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[국내논문] $Pt/HfSi_xO_y/Silicon$ 구조의 전기적 특성에 관한 연구
Electrical Characteristics of $Pt/HfSi_xO_y/Silicon$ Structure 원문보기

대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문, 2002 Nov. 09, 2002년, pp.145 - 146  

박전웅 (고려대학교 전기공학과 반도체 & CAD 연구실) ,  염민수 (고려대학교 전기공학과 반도체 & CAD 연구실) ,  심현상 (한국과학기술연구원(KIST) 시스템 연구부) ,  김성일 (한국과학기술연구원(KIST) 시스템 연구부) ,  성만영 (고려대학교 전기공학과 반도체 & CAD 연구실) ,  김용태 (한국과학기술연구원(KIST) 시스템 연구부)

초록
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Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor(MOSFET)의 게이트 유전체로서 실리콘 산화막($SiO_2$)은 두께가 1.5nm 이하로 낮아질 경우 터널링 전류가 증가하여 누설 전류가 증가하게 된다. 이로 인해 사용 전력이 증가하게 되고, 소자의 성능을 떨어뜨리게 된다. 본 논문은 높은 유전상수와 넓은 에너지 밴드 갭을 갖는 $HfO_2$를 RF Magnetron Sputter를 이용하여 증착한 다음 RTA 열처리를 통하여 HfSixOy를 생성하여 전기적 특성을 측정하였다. 실험결과, 열처리 시간이 증가함에 따라 HfSixOy의 분포가 균일해지는 반면 두께가 얇아져서 누설 전류가 증가 하는 것으로 관찰되었다. $HfO_2$를 게이트 유전막으로 증착하였을 경우 $HfO_2/HfSixOy/Si$의 이중 박막 구조가 생겨 유전상수를 떨어뜨리는 반면, 실리콘 기판과 우수한 계면 특성을 갖는 HfSixOy만을 증착할 경우 양질의 단층 게이트 유전막으로 활용가능 할 것으로 사료된다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • HP 개380A를 이용하여 HfSixOy의 전압 변화에 따른 유전용량 변화를 측정하였고, 전류-전압 특성은 HP 4145B를 사용하였다. High-frequency CAV와 Quasi-static C-V 를 측정하여 HfSixOy와 실리콘 계면에서의 Interface trap density를 측정하였다.
  • RTA 열처리 온도는 80CTC이며 열처리 시간은 30 초 간격으로 변화를 주었다. 증착된 HfSixOy 막의 두께는 50A이다.
  • 그러나 HfG도 실리콘 기판과 반웅하여 Hf Silicate를 형성하는 것으로 알려져 있다[2~4]. 본 연구에서는 I广형 실리콘 기판을 이용하여 Pt/HfSixO y/Si 구조를 만들어 전기적 특성을 측정하였다.

대상 데이터

  • 생성하였다. 상부 전극으로는 Pt를 이용하였다. HP 개380A를 이용하여 HfSixOy의 전압 변화에 따른 유전용량 변화를 측정하였고, 전류-전압 특성은 HP 4145B를 사용하였다.
  • 상부 전극으로는 Pt를 이용하였다. HP 개380A를 이용하여 HfSixOy의 전압 변화에 따른 유전용량 변화를 측정하였고, 전류-전압 특성은 HP 4145B를 사용하였다. High-frequency CAV와 Quasi-static C-V 를 측정하여 HfSixOy와 실리콘 계면에서의 Interface trap density를 측정하였다.
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