비휘발성 메모리인 Ferroelectric Random Access Memory(FRAM)은 Dynamic Random Access Memory(Dram)과 비슷한 구조와 동작원리를 가지고 있다. 그러므로 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빠르며 전력 사용이 적고, 데이터 보유 특성이 우수하여 Dram을 대처하는 차세대 메모리로 주목 받고 있다. 하지만 기존 FRAM에 적용하던 물질인 PZT와 SBT 의 경우 두께를 200nm 이상 일 때 Ferroelectric 특성이 나타난다고 보고 되어 메모리로 적용 시킬 때 단위공정 진행의 문제가 발생하였다. 하지만 HfO2 기반의 FRAM은 10nm 에서도 Ferroelectric 특성을 형성 하기 때문에 새로운 FRAM 물질로 주목 받고 있다. 이 논문의 목적은 ...
비휘발성 메모리인 Ferroelectric Random Access Memory(FRAM)은 Dynamic Random Access Memory(Dram)과 비슷한 구조와 동작원리를 가지고 있다. 그러므로 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빠르며 전력 사용이 적고, 데이터 보유 특성이 우수하여 Dram을 대처하는 차세대 메모리로 주목 받고 있다. 하지만 기존 FRAM에 적용하던 물질인 PZT와 SBT 의 경우 두께를 200nm 이상 일 때 Ferroelectric 특성이 나타난다고 보고 되어 메모리로 적용 시킬 때 단위공정 진행의 문제가 발생하였다. 하지만 HfO2 기반의 FRAM은 10nm 에서도 Ferroelectric 특성을 형성 하기 때문에 새로운 FRAM 물질로 주목 받고 있다. 이 논문의 목적은 Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 HfO2 기반 박막의 Ferroelectric 특성에 대한 연구를 진행 하였다. ALD를 이용하여 증착 된 박막은 Grazing Incidence X-ray Diffraction (GI-XRD), High Resolution Transmission Electron Microscopy(HR-TEM)을 통해 결정성을 분석을 하였고, 전기적 분석을 진행 하기 위해 capacitor-Voltage measurement(C-V)와 polarization-Voltage measurement(P-V)를 측정 하여 비교 하였다. ZrO¬2 조성에 따른 결정성 변화를 확인 하기 위해 HfO2과 ZrO2 의 cycle ratio를 달리하여 박막을 증착하고 전기적 변화에 대해 연구를 진행 하였다. 그리고 박막의 온도와 시간의 따른 의존성을 확인 하기 위해 Rapid thermal processing(RTP)를 이용하여 후속 열공정을 시행하여 결정성의 변화를 확인 하고, 그에 따른 분극 특성을 확인하였다. 마지막으로 (HfO2)n(ZrO2)n 적층 방식에 다르게 증착 하였을 때 미세 구조의 변화와 결정성변화가 Ferroecletric특성 변화에 대해 확인하였다. n=2~6 일 때 까지는 HfO2와 ZrO2이 alloy-structure를 형성 하고 있다. n=10 일 때는 TEM 이미지 상으로는 alloy-structure 를 형성 하지만 STEM 이미지에서는 두 물질일 단일 layer로 증착 되는 것을 확인 할 수 있었다. 이로 인하여 lamination 구조를 형성 했을 때는 두 물질이 계면에 만나는 영역이 작아지므로 orthorhombic phase가 감소 하여 잔류 분극이 감소 한다고 판단 할 수 있다.
비휘발성 메모리인 Ferroelectric Random Access Memory(FRAM)은 Dynamic Random Access Memory(Dram)과 비슷한 구조와 동작원리를 가지고 있다. 그러므로 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빠르며 전력 사용이 적고, 데이터 보유 특성이 우수하여 Dram을 대처하는 차세대 메모리로 주목 받고 있다. 하지만 기존 FRAM에 적용하던 물질인 PZT와 SBT 의 경우 두께를 200nm 이상 일 때 Ferroelectric 특성이 나타난다고 보고 되어 메모리로 적용 시킬 때 단위공정 진행의 문제가 발생하였다. 하지만 HfO2 기반의 FRAM은 10nm 에서도 Ferroelectric 특성을 형성 하기 때문에 새로운 FRAM 물질로 주목 받고 있다. 이 논문의 목적은 Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 HfO2 기반 박막의 Ferroelectric 특성에 대한 연구를 진행 하였다. ALD를 이용하여 증착 된 박막은 Grazing Incidence X-ray Diffraction (GI-XRD), High Resolution Transmission Electron Microscopy(HR-TEM)을 통해 결정성을 분석을 하였고, 전기적 분석을 진행 하기 위해 capacitor-Voltage measurement(C-V)와 polarization-Voltage measurement(P-V)를 측정 하여 비교 하였다. ZrO¬2 조성에 따른 결정성 변화를 확인 하기 위해 HfO2과 ZrO2 의 cycle ratio를 달리하여 박막을 증착하고 전기적 변화에 대해 연구를 진행 하였다. 그리고 박막의 온도와 시간의 따른 의존성을 확인 하기 위해 Rapid thermal processing(RTP)를 이용하여 후속 열공정을 시행하여 결정성의 변화를 확인 하고, 그에 따른 분극 특성을 확인하였다. 마지막으로 (HfO2)n(ZrO2)n 적층 방식에 다르게 증착 하였을 때 미세 구조의 변화와 결정성변화가 Ferroecletric특성 변화에 대해 확인하였다. n=2~6 일 때 까지는 HfO2와 ZrO2이 alloy-structure를 형성 하고 있다. n=10 일 때는 TEM 이미지 상으로는 alloy-structure 를 형성 하지만 STEM 이미지에서는 두 물질일 단일 layer로 증착 되는 것을 확인 할 수 있었다. 이로 인하여 lamination 구조를 형성 했을 때는 두 물질이 계면에 만나는 영역이 작아지므로 orthorhombic phase가 감소 하여 잔류 분극이 감소 한다고 판단 할 수 있다.
