Molybdenum disulfide ( MoS2) has been one of the most promising members of transition-metal dichalcogenides materials. Attributed to the excellent electrical performance and special physical properties, MoS2 has been broadly applied in semiconductor devices, such as field effect transistors (FETs). At present, the exploration of further improving the performance of MoS2- based FETs (such as increasing the carrier mobility and scaling) has encountered a bottleneck, and the application of high-κ gate dielectrics has become an effective approach to change this situation. Atomic layer deposition (ALD) enables high-quality integration of MoS2 and high-κ gate dielectrics at the atomic level. In this review, we summarize recent advances in the fabrication of two-dimensional MoS2 FETs using ALD high-κ materials as gate dielectrics. We first briefly discuss the research background of MoS2 FETs. Second, we expound the electrical and other essential properties of high-κ gate dielectrics, which are essential to the performance of MoS2 FETs. Finally, we focus on the advances in fabricating MoS2 FETs with ALD high-κ gate dielectrics on MoS2, as well as the optimized ALD processes. In addition, we also look forward to the development prospect of this field.

휘어지며 투명한 전자기기의 개발을 위해서 최근 유기반도체, 탄소기반 나노소재, 금속산화물 반도체등의 다양한 신소재 반도체 개발에 대한 연구가 관심을 받으며 지속적으로 발전하고 있다. 그러나, 이러한 신소재 반도체 기술의 꾸준하고 지속적인 발전에도 불구하고 트랜지스터를 구성하는 주요 소재중 하나인 유전체에 대한 연구는 반도체의 개발속도에 크게 미치지 못하여, 기계적인 휘어짐의 특성을 갖추고, 높은 캐패시턴스와 좋은 누전전류 특성을 갖는 새로운 유전체 개발에 대한 요구가 지속적으로 커지고 있다. 이에 본 연구는 저전압에서 구동 가능한 박막트랜지스터를 위한 유기-무기 하이브리드소재 박막을 개발하며 이를 저전압 구동이 가능한 유기박막트랜지스터에 적용하였다. 상대적으로 높은 유전상수를 갖는 염화하프늄 (HfO2)과 소수성기를 갖고 있으며 금속산화물과 공유결합이 가능한 실란산 기반의 유기물 (octadecyltrimethoxysilane)을 혼합한 전구체 용액을 합성하며 상대적으로 낮은 온도에서 열처리를 통해 얻을 수 있었다. 제조된 하이브리드 게이트 유전체 박막은 우수한 절연 및 유전체 특성과 함께 소수성 표면 특성을 가질 수 있었고 펜타센 유기박막트랜지스터로 응용하여 저전압에서 구동이 되며 우수한 트랜지스터 성능을 갖는 소자를 개발하였다.

The electrical and interfacial properties of HfO2/Al2O3 and Al2O3/HfO2 dielectrics on AlN/p-Ge interface prepared by thermal atomic layer deposition are investigated by capacitance–voltage(C–V) and current–voltage(I–V) measurements. In the C–V measurements, humps related to mid-gap states are observed when the ac frequency is below 100 kHz, revealing lower mid-gap states for the HfO2/Al2O3 sample. Higher frequency dispersion in the inversion region is observed for the Al2O3/HfO2 sample, indicating the presence of slow interface states A higher interface trap density calculated from the high-low frequency method is observed for the Al2O3/HfO2 sample. The parallel conductance method, applied to the accumulation region, shows border traps at 0.3~0.32 eV for the Al2O3/HfO2 sample, which are not observed for the Al2O3/HfO2 sample. I–V measurements show a reduction of leakage current of about three orders of magnitude for the HfO2/Al2O3 sample. Using the Fowler-Nordheim emission, the barrier height is calculated and found to be about 1.08 eV for the HfO2/Al2O3 sample. Based on these results, it is suggested that HfO2/Al2O3 is a better dielectric stack than Al2O3/HfO2 on AlN/p-Ge interface.

For the aim of low-temperature co-fired ceramic microwave components, sintering behavior and microwave properties (dielectric constant , quality factor Q, and temperature coefficient of resonant frequency ) are investigated in [BCZN] ceramics with addition of . The specimens are prepared by conventional ceramic processing technique. As the main result, it is demonstrated that the additives () show the effect of lowering of sintering temperature and improvement of microwave properties at the optimum additive content. The addition of 0.25 wt% lowers the sintering temperature to utilizing liquidphase sintering and show the microwave dielectric properties (dielectric constant = 75, quality factor = 572 GHz, temperature coefficient of resonance frequency ). The estimated microwave dielectric properties with addition (increase of , decrease of , shift of to negative values) can be explained by the observed microstrucure (sintered density, abnormal grain structure) and possibly high-permittivity (BZN) phase determined by X-ray diffraction.

