• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.243-246
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• 1999

We studied the MOSFET characteristics and the hot-carrier reliability with the sidewall spacer composition and the post gate oxidation thickness in 0.20${\mu}{\textrm}{m}$ gate length transistor. The MOSFET with NO(Nitride＋Oxide) sidewall spacer exhibits the large degradation of hot-carrier lifetime because there is no buffering oxide against nitride stress. When the post gate oxidation is skipped, the hot-carrier lifetime is improved, but GIDL (Gate Induced Drain Leakage) current is also increased.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.19-26
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• 2010

포화 수증기압이 고출력 형광체 변환 백색 LED 패키지의 열화현상에 미치는 주요 스트레스 인자임을 확인하였다. 또한 LED 패키지의 가속 수명시험을 통하여 포화 수증기압이 효과적인 가속 스트레스 인자임을 확인하였다. 실험조건은 350 mA 전류를 인가한 것과 인가하지 않은 2가지 조건에 대해 $121^{\circ}C$, 100% R.H. 환경에서 최대 168 시간동안 진행하였다. 실험결과 두 실험 모두 광 출력 감소, 스펙트럼 세기의 감소, 누설전류 및 열 저항이 증가하였다. 고장분석 결과 광 특성의 열화는 봉지재의 변색과 기포에 의해 발생한 것으로 나타났다. LED 패키지의 변색과 흡습에 의해 유발되는 기계적 (hygro-mechanical) 스트레스에 의한 기포 발생은 패키지 열화의 중요한 인자로써, 포화 수증기압이 고출력 LED의 수명시험 시간을 단축하기 위한 스트레스 인자로 적합함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.196-197
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• 2010

NAND형 charge trap flash (CTF) non-volatile memory (NVM) 소자가 30nm node 이하로 고집적화 되면서, 기존의 SONOS형 CTF NVM의 tunnel barrier로 쓰이는 SiO2는 direct tunneling과 stress induced leakage current (SILC)등의 효과로 인해 data retention의 감소 등 물리적인 한계에 이르렀다. 이에 따라 개선된 retention과 빠른 쓰기/지우기 속도를 만족시키기 위해서 tunnel barrier engineering (TBE)가 제안되었다. TBE NVM은 tunnel layer의 전위장벽을 엔지니어드함으로써 낮은 전압에서 전계의 민감도를 향상 시켜 동일한 두께의 단일 SiO2 터널베리어 보다 빠른 쓰기/지우기 속도를 확보할 수 있다. 또한 최근에 각광받는 high-k 물질을 TBE NVM에 적용시키는 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 Si3N4와 HfAlO (HfO2 : Al2O3 = 1:3)을 적층시켜 staggered의 새로운 구조의 tunnel barrier Capacitor를 제작하여 전기적 특성을 후속 열처리 온도와 방법에 따라 평가하였다. 실험은 n-type Si (100) wafer를 RCA 클리닝 실시한 후 Low pressure chemical vapor deposition (LPCVD)를 이용하여 Si3N4 3 nm 증착 후, Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 HfAlO를 3 nm 증착하였다. 게이트 전극은 e-beam evaporation을 이용하여 Al를 150 nm 증착하였다. 후속 열처리는 수소가 2% 함유된 질소 분위기에서 $300^{\circ}C$와 $450^{\circ}C$에서 Forming gas annealing (FGA) 실시하였고 질소 분위기에서 $600^{\circ}C{\sim}1000^{\circ}C$까지 Rapid thermal annealing (RTA)을 각각 실시하였다. 전기적 특성 분석은 후속 열처리 공정의 온도와 열처리 방법에 따라 Current-voltage와 Capacitance-voltage 특성을 조사하였다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제26권5호
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• pp.133-138
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• 2017

We investigated the interface defect engineering and reaction mechanism of reduced transition layer and nitride layer in the active plasma process on 4H-SiC by the plasma reaction with the rapid processing time at the room temperature. Through the combination of experiment and theoretical studies, we clearly observed that advanced active plasma process on 4H-SiC of oxidation and nitridation have improved electrical properties by the stable bond structure and decrease of the interfacial defects. In the plasma oxidation system, we showed that plasma oxide on SiC has enhanced electrical characteristics than the thermally oxidation and suppressed generation of the interface trap density. The decrease of the defect states in transition layer and stress induced leakage current (SILC) clearly showed that plasma process enhances quality of $SiO_2$ by the reduction of transition layer due to the controlled interstitial C atoms. And in another processes, the Plasma Nitridation (PN) system, we investigated the modification in bond structure in the nitride SiC surface by the rapid PN process. We observed that converted N reacted through spontaneous incorporation the SiC sub-surface, resulting in N atoms converted to C-site by the low bond energy. In particular, electrical properties exhibited that the generated trap states was suppressed with the nitrided layer. The results of active plasma oxidation and nitridation system suggest plasma processes on SiC of rapid and low temperature process, compare with the traditional gas annealing process with high temperature and long process time.