Ferroelectric Random Access Memory has attracted considerable interest for replace Random Access Memory DRAM due to its similar structure and operation principle. Therefore it has fast speed of read and write date speed, low power voltage and date retention for next generation memory. But it is know...
Ferroelectric Random Access Memory has attracted considerable interest for replace Random Access Memory DRAM due to its similar structure and operation principle. Therefore it has fast speed of read and write date speed, low power voltage and date retention for next generation memory. But it is known that previous FRAM material of PZT and SBT is satisfied with thickness over 200 nm to Ferroelectric characteristic. it happen problem a unit process for memory process The objective of this paper is to provide a possibility to use HfO2 Film by using Atomic layer deposition, which can be application for Ferroelectric memory. Its microstructure, crystallinity and electrical have been analyzed using Grazing Incidence X-ray Diffraction (GI-XRD), High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM), capacitor-Voltage measurement and polarization-Voltage measurement We deposited the thin film varying the cycle ratio of HfO2 and ZrO2 and studied on the electrical change to determine the crystalline change in ZrO2 Concentration. To determine the dependence by Annealing temperature and time of the thin film, I proceed the subsequent thermal processes using the Rapid thermal processing (RTP). so I confirmed the crystallinity change and the polarization characteristics Finally, the ferroelectric characteristics of (HfO2)n(ZrO2)n films deposited by atomic layer deposition were investigated. (HfO2)n(ZrO2)n stacks with thickness of 9 nm were deposited on TiN films by the alternating growth of HfO2 and ZrO2 with various cycles of n ranging from 2 to 20. TEM showed a uniformly mixture structure of HfO2 and ZrO2 when each layer was thinner than 10 Å and showed clearly laminated structure when an individual layer was thicker than 10 Å. The remanent polarization of (HfO2)n(ZrO2)n films was measured and maintained to be about 14 μC/cm2 for the n up to 10 and was reduced to 8.8 μC/cm2 for the laminated structure of n = 20. The reduced remanent polarization of the laminated structure is considered to be attributed to reduced amount of orthorhombic phase with reduced interfaces between HfO2 and ZrO2 layers in the laminated (HfO2)n(ZrO2)n, resulting in the reduction of non-centrosymmetric orthorhombic phase.
Ferroelectric Random Access Memory has attracted considerable interest for replace Random Access Memory DRAM due to its similar structure and operation principle. Therefore it has fast speed of read and write date speed, low power voltage and date retention for next generation memory. But it is known that previous FRAM material of PZT and SBT is satisfied with thickness over 200 nm to Ferroelectric characteristic. it happen problem a unit process for memory process The objective of this paper is to provide a possibility to use HfO2 Film by using Atomic layer deposition, which can be application for Ferroelectric memory. Its microstructure, crystallinity and electrical have been analyzed using Grazing Incidence X-ray Diffraction (GI-XRD), High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM), capacitor-Voltage measurement and polarization-Voltage measurement We deposited the thin film varying the cycle ratio of HfO2 and ZrO2 and studied on the electrical change to determine the crystalline change in ZrO2 Concentration. To determine the dependence by Annealing temperature and time of the thin film, I proceed the subsequent thermal processes using the Rapid thermal processing (RTP). so I confirmed the crystallinity change and the polarization characteristics Finally, the ferroelectric characteristics of (HfO2)n(ZrO2)n films deposited by atomic layer deposition were investigated. (HfO2)n(ZrO2)n stacks with thickness of 9 nm were deposited on TiN films by the alternating growth of HfO2 and ZrO2 with various cycles of n ranging from 2 to 20. TEM showed a uniformly mixture structure of HfO2 and ZrO2 when each layer was thinner than 10 Å and showed clearly laminated structure when an individual layer was thicker than 10 Å. The remanent polarization of (HfO2)n(ZrO2)n films was measured and maintained to be about 14 μC/cm2 for the n up to 10 and was reduced to 8.8 μC/cm2 for the laminated structure of n = 20. The reduced remanent polarization of the laminated structure is considered to be attributed to reduced amount of orthorhombic phase with reduced interfaces between HfO2 and ZrO2 layers in the laminated (HfO2)n(ZrO2)n, resulting in the reduction of non-centrosymmetric orthorhombic phase.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.