• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.3
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• pp.293-300
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• 1995

p-doped poly-Si/SiO2/Si 기판위에 저압 화학증착법(LPCVD)으로 증착한 텅스텐 실리사이드(WS2.7)막을$ 850^{\circ}C$에서 20분 동안 N2 분위기에서 열처리한 후에 건식 분위기에서 열산화하였다. 다결정 실리콘의 인도핑(doping)레벨에 따른 텅스텐 폴리사이드(WSi2.5/poly-Si)막의 산화 성장률과 텅스텐 폴리사이드막의 산화 메카니즘에 대하여 연구하였다. 텅스텐 폴리사이드막의 산화 성장률은 다결정 실리콘의 인(p) 도핑 레벨이 증가함에 따라 증가하였다. 텅스텐 폴리사이드막의 산화는 텅스텐 실리사이드층의 과잉(excess)Si가 초기 산화과정 동안 소모된 후에 다결정 실리콘층의 Si가 소모되었다. 산화막과 산화막을 식각(etching)한 후에 텅스텐 실리사이드막의 표면 거칠기는 다결정 실리？의 인 농도가 적을수록 평탄하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.54 no.4
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• pp.380-386
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• 2010

We have investigated the growth kinetics of Al oxide film by anodization in sulfuric acid solution and the electronic properties of this film using electrochemical impedance spectroscopy. Al oxide film consisted $Al_2O_3$ was grown based on the point defect model and shown the eclctronic properties of n-type semiconductor.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.316.1-316.1
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• 2016

지구 온난화로 인한 기후변화 현상이 점차 가시화 되고 있는 가운데 탄산가스를 비롯한 온실가스의 배출을 저감하기 위한 연구개발 노력과 관심이 고조되고 있다. 지구 대기층이 가지는 이러한 온실효과는 산업화 경향이 두드러지면서 화석에너지의 사용 증대 등 인위적 요인들에 의해 많이 증가하게 되었다. 온실가스 중에서 산화이질소(N2O)는 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4) 다음으로 많이 배출되는 성분이며 지구온난화 효과는 이산화탄소 분자의 310배에 달한다. 본 연구에서는 반도체 미세 패터닝(Pattering)에 게이트 산화막의 두께가 점차 얇아짐에 따라 발생하는 문제점을 해결하고 특성을 향상시키기 위해 사용되는 질화산화막(SiON)을 증착 시, 기존 산화이질소(N2O) 대신 산화질소(NO)를 사용하여 대체 가능 여부를 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 산화질소(NO) 사용량의 변화를 통하여 FT-IR 및 Refractive Index 측정하면서 기존 산화이질소(N2O)를 이용하여 구현된 질화산화막 막질과 결과를 비교하였고, 질화산화막 증착율 및 파티클 발생 수준을 비교하였다.

• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.242.2-242.2
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• 2013

최근 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 신뢰성(reliability) 평가에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 신뢰성 평가하는 한 방법으로 게이트에 바이어스를 지속적으로 인가하여 소자의 문턱 전압의 변화를 통해 안정성(stability)를 확인한다. 전압을 지속적으로 인가하게 되면 소자를 열화시켜 전기적 특성이 약화된다. 본 연구에선 ITZO 박막 트랜지스터의 신뢰성 평가를 위해 게이트 절연막($SiO_2$, $SiN_x$)에 따른 ITZO 소자를 제작 및 게이트 바이어스 스트레스 후 전기적 특성을 비교, 분석하였다. 제작된 소자의 게이트에 전압을 +15V로 7200초 동안 인가하였다. 스트레스 후 게이트 절연막이 $SiO_2$, $SiN_x$인 ITZO 산화물 박막 트랜지스터 모두 positive 방향으로 이동하였고, 그 결과 문턱 전압, 이동도, 아문턱 기울기의 변화가 발생하였다. $SiO_2$의 경우 아문턱 기울기의 변화가 거의 없이 문턱 전압의 변화만을 보였고, 이는 단순히 ITZO층과 게이트 절연막 계면에 전자가 포획되거나 혹은 게이트 절연막 내에 전자가 주입이 되었기 때문이다. 반면에 $SiN_x$의 경우 ITZO층과 게이트 절연막 계면에 추가적인 결함(defect)이 생성되었기 때문에 $SiO_2$보다 더 많은 전자를 포획하여 아문턱 기울기와 문턱 전압의 변화가 컸다.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.40-41
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• 2002