Oxide semiconductors Thin-film transistors are an exemplified one owing to its excellent ambient stability and optical transparency. In particular zinc oxide (ZnO) has been reported because It has stability in air, a high electron mobility, transparency and low light sensitivity, compared to any other materials. For this reasons, ZnO TFTs have been studied actively. Furthermore, we expected that would be satisfy the demands of flexible display in new generation. In order to do that, ZnO TFTs must be fabricated that flexible substrate can sustain operating temperature. So, In this paper we have studied low-temperature process of zinc oxide(ZnO) thin-film transistors (TFTs) based on silicon nitride (SiNx)/cross-linked poly-vinylphenol (C-PVP) as gate dielectric. TFTs based on oxide fabricated by Low-temperature process were similar to electrical characteristics in comparison to conventional TFTs. These results were in comparison to device with SiNx/low-temperature C-PVP or SiNx/conventional C-PVP. The ZnO TFTs fabricated by low-temperature process exhibited a field-effect mobility of 0.205 cm2/Vs, a thresholdvoltage of 13.56 V and an on/off ratio of 5.73×106. As a result, We applied experimental for flexible PET substrate and showed that can be used to ZnO TFTs for flexible application.

마이크로파 유전체의 품질계수 측정에 사용되는 cavity resonator 방법에 대하여 실제 측정 결과와 전자기 시뮬레이션엔 의한 결과를 비교하였다. 시뮬레이션 기법을 이용하여 마이크로파 유전체의 산란계수 S12 를 실제로 측정한 간과 시뮬레이션에 의해 구해진 값을 비교하였으며 마이크로파 유전체 내부에 기공이 있는 경우와 유전율이 다른 이차상이 존재할 때 마이크로파 품질계수가 어떻게 변화하는지를 검토하였다. 시뮬레이션을 통하여 기본 공진 모드인 TE01δ모드를 쉽게 찾을 수 있었으며 기공 및 이차상에 의한 품질계수의 저하를 정성적으로 확인할 수 있었다

Ni 전극을 사용하는 BaTiO3계 내환원성 X7R 조성에서 Er2O3 첨가가 유전특성에 미치는 영향에 대하여 환원성 분위기에서 연구하였다. MnO2-MgO가 첨가된 내환원조성에서 첨가량이 조절된 Er2O3의 복합첨가로 유전율의 온도안정성이 향상되어 X7R 규격을 만족시켰으며 2,970 이상의 상온 유전상수와 1.0% 이하의 유전손실율이 관찰되었다. Er2O3가 3.0 mol% 이상으로 과량 첨가되었을 경우 유전체의 온도특성은 향상되었으나 상온 유전상수가 현저히 감소하였다. 다른 첨가조성(1.5 mol% Er2O32.0 mol% MgO)이 고정될 때 TCC곡선은 MnO2첨가량이 증가함에 따라 시계방향으로 회전하였으며, 온도안정성을 향상시켰다.

Si(100) 웨이퍼를 사용하여 RTP 장비에서 O2와 N2O 분위기에서 8nm의 oxynitride를 제조 하였다. 기존의 로(furnace) 열산화막과 비교해서 oxynitride는 I-V, TDDB 특성이 우수하였고, flat-band voltage shift도 적었으며 BF2이온 주입에 의한 붕소 투과 억제 특성도 우수하다. 유전상수는 oxynitride가 열산화막에 비해서 크다. Oxynitride는 순수한 SiO2유사하게 V 〉Φ0 구간에서 Fowler-Nordheim 터널링 특성을 나타낸다. SIMS, AES, 그리고 XPS 분석 결과 질소 pile-up이 SiO2/Si 계면에서 나타나고, 이것은 oxynitride 산화막 특성 향상과 깊은 관련이 있다.

서브마이크론 설계규칙을 갖는 소자의 이층 배선 공정에서 다챔버 장비를 이용한 금속 층간절연막의 공극없는 평탄화를 위하여 PECVD와 O3 ThCVD산화막의 증착시 층덮힘성을 연구하였다. 산화막의 두께가 증가됨에 따라 변화되는 순간단차비의 개념을 도입하여 공극형성의 개시점을 예측할 수 있는 관계식을 모델링하였고, 금속배선간격의 초기 단차비가 다양한 패턴에서 산화막의 두께에 따른 순간 단차비의 변화를 조사하였다. 모델링 검정결과 5˚이하의 re-entrant각을 갖는 TEOS에 의한 PECVO 산화막의 순간단차비가 모델링에 잘 일치하였다. 공극없는 평탄화는 제1층의 PECVD 산화막의 순간 단차비를 0.8이하로 유지하거나 Ar sputter식각을 통하여 산화막의 모서리에 경사를 준후 층덮힘성이 우수한 O3 ThCVD산화막을 증착함으로써 가능하였다. O3 ThCVD산화막의 etchback이 non etchback공정에 비하여 via접쪽저항체인에서 높은 수율을 보였으며, via접촉저항은 0.1~0.3Ω/μm2로 나타났다.