• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.117-122
• /
• 2001

In this paper, we report on photoelectrochemical etching process of 6H-SiC semiconductor wafer. The etching was performed in two-step process; anodization of SiC surface to form a deep porous layer and thermal oxidation followed by an HF dip. Etch rate of about 615${\AA}$/min was obtained during the anodization using a dilute HF(1.4wt% in H$_2$O) electrolyte with the etching potential of 3.0V. The etching rate was increased with the bias voltage. It was also found out that the adition of appropriate portion of H$_2$O$_2$ into the HF solution improves the etching rate. The etching process resulted in a higherly anisotropic etching characteristics and showed to have a potential for the fabrication of SiC devices with a novel design.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.73-73
• /
• 2009

트렌지스터의 채널 길이가 줄어듦에 따라 절연층으로 쓰이는 $SiO_2$의 두께는 얇아져야 한다. 이에 따라 얇아진 절연층에서 터널링이 발생하여 누설전류가 증가하게 되어 소자의 오동작을 유발한다. 절연층에서의 터널링을 줄여주기 위해서는 High-K와 같은 유전율이 높은 물질을 이용하여 절연층의 두께를 높여주어야 한다. 최근에 각광 받고 있는 High-K의 대표적인 물질은 $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$등이 있다. $HfO_2$, $ZrO_2$와 $Al_2O_3$는 $SiO_2$보다 유전상 수는 높지만 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도와 같은 특성 면에서 $SiO_2$를 완전히 대체하기는 어려운 실정이다. 최근 연구에 따르면 기존의 High-K물질에 금속을 첨가한 금속산화물의 경우 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도의 특성이 향상되었다는 결과가 있다. 이 금속 산화물 중 $HfAlO_3$가 대표적이다. $HfAlO_3$는 유전상수 18.2, 밴드캡 에너지 6.5 eV, 재결정 온도 $900\;^{\circ}C$이고 열역학적 안전성이 개선되었다. 게이트 절연층으로 사용될 수 있는 $HfAlO_3$는 전극과 기판사이에 적층구조를 이루고 있어, 이방성 식각인 건식 식각에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 $BCl_3$/Ar 유도결합 플라즈마를 이용하여 $HfAlO_3$ 박막의 식각 특성을 알아보았다. RF Power 700 W, DC-bias -150 V, 공정압력 15 mTorr, 기판온도 $40\;^{\circ}C$를 기본 조건으로 하여, $BCl_3$/Ar 가스비율, RF Power, DC-bias 전압, 공정압력에 의한 식각율 조건과 마스크물질과의 선택비를 알아보았다. 플라즈마 분석은 Optical 이용하여 진행하였고, 식각 후 표면의 화학적 구조는 X-ray Photoelectron Spectroscoopy(XPS) 분석을 통하여 알아보았다.

• 한국재료학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.263-267
• /
• 2007

Hafnium oxide $(HfO_2)$ films were deposited on Si(100) substrates by remote plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) method at $250^{\circ}C$ using TEMAH [tetrakis(ethylmethylamino)hafnium] and $O_2$ plasma. $(HfO_2)$ films showed a relatively low carbon contamination of about 3 at %. As-deposited and annealed $(HfO_2)$ films showed amorphous and randomly oriented polycrystalline structure. respectively. The interfacial layer of $(HfO_2)$ films deposited using remote PEALD was Hf silicate and its thickness increased with increasing annealing temperature. The hysteresis of $(HfO_2)$ films became lower and the flat band voltages shifted towards the positive direction after annealing. Post-annealing process significantly changed the physical, chemical, and electrical properties of $(HfO_2)$ films. $(HfO_2)$ films deposited by remote PEALD using TEMAH and $O_2$ plasma showed generally improved film qualities compare to those of the films deposited by conventional ALD.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제48권1호
• /
• pp.80-85
• /
• 2011

