• 대한전자공학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.52-57
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• 1984

InP표면에 화확적 방법으로 성장시킨 산화막을 금속과 n-InP사이에 삽입시켜 제작한 InP 턴넬 MIS(m etal-insulator-semiconductor)소자의 전기적 특성과 그 불안정성을 조사하였다. 성장된 박막은 In2O3와 P2O5가 혼합된 형태를 이루고 있었으며, 그 두께는 약 200A°으로 추정되었다. 이 MIS다이오em의 순방향전류와 역방향전류는 진공중에서의 약간의 열처리로도 증가하였으며, 다습한 분위기에서는 감소되는 현상이 관측 되었다. 이와 같은 전류-전압 특성곡선의 변화 및 그 불안정성은 수분의 흡수에 따른 산화박막의 물리 화학적 특성과 경계면 상태밀도의 변차에 기인되는 현상임을 논의하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권1호
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• pp.83-88
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• 2002

HFET 소자의 선형성과 게이트-트레인 항복특성을 향상시키기 위해 부분채널 도핑된 Al/sub 0.25/Ga/sub 0.75/As/In/sub 0.25/Ga/sub 0.75/As/Al/sub 0.25/Ga/sub 0.75/As 이종접합 구조를 갖는 FET를 제안하였다. 제안된 HFET는 게이트 전극 아래로 도핑되지 않은 AlGaAs 진성공급층을 두어 -2OV 의 높은 항복전압을 얻었다. 또한 소자의 InGaAs 채널에 부분 도핑을 실시하여, 균일 채널 도핑을 실시한 경우보다 향상된 선형성을 유도하였고, 2차원 전산모사 견과와 제작 및 측정결과를 통해 선형성의 향상을 확인하였다. 본 실험에서 제안된 HFET소자는 DC측정 결과와 고주파측정 결과 모두에서 기존의 FET소자들에 비해 향상된 선형성을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권3호
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• pp.181-185
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• 2005

반응성 스퍼터링 방법으로 성장시킨 $Zn_{0.09}Cr_{0.01}O$ 묽은 자성반도체 박막의 구조와 전기 수송과 자기 특성에 미치는 Al 첨가 효과를 탐구하였다. Al이 첨가되지 않은 $Zn_{0.09}Cr_{0.01}O$ 박막은 반도체적인 수송 특성과 함께 미약한 강자성 특성을 보였다. Al을 첨가함으로써 n-형 나르개인 전자의 농도 증가와 더불어 금속성 수송 특성을 나타냈으며 포화자기화가 현저하게 증가하고 이력곡선이 뚜렷하게 나타나는 등 자기 특성의 격렬한 변화가 관찰되었다. 이 결과들은 Cr이 첨가된 ZnO에서 나르개에 의한 강자성 질서의 향상을 보여준다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.394-399
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• 2016

The silicon dioxide ($SiO_2$) was deposited using various gas as oxygen and nitrous oxide ($N_2O$) in nowadays. In order to improve electrical characteristics and the interface state density ($D_{it}$) in low temperature, It was deposited with carbon dioxide ($CO_2$) and silane ($SiH_4$) gas by inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD). Each $D_{it}$ of $SiO_2$ using $CO_2$ and $N_2O$ gas was $1.30{\times}10^{10}cm^{-2}{\cdot}eV^{-1}$ and $3.31{\times}10^{10}cm^{-2}{\cdot}eV^{-1}$. It showed $SiO_2$ using $CO_2$ gas was about 2.55 times better than $N_2O$ gas. After 10 years when the thin film was applied to metal/insulator/semiconductor(MIS)-nonvolatile memory(NVM), MIS NVM using $SiO_2$($CO_2$) on tunneling layer had window memory of 2.16 V with 60% retention at bias voltage from +16 V to -19 V. However, MIS NVM applied $SiO_2$($N_2O$) to tunneling layer had 2.48 V with 61% retention at bias voltage from +20 V to -24 V. The results show $SiO_2$ using $CO_2$ decrease the $D_{it}$ and it improves the operating voltage.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.289.1-289.1
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• 2014

In this study, we made a organic thin film device in MIS(Metal-Insulator-Semiconductor) structure by using PVP (Poly vinyl phenol) as a insulating layer, and CdSe/ZnS nano particles which have a core/shell structure inside. We dissolved PVP and PMF in PGMEA, organic solvent, then formed a thin film through a spin coating. After that, it was cross-linked by annealing for 1 hour in a vacuum oven at $185^{\circ}C$. We operated FTIR measurement to check this, and discovered the amount of absorption reduced in the wave-length region near 3400 cm-1, so could observe decrease of -OH. Boonton7200 was used to measure a C-V relationship to confirm a properties of the nano particles, and as a result, the width of the memory window increased when device including nano particles. Additionally, we used HP4145B in order to make sure the electrical characteristics of the organic thin film device and analyzed a conduction mechanism of the device by measuring I-V relationship. When the voltage was low, FNT occurred chiefly, but as the voltage increased, Schottky Emission occurred mainly. We synthesized CdSe/ZnS and to confirm this, took a picture of Si substrate including nano particles with SEM. Spherical quantum dots were properly made. Due to this study, we realized there is high possibility of application of next generation memory device using organic thin film device and nano particles, and we expect more researches about this issue would be done.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.129-129
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• 2011