차세대 반도체 및 나노소자 산업에 대한 국제적 기술은 고밀도 직접화의 추세에 따라서 .게이트 산화막의 두께가 급속히 작아지는 추세이다. 지금까지 이산화규소(A1₂O₃)가 게이트 산화막으로 주로 사용되어 왔으나 점차 SiON 혹은 high k 박막으로 바뀌고 있다. 본 연구에서는 차세대 반도체 소자에 사용될 게이트 산화막 물질인 SiON 박막과 Al₂O₃박막에 대한 SE(Spectroscopic Ellipsometry)분석 모델을 확립하였고, SE 측정결과를 TEM, MEIS, XRR의 결과들과 비교하였다. SiON 박막의 굴절률 값은 Si₃N₄와 SiO₂가 물리적으로 혼합되어 있다고 가정하여 Bruggeman effective medium approximation을 사용하여 구하였다. 동일한 시료를 절단하여 TEM, MEIS, 그리고 XRR에 의하여 SiON 박막의 두께를 측정하였으며, 그 결과 SE와 XRR에 의해 얻어진 박막두께가 TEM과 MEIS의 결과 값보다 약 0.5 nm 크게 주어짐을 알 수 있었다(Table 1 참조). 본 연구결과는 비파괴적이며 비접촉식 측정방법인 SE가 2～4nm 두께의 초미세 SiON 박막의 두께와 N 농도의 상대적 값을 빠르고 쉽게 구할 수 있는 유용한 측정방법 임을 보여주었다. 기존의 게이트 산화물인 SiO₂를 대체할 후보 물질들 중의 하나인 A1₂O₃의 유전함수를 구하기 위하여 8 inch, p-type 실리콘 기판 위에 성장된 5 nm, 10 nm, 및 20 nm 두께의 A1₂O₃ 박막의 유전함수와 두께를 측정하였다. 이 시료들에 대한 SE data는 vacuum-UV spectroscopic ellipsometer를 사용하여 세 개의 입사각에서 0.75 eV에서 8.75 eV까지 0.05 eV 간격으로 측정되었다. A1₂O₃ 박막의 유전함수와 두께를 얻기 위하여 공기층/A1₂O₃ 박막/Si 기판으로 구성된 3상계 모델을 사용하였다. Si 기판에 대한 복소 유전함수는 문헌상의 값(1)을 사용하였고, A1₂O₃ 박막의 유전함수는 5개의 미지상수를 갖는 Tauc- Lorentz(TL) 분산함수(2)를 사용하였다. A1₂O₃ 박막의 경우 두께가 증가함에 따라서 굴절률이 커짐을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.6
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• pp.709-709
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• 1995

원거리 플라즈마 화학증착법을 이용하여 저온에서 이산화규소박막을 제조하였다. 본 연구 에서는 공정변수인 기판의 온도, 반응기체의 조성 및 분압과 플라즈마 전력에 따른 산화막의 재료적인 물성을 평가하였다. XPS결과에서 산화막은 양론비(O/Si=2)보다 약간 적어 실리콘이 많이 함유된 막으로 나타났다. 이 경우 굴절율과 ESR분석에 의해 미결합된 실리콘의 양이 증가함을 알 수 있었다. SIMS분석에 의해 미량의 질소성분이 계면에 존재하는 것과 실리콘 미결함을 관찰하였다. FT-IR로부터 막내 수소량을 정량화하였으며 결합각 분포는 200℃이상에서 열산화막과 비슷한 값을 얻었다. 하지만 열산화막에 비해 높은 식각율을 보여 계면 스트레스에 의해 막내의 결합력이 약해진 것으로 생각된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.19 no.1
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• pp.37-43
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• 2009

Silicon dioxide as gate dielectrics was grown at $400^{\circ}C$ on a polycrystalline Si substrate by inductively coupled plasma oxidation using a mixture of $O_2$ and $N_2O$ to improve the performance of polycrystalline Si thin film transistors. In conventional high-temperature $N_2O$ annealing, nitrogen can be supplied to the $Si/SiO_2$ interface because a NO molecule can diffuse through the oxide. However, it was found that nitrogen cannot be supplied to the Si/$SiO_2$ interface by plasma oxidation as the $N_2O$ molecule is broken in the plasma and because a dense Si-N bond is formed at the $SiO_2$ surface, preventing further diffusion of nitrogen into the oxide. Nitrogen was added to the $Si/SiO_2$ interface by the plasma oxidation of mixtures of $O_2/N_2O$ gas, leading to an enhancement of the field effect mobility of polycrystalline Si TFTs due to the reduction in the number of trap densities at the interface and at the Si grain boundaries due to nitrogen passivation.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.2 no.4
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• pp.285-292
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• 1992

Ultrathin(8nm) oxynitride (SiOxNy) film have been formed on Si(100) by rapid thermal processing(RTP) in $O_2$and $N_2$O as reactants. Compared with conventional furnace $O_2$ oxide, the oxynitride dielectrics shows better characteristics of I-V and TDDB, and less flat-band voltage shift. The oxynitride has a behavior of Fowler-Nordheim tunneling in the region of V 〉${\varphi}_0$ simialr to pure Si$O_2$oxide. The relative dielectric constant of oxynitride is higher than that of conventional pure oxide. Excellent diffusion harrier property to dopant(B$F_2$) is also observed. Nitrogen depth profiles by SIMS, AES, and XPS show nitrogen pile - up at Si$O_2$/Si interface, which can explain the improved properties of oxynitride dielectrics.

• Journal of IKEEE
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• v.25 no.3
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• pp.511-516
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• 2021

The electrical characteristics of AlGaN/GaN/HEMT and MOSHFETs with NiO were studied. The threshold voltage of NiO MOSHFET revealed positive shift of +1.03 V than the -3.79 V of HEMT and negative shift of -1.73 V for SiO₂ MOSHFET. Also, NiO MOSHFET showed better linearity in drain current corresponding to gate voltage and higher transconductance at positive gate voltage than the others. The response of gate pulse with base voltage of -5 V was different for both transistors as HEMT showed 20 % drain current decrease at the frequency range of 0.1 Hz~10 Hz and NiO MOSHFET decreased continuously above 10 Hz.