage material, recently, it is known that the IST benefits multistate switching behavior, meaning that the IST-PRAM can be used for mutli-level coding, which is quite different and unique performance compared with the GST-PRAM. Therefore, it is necessary to investigate a possibility of the IST materials for the application of PRAM. So far there are many attempts to deposit the IST with MOCVD and PVD. However, it has not been reported that the IST can be deposited with the ALD method since the ALD reaction mechanism of metal organic precursors and the deposition parameters related with the ALD window are rarely known. Therefore, the main aim of this work is to demonstrate the ALD process for IST films with various precursors and the conformal filling of a nano size programming volume structure with the ALD?IST film for the integration. InSbTe (IST) thin films were deposited by ALD method with different precursors and deposition parameters and demonstrated conformal filling of the nano size programmable volume of cell structure for the integration of phase change random access memory (PRAM). The deposition rate and incubation time are 1.98 A/cycle and 25 cycle, respectively. The complete filling of nano size volume will be useful to fabricate the bottom contact type PRAM.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.353-353
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• 2011

Titanium dioxide is a suitable material for industrial use at present and in the future because titanium dioxide has efficient photoactivity, good stability and low cost [1]. Among the three phases (anatase, rutile, brookite) of titanium dioxide, the anatase form is particularly photocatalytically active under ultraviolet (UV) light. In fabrication of photocatalytic devices based on catalytic nanodiodes [2], it is challenging to obtain a photocatalytically active TiO2 thin film that can be prepared at low temperature (< 200$^{\circ}C$). Here, we present the synthesis of a titanium dioxide film using TiO2 nanoparticles and sol-gel methods. Titanium tetra-isopropoxide was used as the precursor and alcohol as the solvent. Titanium dioxide thin films were made using spin coating. The change of atomic structure was monitored after heating the thin film at 200$^{\circ}C$ and at 350$^{\circ}C$. The prepared samples have been characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microcopy, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), and ellipsometry. XRD spectra show an anatase phase at low temperature, 200$^{\circ}C$. UV-vis confirms the anatase phase band gap energy (3.2 eV) when using the photocatalyst. TEM images reveal crystallization of the titanium dioxide at 200$^{\circ}C$. We will discuss the switching behavior of the Pt /sol-gel TiO2 /Pt layers that can be a new type of resistive random-access memory.