수소화 처리된 게이트산화막을 이용한 MIS-NVM소자의 memory특성 향상

본 연구에서는 금속-절연막-반도체 (MIS) 형태를 이용한 비휘발성 메모리 (NVM) 소자의 메모리 특성 향상을 위해 수소화 (Hydrogenation) 처리된 게이트산화막을 블로킹 산화막으로 응용하였다. 기존 연구의 경우 저온 공정시 게이트산화막의 고품위 전기적 특성 확보에 어려움이 있었다. 하지만 이번 연구에서는 게이트산화막 형성 시 H2 또는 NH3가스를 함께 주입시켜 Si-H 결합의 증대를 통한 passivation 효과를 얻을 수 있었다. 형성된 게이트산화막의 전기적 특성을 확인하기 위해 우선적으로 박막트랜지스터 (TFT)를 제작하여 전기적 특성을 확인하였다. 수소화 처리된 게이트산화막을 이용한 TFT 경우 그렇지 않은 게이트산화막을 이용한 TFT 보다 약 5V의 threshold voltage (Vth) 이득이 있으며 Vth의 hysteresis 특성 역시 거의 0V로 매우 안정적이었다. MIS 형태의 NVM 소자의 경우 -20V에서 +15V, +15V에서 -20V로 sweep하여 측정한 flatband voltage (Vfb)의 변화량 역시 약 88%의 메모리 특성 이득이 있음을 확인하였다.