Abstract
$CeO_2$ thin films as insulator for MFISFET (Metal-ferroelectric-insulator- semiconductor-field effect transistor) were deposited by r.f. magnetron sputtering. Ar and $O_2$ gas as the deposition gas were used and the effects of oxygen partial pressure during sputtering on texture and electrical properties of $CeO_2$ thin films were evaluated. All $CeO_2$ thin films deposited on p-type Si(100) substrate at $600^{\circ}C$ exhibited (200) preferred orientation. The films deposited with only Ar gas among various condition had highest preferred orientation but show large hysteresis characteristics in capacitance-voltage measurement due to relatively many charged paricles and roughness. Films show smooth surface state and good C-V characteristics with increasing oxygen partial pressure. It was thought that this trend in C-V characteristics was due to the amount of mobile ionic charge within $CeO_2$ films. The composition of films show oxygen excess, that is, O/$Ce_2$ ratio of films was 2.22~2.42 range and leakage current of films show $10^{-7}~10^{-8}A$order at 100 kV/cm.
MFISFET(Metal-ferroelectric-insulator-semiconductor-field effect transistor)에의 적용을 위한 절연체로서 CeO$_2$ 박막을 r.f. magnetron sputtering법에 의해 제조하였다. 스퍼터링시 증착개스는 Ar과 $O_2$를 사용하였으며 산소분압비에 따른 $CeO_2$박막의 결정성 및 전기적 특성에 미치는 영향을 평가하였다. p형-Si(100)기판 위에 $600^{\circ}C$에서 증착된 $CeO_2$ 박막들은(200)방향으로 우선방향성을 가지고 성장하였으며 Ar만으로 증착된 박막의 우선방향성은 증가하였으나 상대적으로 많은 하전입자와 표면 거칠기로 인해 C-V특성에서 큰 이력특성을 보였고 산소분압비가 증가함에 따라 양호한 특성을 보였다. 이것은 이동가능한 이온전하의 감소에 기인한다고 할 수 있다. Ce:O의 비는 모든 박막에서 1:2.22~2.42를 보여 산소과잉의 조성을 나타냈으며 산소분압비에 따라 제조된 박막들의 누설전류값은 100 kV/cm의 전계에서 $10^{-7}$~$10^{-8}$A의 차수를 보였다.