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열처리 온도에 따른 용액 공정 기반 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 특성 분석
임화림(Hwarim Im),김용상(Yong-Sang Kim) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
본 논문에서는 용액 공정 기반 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 열처리 공정 온도에 따른 소자 특성 변화에 대해 분석하였다. 열처리 온도가 증가할수록 박막 트랜지스터의 문턱 전압은 감소하고, 드레인-소스 전류는 증가하는 것을 확인하였다. 이는 높은 열처리 온도 의한 oxygen vacancy의 증가로 인한 전하 농도 증가와 수산화 이온과 같은 불순물의 감소에 의한 것이다. 이와 같은 열처리 온도에 의한 산화물 반도체 박막 내의 결합 변화를 전기적 측정을 통한 결함 밀도를 계산하여 분석하였으며, 이를 기반으로 열처리 공정 온도에 따른 소자 특성 변화를 분석하였다.
염산이 첨가된 하프늄-알루미늄 산화막 절연체의 전기적 특성
안정현(Jeong Hyun Ahn),하태은(Tae Eun Ha),조은경(Eun Kyung Jo),임화림(Hwarim Im),김용상(Yong-Sang Kim) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
본 논문에서는 용액공정으로 제작된 하프늄-알루미늄 산화막에 염산을 첨가하여 누설전류를 개선하는 방법을 제안한다. 하프늄-알루미늄 산화막과 염산이 첨가된 하프늄-알루미늄 산화막을 제작하여 전기적 특성을 비교하였다. 염산이 첨가된 하프늄-알루미늄 산화막의 경우 메탈-옥사이드의 결합의 증가로 인해 누설전류가 감소되어 절연특성이 향상되었다. 염산은 촉매로 작용하여 메탈-옥사이드의 결합이 증가하고 따라서 산소공공이 감소된다. 이로 인해 절연특성 향상에 영향을 줄 수 있다. 마지막으로 하프늄-알루미늄 산화막은 1M V/cm에서 9.82×10<SUP>-5</SUP> A/cm², 염산이 첨가된 하프늄-알루미늄 산화막의 경우 1.85×10<SUP>-8</SUP> A/cm²으로 향상된 절연특성을 갖는 산화막을 제작할 수 있었다.
용액 공정으로 제작된 이트륨 도핑 지르코늄의 도핑 농도에 따른 유전 상수 향상
조은경(Eun Kyung Jo),안정현(Jeong Hyun Ahn),하태은(Tae Eun Ha),임화림(Hwarim Im),김용상(Yong-Sang Kim) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
본 논문에서는 ZrO₂에 Y₂O₃을 도핑하여 유전 상수를 향상시키는 방법을 제안한다. Yttrium-doped Zirconium 박막은 고농도로 도핑된 p형 실리콘 위에 spin coating 방식으로 제작되었다. ZrO₂에 Y₂O₃의 도핑 농도를 1:8, 1:4, 1:2로 변경하여 전기적 특성을 분석하였다. 그 결과, 도핑 농도가 증가할수록 유전 상수는 증가하였고, 누설 전류는 0.25 MV/cm 기준 ZrO₂에 Y₂O₃의 도핑 농도가 증가할수록 감소하였다. 그리고, 주파수에 따른 capacitance를 분석한 결과, Y₂O₃을 도핑하기 전과 후 전반적으로 주파수에 따른 capacitance 변화가 작은 특성을 가져 안정적임을 확인하였다. 따라서, Yttrium-doped Zirconium이 SiO₂를 대체할 차세대 게이트 산화막의 유망한 후보임을 보인다.