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차세대 MOSFET 소자용 고유전율 게이트 절연막 기술 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.4 no.1, 2001년, pp.46 - 55  

황현상 (광주과학기술원 신소재공학과)

초록
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$SiO_2$ 절연막의 우수한 절연특성 및 계면 특성으로 인해 지난 40여년 간 MOSFET 소자에 사용되어 왔으나, 차세대 $0.1{\mu}m$ 소자에서는 direct tunneling에 의한 누설전류가 지나치게 증가하여 더 이상 사용되기가 어렵다. 이에 대한 대안으로 많은 연구 그룹에서 고유전율 박막에 대한 연구를 하고 있으나 아직까지 $SiO_2$와 비교할 만한 탁월한 계면특성을 가진 절연막은 개발되어 있지 않아서, 수년 내에 개발될 $0.1{\mu}m$ MOSFET 소자의 개발에 가장 심각한 기술적 문제로 지적되고 있다. 현재의 연구경향을 종합할 때, $HfO_2$, $ZrO_2$, $HfSiO_x$, $ZrSiO_x$를 이용하여 계면 공정의 최적화를 통해 1-2nm급의 절연막을 구현하고, 1nm급 이하에서는 이보다 더 높은 유전상수를 가지는 재료의 선택과 이를 epitaxy로 성장시키는 방법에 대한 연구가 필수적이다.

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