• 한국통신학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.1179-1185
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• 1991

초박막 재산화 질화산화막을 $1050^{\circ}C-1100^{\circ}C$ 온도에서 20, 40초 동안 산소 분위기에서 램프 가열 방법의 급속 열처리 공정에 의해 형성 시켰다. 초박막의 전기적 특성은 누설전류, 항복전압, 시간종속 항복과 F-N 관통을 분석 하였다. 질화와 재산화 조건에 따른 전하포획의 의존성 즉 고전계 스트레스에 유기되는 항복전하량$(Q_{BD})$ 증가 여부와 평탄대역 전압이동$(\DeltaV_{FB})$을 연구하였다. 분석 결과에 의하면, 급속 열처리 재산화시 유전적 성질이 상당히 개선되었고, 항복전하량은 증가되었으며, 평탄대역전압은 감소 되었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제15A권4호
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• pp.211-216
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• 2008

본 논문에서는 핫 케리어 효과, 항복전압 전하, 트랜지스터 Id Vg 특성곡선, 전하 트래핑, SILC와 같은 특성들을 비교하기 위하여 HP 4145 디바이스 테스터를 사용하여 습식 산화막과 질화 산화막으로된 $0.2{\mu}m$ NMOSFET를 만들어 측정하였다. 그 결과 질화 산화막으로 만들어진 디바이스가 핫 케리어 수명(질화 산화막은 30년 이상인 반면에 습식 산화막 소자는 0.1년임), Vg의 변화, 항복전압, 전계 시뮬레이션, 전하 트래핑면에서도 습식 산화막 소자보다 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권2호
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• pp.23-30
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• 2012

본 논문에서는 음 바이어스 온도 불안정성 (NBTI) 효과에 의해서 야기되는 파워 게이팅 구조의 성능 저하와 증가하는 기상시간을 보상하기위한 새로운 적응형 헤더기반의 파워 게이팅 구조를 제안한다. 제안된 구조는 두 개의 패스 (two-pass)를 가지는 파워 게이팅 구조에 기반을 둔 폭 변화 헤더(header)와 적응형 제어를 위한 새로운 NBTI 센싱 회로로 구성된다. 본 논문의 시뮬레이션 결과는 적응형 제어를 하지 않는 파워 게이팅의 시뮬레이션 결과와 비교되며, 그 결과는 파워 게이팅 구조에서 누설 전력과 돌입 전류(rush current)을 작게 유지하면서 회로 지연과 기상시간에 대한 NBTI 의존성이 단지 3% 와 4% 내로 줄어든다는 것을 보여준다. 본 논문에서는 45nm CMOS 공정과 NBTI 예측 모델이 제안된 회로를 구성하기 위해서 사용된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.939-943
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• 2011

In this paper, reliability of the two sandwiched MIM capacitors of $Al_2O_3-HfO_2-Al_2O_3$ (AHA) and $SiO_2-HfO_2-SiO_2$ (SHS) with hafnium-based dielectrics was analyzed using two kinds of voltage stress; DC and AC voltage stresses. Two MIM capacitors have high capacitance density (8.1 fF/${\mu}m^2$ and 5.2 fF/${\mu}m^2$) over the entire frequency range and low leakage current density of ~1 nA/$cm^2$ at room temperature and 1 V. The charge trapping in the dielectric shows that the relative variation of capacitance (${\Delta}C/C_0$) increases and the variation of voltage linearity (${\alpha}$/${\alpha}_0$) gradually decreases with stress-time under two types of voltage stress. It is also shown that DC voltage stress induced greater variation of capacitance density and voltage linearity than AC voltage stress.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.193.2-193.2
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• 2016

We evaluate the change in defects in the oxidized SiO2 grown on 4H-SiC (0001) by plasma assisted oxidation, by comparing with that of conventional thermal oxide. In order to investigate the changes in the electronic structure and electrical characteristics of the interfacial reaction between the thin SiO2 and SiC, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray absorption spectroscopy (XAS), DFT calculation and electrical measurements were carried out. We observed that the direct plasma oxide grown at the room temperature and rapid processing time (300 s) has enhanced electrical characteristics (frequency dispersion, hysteresis and interface trap density) than conventional thermal oxide and suppressed interfacial defect state. The decrease in defect state in conduction band edge and stress-induced leakage current (SILC) clearly indicate that plasma oxidation process improves SiO2 quality due to the reduced transition layer and energetically most stable interfacial state between SiO2/SiC controlled by the interstitial C.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.288-288
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• 2011

최근 Charge Trap Flash (CTF) Non-Volatile Memory (NVM) 소자가 30 nm node 이하로 보고 되면서, 고집적화 플래시 메모리 소자로 각광 받고 있다. 기존의 CTF NVM 소자의 tunnel layer로 쓰이는 SiO2는 성장의 용이성과 Si 기판과의 계면특성, 낮은 누설전류와 같은 장점을 지니고 있다. 하지만 단일층의 SiO2를 tunnel layer로 사용하는 기존의 Non-Valatile Memory (NVM)는 두께가 5 nm 이하에서 direct tunneling과 Stress Induced Leakage Current (SILC) 등의 효과로 인해 게이트 누설 전류가 증가하여 메모리 보존특성의 감소와 같은 신뢰성 저하에 문제점을 지니고 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 최근 CTF NVM 소자의 Tunnel Barrier Engineered (TBE) 기술이 많이 접목되고 있는 상황이다. TBE 기술은 SiO2 단일층 대신에 서로 다른 유전율을 가지는 절연막을 적층시킴으로서 전계에 대한 민감도를 높여 메모리 소자의 쓰기/지우기 동작 특성과 보존특성을 동시에 개선하는 방법이다. 또한 터널링 절연막으로 유전률이 큰 High-K 물질을 이용하면 물리적인 두께를 증가시킴으로서 누설 전류를 줄이고, 단위 면적당 gate capacitance값을 늘릴 수 있어 메모리 소자의 동작 특성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 CTF NVM 소자의 trap layer로 쓰이는 HfO2의 두께를 5 nm, blocking layer의 역할을 하는 Al2O3의 두께를 12 nm로 하고, tunnel layer로 Si3N4막 위에 유전율과 Energy BandGap이 유사한 HfAlO와 ZrO2를 적층하여 Program/Erase Speed, Retention, Endurance를 측정을 통해 메모리 소자로서의 특성을 비교 분석하였다.