• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.1001-1006
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• 2005

A new fabrication method is proposed to form the stacked polysilicon gate by nitridation in $N_2$ atmosphere using conventional LP-CVD system. Two step stacked layers with an amorphous layer on top of a polycrystalline layer as well as three step stacked layers with polycrystalline films were fabricated using the proposed method. SIMS profile showed that the proposed method would successfully create the nitrogen-rich layers between the stacked polysilicon layers, thus resulting in effective retardation of dopant diffusion. It was observed that the dopants in stacked films were piled-up at the interface. TEM image also showed clear distinction of stacked layers, their plane grain size and grain mismatch at interface layers. Therefore, the number of stacked polysilicon layers with different crystalline structures, interface position and crystal phase can be easily controlled to improve the device performance and reliability without any negative effects in nano-scale CMOSFETs.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.33-40
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• 1998

The composite SiO$_2$/Si$_3$N$_4$/SiO$_2$(ONO) film formed by oxidation on nitride film has been widely studied as DRAM stacked capacitor multi-dielectric films. Load lock(L/L) LPCVD system by HF cleaning is used to improve electrical capacitance and to scale down of effective thickness for memory device, but is brings a new problem. Nitride film deposited using HF cleaning shows selective deposition on poly silicon and oxide regions of capacitor. This problem is avoidable by carpeting chemical oxide using $H_2O$$_2$cleaning before nitride deposition. In this paper, we study the limit of nitride thickness for abnormal oxidation and the initial deposition time for nitride deposition dependent on underlayer materials. We proposed an advanced fabrication process for stacked capacitor in order to avoid selective deposition problem and show the usefulness of nitride deposition using L/L LPCVD system by $H_2O$$_2$cleaning. The natural oxide thickness on polysilicon monitor after HF and $H_2O$$_2$cleaning are measured 3~4$\AA$, respectively. Two substrate materials have the different initial nitride deposition times. The initial deposition time for polysilicon is nearly zero, but initial deposition time for oxide is about 60seconds. However the deposition rate is constant after initial deposition time. The limit of nitride thickness for abnormal oxidation under the HF and $H_2O$$_2$cleaning method are 60$\AA$, 48$\AA$, respectively. The results obtained in this study are useful for developing ultra thin nitride fabrication of ONO scaling and for avoiding abnormal oxidation in stacked capacitor application.

• 센서학회지
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• 제8권1호
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• pp.53-62
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• 1999

MEMS(Microelectromechanical System) 기술분야에서 폭넓게 사용하고 있는 폴리실리콘 박막을 이용하여 폴리실리콘 미소 공진 구조체를 제작하였다. 폴리실리콘 증착은 저압기상화학증착 장비를 사용하여 대칭적 두께로 박막을 적층하였고 폴리실리콘의 응력과 응력구배를 최소화시키기 위한 적층, 도핑 방법 및 열처리에 따른 특성을 분석하였다. 이를 위하여 브리지 빔과 캔티레바 테스트 패턴을 제작하여 기계적 응력 특성을 측정하였으며, 아울러 공정 조건별 개별 시료에 대한 물성을 XRD, SIMS등으로 분석하였다. 공진 구조체는 대칭적 증착 구조를 가지며, 최종적으로 $6.5{\mu}m$의 두께로 적층되었다. 제작된 평면형 공진 구조체의 진동특성은 직류 15V, 교류 0.05V의 구동전압, 1000mtorr 압력에서 공진 진폭이 $5{\mu}m$ Q값이 1270임을 보였으며, 개발된 마이크로 폴리실리콘 공진체는 마이크로 자이로 및 가속도 센서에 응용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.1128-1135
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• 2001

본 논문에서는 HSG형성을 위한 Si$_2$H$_{6}$의 조사와 어닐링을 통한 seeding method를 64Mbit DRAM에 적용하였다. 이 기술을 사용함으로서 인이 도우핑된 Amorphous 실리콘의 전극에 HSG grain 크기를 조절할 수 있었고, 이 새로운 HSG형성조건은 기존의 stack 캐패시터보다 약 2배의 정전용량을 확보할 수 있었다. 이와같은 방법을 이용한 HSG형성에서 인농도, 저장폴리 증착온도 및 HSG의 두께에 대한 공정 최적 조건으로는 각각 3.0-4.OE19atoms/㎤ , 53$0^{\circ}C$ 및 400$\AA$이었다. 이들 최적화된 공정조건으로 64M bit DRAM 캐패시터에 적용시 질화막의 두께 한계는 65$\AA$으로 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.126-126
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• 2011

삼차원 구조의 낸드 플래시 메모리 소자는 기존 이차원 구조의 메모리 소자를 비례 축소할 때 발생하는 단채널 효과와 간섭효과를 최소화 하면서 집적도를 높일 수 있는 장점 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, 삼차원 구조의 낸드 플래시 메모리 소자는 공정 과정이 복잡하고 주변 회로 연결이 어려울 뿐만 아니라 금속 접촉에 필요한 면적이 넓은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Vertical-Stacked-Array-Transistor (VSAT) 구조를 갖는 플래시 메모리 소자가 제안되었으나, VSAT 구조 역시 드레인 전류량이 적고 program과 erase 동작 시게이트 양쪽의 전하 트랩층에 전자와 정공을 비효율적으로 포획해야 하는 문제점을 가진다. 본 연구에서는 기존의 VSAT 구조의 문제점을 개선하면서 집적도를 증가한 삼차원 구조의 고집적낸드 플래시 메모리 소자를 제안하였다. 본 연구에서 제안한 플래시 메모리 소자의 구조는 기존 VSAT 구조에서 수직 방향의 두 string 사이에 존재하는 polysilicon을 제거하고 두 string 사이에 절연막을 증착하였다. 삼차원 시뮬레이션 툴인 Sentaurus를 사용하여 이 소자의 동작특성을 시뮬레이션 하였다. 소스와 드레인 사이의 유효 채널 길이가 감소하였기 때문에 기존의 VSAT 구조를 갖는 메모리 소자에 비해 turn-on 상태의 드레인 전류가 증가하였다. 제안한 플래시 메모리 소자의 subthreshold swing (SS)가 기존의 VSAT 구조를 갖는 메모리 소자의 SS 에 비해 낮아, 소자의 스위칭 특성이 향상하였다. 프로그램 전후의 문턱전압의 변화량이 기존의 VSAT 구조를 갖는 메모리 소자에 비해 크기 때문에 멀티 레벨 동작이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.605-610
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• 2010

The devices based on electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) structure are proposed for the detection of external electric charges. A large size charge contact window (CCW) extended from the floating gate is employed to immobilize external charges, and a control gate with stacked metal-insulator-metal (MIM) capacitor is adapted for a standard single polysilicon CMOS process. When positive voltage is applied to the capacitor of CCW of an n-channel EEPROM, the drain current increases due to the negative shift of its threshold voltage. Also when a pre-charged external capacitor is directly connected to the floating gate metal of CCW, the positive charges of the external capacitor make the drain current increase for n-channel, whereas the negative charges cause it to decrease. For an p-channel, however, the opposite behaviors are observed by the external voltage and charges. With the attachment of external charges to the CCW of EEPROM inverter, the characteristic inverter voltage behavior shifts from the reference curve dependent on external charge polarity. Therefore, we have demonstrated that the EEPROM inverter is capable of detecting external immobilized charges on the floating gate. and these devices are applicable to sensing the pH's or biomolecular reactions.