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[국내논문] High-k Gate Dielectrics : 고유전율 게이트 유전체 개발 동향 원문보기

전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers, v.14 no.12, 2001년, pp.30 - 39  

이현우 (한서대학교 물리학과)

초록이 없습니다.

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문제 정의

  • 이 중에서 몇몇 물질만이 가능성을 높게 평가받고있을 뿐 이다. 본고에서는 이 후보 물질을 주기율표 내 ⅢA와 ⅢB 족 금속 산화물 (A12O3, Y2O3, La2O3, Ta2O3 등)과 IV旧족 금속 산화물 (TiO2, HfO2, ZrO2 둥)과 유사 이원소합금 산화물 (pseudobinary alloy) 세 종류로 분류하여 각각의 연구 동향 을 살펴보고자 한다.
  • 여러 물질의 바람직한 특성을 조합 보충하고 이렇게 해서 각각 물질의 단점을 극복하려는 시도인 두 금속 산화물들의 합 성 혼합에 대해 소개하고자한다.
  • 이들은 일반적으로 화학 조성비가 맞지 않지만 (꼭 필 요해서가 아니지만) 목적에 맞춰 두 산화물을 조합한 것이다. 이 방법으로, 두 다른 산화물의 바람직한 특성을 합하고 각 물 질의 바람직하지않는 특성을 보완 제거하고자 한다. Zr과 Hf 이 CMOS로의 응용에 바람직한 전기적 특성을 가지고 있다는 점에서 (역으로 Ti가 선호되지 않는 이유이기도 하다) 둘의 화 학적 전기적 특성을 고려한다는 것은 유익할 것이다.
  • La, Gd) 혹은 알루미네이트 ( M-A1-0, M=Zr)의 최근 연구에서 이와 같은 물질들은 게이 트 유전체로서 이미 고무적인 특성을 보였다〔26~28). 각 물질 계는 고유전체(결정성) 금속산화물과 비정질이며 안정적인 저 유전체(Si。? 혹은 Al?。)를 섞어 CMOS 게이트 유전체로 적절한 특성과 바람직한 morphology를 가진 박막을 얻고자하는 목적을 가지고 있다. Si。?나 必。2에 ZrC)2같은 금속 산화 물을 더하면 Si상에서 열역학적으로 안정적인(낮은 누설전류 를 얻기 위해) 비정질 박막을 얻을 수 있는 효과가 있다.

가설 설정

  • 그림 3(b)에서는 같은 어닐링 조건에서 midgap 계면 상태 밀도 또한 증가한다. H2 분위기에서 후속 어닐링으로 midgap 계면 상태는 최소화되나, 알짜 고정 전하에는 병 영향이 없다. 만일 후속 H2 anneal이 증착 후 바로 수행되면 아마 알짜 고 정 전하는 보다 큰 음 전하값을 가지며 고온 02 어닐링 후에도 알짜 양 고정전하는 보이지 않는다.
  • 이 연구에서 제시된 박막은 비정질이지만, 화학적 조성이 맞는 MO2-SiO2 중합체의 농도보다 낮은 Hf와 Zr의 농도에 대해 거의 모든 결합은 ZlO(또는 Hf-O)와 Si-0 결합일 것 이라고 가정함이 타당할 것이다.
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