$HfO_2$ 박막과 Si 기판사이에 다양한 산화제로 증착한 $Al_{2}O_{3}$ 방지막을 사용한 경우에 대한 고찰

최근 logic 소자의 gate oxide로 기존의 $SiO_2$, SiON보다 고유전, 작은 누설전류를 가지는 물질의 개발이 중요한 이슈가 되고 있다. 본 실험실에서는 Si 기판위에 $HfO_2$ 를 바로 증착하는 경우, 기판의 Si 이박막내로 확산하여 유전율이 저하되는 문제점을 인식하고, 기판과 $HfO_2$ 사이에 $AlO_x$를 방지막으로 사용하였다. 이 때, $AlO_x$의 Al precursor 는 TMA 로 고정하고, 산화제로는 $H_2O, O_2$-plasma, O_3$ 를 각각 사용하였다. 모든 $AlO_x/HfO_y$ 박막에서 매우 우수한 누설전류특성을 얻을 수 있었는데, 특히 $O_3$ 를 산화제로 사용한 $AlO_x$ 방지막의 경우 가장 우수한 특성을 보였다. 또한 질소 분위기에서 $800^{\circ}C$ 10 분간 열처리한 후, 방지막을 사용한 모든 경우에서 보다 향상된 열적 안정성을 관찰할 수 있었다.