ISFET (ion sensitive field effect transistor)는 용액 중의 각종 이온 농도를 측정하는 반도체 이온 센서이다. ISFET는 작은 소자 크기, 견고한 구조, 즉각적인 반응속도, 기존의 CMOS공정과 호환이 가능하다는 장점이 있다. ISFET의 기본 구조는 기존의 MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)에서 고안되었으며, ISFET는 기존의 MOSFET의 게이트 전극 부분이 기준전극과 전해질로 대체되어진 구조를 가지고 있다. ISFET소자의 pH 감지 메커니즘은 감지막의 표면에서 pH용액 속의 이온들이 감지막의 표면에서 속박되어 막의 표면전위의 변화를 유발하는 것을 이용한다. 그 결과, ISFET의 문턱전압의 변화를 일으키게 되고 드레인 전류의 양 또한 달라지게 된다. ISFET의 높은 pH감지능력을 얻기 위하여 높은 high-k물질 들이 감지막으로서 연구되었다. Al2O3와 HfO2는 높은 유전상수, non-ideal 효과에 대한 immunity 그리고 높은 pH 감지능력 등 많은 장점을 가지고 있는 물질로 알려졌다. 본 연구에서는, SiO2/HfO2/Al2O3 (OHA) 적층막을 이용한 EIS (electrolyte- insulator-silicon) pH센서를 제작하였다. EIS구조는 ISFET로의 적용이 용이하며 ISFET보다 제작 방법과 소자 구조가 간단하다는 장점이 있다. HfO2은 22~25의 높은 유전상수를 가지며 높은 pH 감지능력으로 인하여 감지막으로서 많은 연구가 이루어지고 있는 물질이다. 하지만 HfO2의 물질이 가진 고유의 특성상 화학적 용액에 대한 non-ideal 효과는 다른 금속계열 산화막에 비하여 취약한 모습을 보인다. 반면에 Al2O3의 유전상수는 HfO2보다 작지만 화학용액으로 인한 손상에 대하여 강한 immunity가 있는 재료이다. 이러한 물질들의 성질을 고려하여 OHA의 새로운 감지막의 적층구조를 생각하였다. 먼저 Si과 high-k물질의 양호한 계면상태를 이루기 위하여 5 nm의 얇은 SiO2막을 완충막으로서 성장시켰다. 다음으로 높은 유전상수를 가지고 있는 8 nm의 HfO2을 증착시킴으로서 소자의 물리적 손상에 대한 안정성을 향상시켰다. 최종적으로 화학용액과 직접적인 접촉이 되는 부분은 non-ideal 효과에 강한 Al2O3을 적층하여 소자의 화학적 손상에 문제점을 개선시켰다. 결론적으로 감지막의 적층 모델링을 통하여 각각의 high-k 물질이 가진 고유의 특성에 대한 한계점을 극복함으로써 높은 pH 감지능력뿐만 아니라 신뢰성 있는 pH 센서가 제작 되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.158-158
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• 2012

A new kind of organic-inorganic hybrid polymer, poly(tetraphenyl)silole siloxane (PSS), was invented and synthesized for realization of its unique charge trap properties. The organic portions consisting of (tetraphenyl)silole rings are responsible for electron trapping owing to their low-lying LUMO, while the Si-O-Si inorganic linkages of high HOMO-LUMO gap provide the intrachain energy barrier for controlling electron transport. Such an alternation of the organic and inorganic moieties in a polymer may give an interesting quantum well electronic structure in a molecule. The PSS thin film was fabricated by spin-coating of the PSS solution in THF organic solvent onto Si-wafer substrates and curing. The electron trapping of the PSS thin films was confirmed by the capacitance-voltage (C-V) measurements performed within the metal-insulator-semiconductor (MIS) device structure. And the quantum well electronic structure of the PSS thin film, which was thought to be the origin of the electron trapping, was investigated by a combination of theoretical and experimental methods: density functional theory (DFT) calculations in Gaussian03 package and spectroscopic techniques such as near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy (NEXAFS) and photoemission spectroscopy (PES). The electron trapping properties of the PSS thin film of quantum well structure are closely related to intra- and inter-polymer chain electron transports. Among them, the intra-chain electron transport was theoretically studied using the Atomistix Toolkit (ATK) software based on the non-equilibrium Green's function (NEGF) method in conjunction with the DFT.

