[논문]High-K 게이트 유전재료의 기술 동향

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이러한 특성을 모두 만족한다고 보고 된 물질은 아직 없지만 이들에 대한 활발한 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 게이트 유전체로서 유력한 물질들의 특성을 비교하고 그 현황에 대해 논의하기로 한다.

T&O, 를 게이트의 대체 유전체로 사용될 경우 몇 가지 문제점이 있다. 첫째로, TaQ, 가 Si위에 곧바로 증착될 경우 Si와의 계면에 Si0가 성장하는 것이다. 이 경우 계면에 성장한 SiQ에 의하여 등가 산화막 두께가 증가하게 된다.

위의 실험에서는 쉐도우 마스크를 사용하여 증기 증착된 금을 상부 전극으로 사용하였다. 625℃와 720℃에서 molecular beam epitaxy(MBE)를 통해 0.1 A 의 성장률로 Pr, O, 층을 증착시킨 후 질소 분위기에서 600℃로 5분간 어닐링을 하였다. 질소 분위기에서 1000℃/15초의 RTA를 거 친 PrQ, 층은 구조나 전기 적 특성의 변화를 보이지 않았다.

그러나 다결정 실리콘을 Pr2O₃ 위에 증착하는 경우 계면이 거칠어지는 단점이 있다. 위의 실험에서는 쉐도우 마스크를 사용하여 증기 증착된 금을 상부 전극으로 사용하였다. 625℃와 720℃에서 molecular beam epitaxy(MBE)를 통해 0.

그 다음 다결정 실리콘이 증착되고 패턴이 형성된 다음 junction implant 가 이루어 지 고 rapid thermal anneal(RTA)이 1000° C에서 행해졌다. Al, 。, 가 게이트 유전체로 사용된 MOS 커패시터의 누설전류는 등가 산화막 두께의 SiQ를사용한 MOS 커패시터 에 비해 2-3배 큰 값을 가졌다. AlQr를 게이트 유전체로 사용한 MOSFET의 가장 큰 문제점은 A1Q“에 의한 전자 포획 때문에 Si0를 사용한 MOSFET에 비해 캐리어의 이동도가 작다는 것이다.

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