초록 ▼

반도체 소자의 집적도가 점점 향상되고 고속동작의 필요성이 증가함에 따라 반도체 및 절연체에서 나타나는 원자규모의 결함상태들이 미세 소자 제작시 소자 효율 및 소자 안정도에 더욱 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 결함 상태들의 물리적 현상들을 더욱 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 결함 상태들의 물리적 현상들을 규명하는 연구가 오래 전부터 연구되어 왔으며, 현재 더욱 활발히 진행되고 있다. 특히 이들 재료의 표면과 계면에서는 결함 상태 및 불순물과 관련된 물리화학적 상호작용들이 우세하게 나타나

반도체 소자의 집적도가 점점 향상되고 고속동작의 필요성이 증가함에 따라 반도체 및 절연체에서 나타나는 원자규모의 결함상태들이 미세 소자 제작시 소자 효율 및 소자 안정도에 더욱 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 결함 상태들의 물리적 현상들을 더욱 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 결함 상태들의 물리적 현상들을 규명하는 연구가 오래 전부터 연구되어 왔으며, 현재 더욱 활발히 진행되고 있다. 특히 이들 재료의 표면과 계면에서는 결함 상태 및 불순물과 관련된 물리화학적 상호작용들이 우세하게 나타나므로, 반도체 소자의 고집적화 및 고속화 추세를 따르기위해 이들의 물리 화학적 현상들을 규명하는 것이 필수적이다.본 연구에서는 Co60 감마 방사선에 조사된 p-type Si(100)Metal-Oxide-Semiconductor(MOS)구조에서 생성된 결함상태를 Isothermal CapacitanceTransient Spectroscopy(ICTS)방법을 이용하여 관측하였다. 방사선 조사전 시료에서 관측된 결함상태들의 활성화 에너지는 각각 0.51, 0.60 eV이었고, 포획 단면적은 4.7x10-16㎠and 1.2x10-15㎠이었다. 1 Mrad 의 방사선 조사 후 새롭게 생성된 결함상태는 Si-SiO2계의 계면상태로 판단되며, 가전자대 위로부터 0.42 eV위치에 존재하며, 포획단면적은2.1x10-16㎠이었다. 이 결함상태는 방사선 조사 후 가장 우세하게 나타나며, 열적으로 비교적 안정된 결함상태로 관측되었다. 방사선 조사된 시료를 열처리한 후 변환되는 결함상태의 열적 거동은 first kinetics를 따르는데, annihilation 진동수는 να(Tα)=να0exp(-Eα/κTα)s-1로 나타낼 수 있으며, 이때 해리 에너지, Eα는 1.89±0.05 eV 이었다. 이렇게 새로 생성된 결함상태는 Si-SiO2계면상태 중 Pb0 center 일 수 있다고 생각된다. 이러한 결함상태는 수소화에 의해 적절하게 제어 할 수 있었으며, 그 결함상태는 농도에 있어서수소화 전에 비해 10배 가량 감소하였다. 또한 다공질 실리콘에서 수소화현상을 조사하였으며, 다공질 실리콘의 광학적 특성연구를 병행하였다.

Abstract ▼

As the integration of the devices in increased, it is known thatthe role of the microscopic defects in the insulating and the semiconductor materials ismore important in the device performance. Therefore, the microscopic origin and thephysical phenomenon on the microscopic defects have been de

As the integration of the devices in increased, it is known thatthe role of the microscopic defects in the insulating and the semiconductor materials ismore important in the device performance. Therefore, the microscopic origin and thephysical phenomenon on the microscopic defects have been deeply investigated. Sincethe chemical and physical interactions between defect states and impurities on theinterface and the surface appear dominantly, the knowledge of the microscopic origin ofthe defects should be required for the high density and the high speed of semiconductordevices.The interface states in p-type Si(100) Metal-Oxide-Semiconductor(MOS) systemirradiated with the Co60 gamma-ray haves been investigated using the IsothermalCapacitance Transient Spectroscopy(ICTS) method. In the pre-irradiated sample, twodefect states were observed at 0.51 and 0.60 eV above the valence band, with thecapture cross sections of 4.7 X 10-16㎠ and 1.2 x 10-15㎠,respectively. After irradiatedwith the 1 Mrad gamma-ray, a new interface state was generated at 0.42 above thevalence band with the capture cross sections of 2.1 X 10-16㎠. It is found that thenew defect is dominant in intensity and shows the high thermal-stability compared withother states. Thermal behavior of the newly generated defect-state follows thefirst-kinetics and the annihilation frequencies yield a relation να(Tα)=να0exp(-Eα/κTα)s-1. It is suggested that the new interface state may be the Pb0 center in theSi-SiO2 interface of the MOS system. By the hydrogenation process, the state wasadequately controlled and decreased ten times in concentration. In addition, thehydrogenation effect and the optical properties on porous Si were been performed.

목차 Contents

• 목차 (본문)...5
• III. 인용문헌...18
• IV. 연구수행관련 논문발표 목록서...32
• VI. 자체평가서...33