• 한국재료학회지
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• 제28권5호
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• pp.268-272
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• 2018

An $Al_2O_3/AlN$ bilayer deposited on GaN by atomic layer deposition (ALD) is employed to prepare $Al_2O_3/AlN/GaN$ metal-insulator-semiconductor (MIS) diodes, and their interfacial properties are investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) with sputter etch treatment and current-voltage (I-V) measurements. XPS analyses reveal that the native oxides on the GaN surface are reduced significantly during the early ALD stage, indicating that AlN deposition effectively clelans up the GaN surface. In addition, the suppression of Al-OH bonds is observed through the ALD process. This result may be related to the improved device performance because Al-OH bonds act as interface defects. Finally, temperature dependent I-V analyses show that the barrier height increases and the ideality factor decreases with an increase in temperature, which is associated with the barrier inhomogeneity. A Modified Richardson plot produces the Richardson constant of $A^{**}$ as $30.45Acm^{-2}K^{-2}$, which is similar to the theoretical value of $26.4Acm^{-2}K^{-2}$ for n-GaN. This indicates that the barrier inhomogeneity appropriately explains the forward current transport across the $Au/Al_2O_3/AlN/GaN$ interface.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.44-48
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• 2013

Niobium oxide($Nb_2O_5$) films were deposited on p-type Si wafers at room temperature using in-line pulsed-DC magnetron sputtering system with various frequencies. The different duty ratios were obtained by varying the frequency of pulsed DC power from 100 to 300 kHz at the fixed reverse time of $1.5{\mu}s$. From the thickness of the sputtered $NbO_x$ films, it was possible to obtain much higher deposition rate in case of pulsed-DC sputtering than RF sputtering. However, the similar leakage currents and structural characteristics were obtained from the metal-insulator-semiconductor(MIS) structure fabricated with the $NbO_x$ films and the x-ray photoelectron spectroscopy(XPS) results in spite of the different deposition rates. From the experimental results, the $NbO_x$ films sputtered by pulsed-DC sputtering are expected to be used in the fabrication process instead of RF sputtering.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.103-103
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• 1999

CeO2 는 cubic 구조의 일종인 CeF2 구조를 가지며 격자 상수가 0.541nm로 Si의 격자 상수 0.543nm와 거의 비슷하여 Si과의 부정합도가 0.35%에 불과하여 CeO2를 Si 기판 위에 에피택셜하게 성장시킬 수 있는 가능성이 크다. 따라서 SOI(Silicon-On-Insulator) 구조의 실현을 위하여 Si 기판위에 CeO2를 에피택셜하게 성장시키려는 많은 노력이 있었다. 또한 CeO2 는 열 적으로 대단히 안정된 물질로서 금속/강유전체/반도체 전계효과 트랜지스터(MFSFET : metal-ferroelectric-semiconductor field effect transistor)에서 ferroelectric 박막과 Si 기판사이에 완충층으로 사용되어 강유전체의 구성 원자와 Si 원자들간의 상호 확산을 방지함으로써 경계면의 특성을 향상시기키 위해 사용된다. e-beam evaporation와 laser ablation에 의한 Si 기판 위의 CeO2 격자 성장에 관한 많은 보고서가 있다. 이 방법들은 대규모 생산 공정에서 사용하기 어려운 반면 RF-magnetron sputtering은 대규모 반도체 공정에 널리 쓰인다. Sputtering에 의한 Si 기판위의 CeO2 막의 성장에 관한 보고서의 수는 매우 적다. 이 논문에서는 Ce target을 사용한 reactive rf-magnetron sputtering에 의해 Si(100) 과 Si(111) 기판위에 성장된 CeO2 의 구조 및 전기적 특성을 보고하고자 한다. 주요한 증착 변수인 증착 power와 증착온도, Seed Layer Time이 성장막의 결정성에 미치는 영향을 XRD(X-Ray Diffractometry) 분석과 TED(Transmission Electron Diffration) 분석에 의해 연구하였고 CeO2 /Si 구조의 C-V(capacitance-voltage)특성을 분석함으로써 증차된 CeO2 막과 실리콘 기판과의 계면 특성을 연구하였다. CeO2 와 Si 사이의 계면을 TEM 측정에 의해 분석하였고, Ce와 O의 화학적 조성비를 RBS에 의해 측정하였다. Si(100) 기판위에 증착된 CeO2 는 $600^{\circ}C$ 낮은 증착률에서 seed layer를 하지 않은 조건에서 CeO2 (200) 방향으로 우선 성장하였으며, Si(111) 기판 위의 CeO2 박막은 40$0^{\circ}C$ 높은 증착률에서 seed layer를 2분이상 한 조건에서 CeO2 (111) 방향으로 우선 성장하였다. TEM 분석에서 CeO2 와 Si 기판사이에서 계면에서 얇은 SiO2층이 형성되었으며, TED 분석은 Si(100) 과 Si(111) 위에 증착한 CeO2 박막이 각각 우선 방향성을 가진 다결정임을 보여주었다. C-V 곡선에서 나타난 Hysteresis는 CeO2 박막과 Si 사이의 결함때문이라고 사료된다.