The crystallization behavior and microstructural change of the glass-ceramics were analyzed as a function of concentration and etching time of the HF solution in order to enhance the degree of crystallinity induced by heterogeneous nucleation of glass of bottom ash containing 15 wt% $Li_2O$. The nucleation site seemed to be generated where the Si ion was eluted. The main crystal phases in the glass-ceramics fabricated in this study were $\beta$-spodumene and $Li_2SiO_3$. The specimens etched with HF of 0.5 vol% within 0~60 seconds showed increased crystalline peak intensities in XRD pattern with etching time compared to no-etched one. Also the crystal size and crystal occupancy in the glass matrix observed by SEM were increased with etching time. For the glass-ceramics etched with 1.0 and 2.0 vol% HF solution, the etching time over 10 s was not effective to increase the crystallinity. From this study, it was found that the glass-ceramics with the higher crystallinity could be obtained by HF-etching followed by heat treatment process, even though the nucleating agent or 2-stages thermal treatment process were not used.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.219-219
• /
• 2010

기존의 플로팅 타입의 메모리는 소자의 소형화에 따른 인접 셀 간의 커플링 현상과 전계에 따른 누설전류의 증가 등과 같은 문제가 발생한다. 이에 대한 해결책으로서 전하 저장 층을 폴리실리콘에서 유전체를 사용하는 SONOS 형태의 메모리와 NFGM (Nano-Floating Gate Memory)연구가 되고 있다. 그러나 높은 구동 전압, 느린 쓰기/지우기 속도 그리고 10년의 전하보존에 대한 리텐션 특성을 만족을 시키지 못하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결 하고자 터널베리어를 엔지니어링 하는 TBM (Tunnel Barrier Engineering Memory) 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. TBM 기술은 터널 층을 매우 얇은 다층의 유전체를 사용하여 전계에 따른 터널베리어의 민감도를 증가시킴으로써 빠른 쓰기/지우기 동작이 가능하며, 10년의 전하 보존 특성을 만족 시킬 수 있는 차세대 비휘발성 메모리 기술이다. 또한 고유전율 물질을 터널층으로 이용하면 메모리 특성을 향상 시킬 수가 있다. 일반적으로 TBM 기술에는 VARIOT 구조와 CRESTED 구조로 나눠지는데 본 연구에서는 두 구조의 장점을 가지는 Staggered tunnel barrier 구조를 $Si_3N_4$와 HfAlO을 이용하여 디자인 하였다. 이때 HfO2와 Al2O3의 조성비는 3:1의 조성을 갖는다. $Si_3N_4$와 HfAlO을 각각 3 nm로 적층하여 리세스(Recess) 구조의 트랜지스터를 제작하여 차세대 비휘발성 메모리로써의 가능성을 알아보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2008년도 제35회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.159-159
• /
• 2008

• 전기학회논문지
• /
• 제56권2호
• /
• pp.349-354
• /
• 2007

In this work, we investigated etching characteristics of $HfO_2$ thin film and Si using inductive coupled plasma(ICP) system. The ion energy distribution functions in an ICP system was analyzed by quadrupole mass spectrometer(QMS) with an electrostatic ion energy analyzer. The maximum etch rate of $HfO_2$ thin film is 85.5 nm/min at a $BCl_3/(BCl_3+Ar)$ of 20 % and decreased with further addition of $BCl_3$ gas. From the QMS measurements, the most dominant positive ion energy distributions(IEDS) showed a maximum at 20 % of $BCl_3$. These tendency was very similar to the etch characteristics. This result agreed with the universal energy dependency of ion enhanced chemical etching yields. And the maximum selectivity of $HfO_2$ over Si is 3.05 at a $O_2$ addition of 2 sccm into the $BCl_3/(BCl_3+Ar)$ of 20 % plasma.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
• /
• pp.117-118
• /
• 2006

In this work, we investigated etching characteristics of $HfO_2$ thin film and Si using inductive coupled plasma (ICP) system. The ion energy distribution functions in an inductively coupled plasma was analyzed by quadrupole mass spectrometer with an electrostatic ion energy analyzer. The maximum etch rate of $HfO_2$ is 85.5 nm/min at a $BCl_3/(BCl_3+Ar)$ of 20% and decreased with further addition of $BCl_3$ gas. From the QMS measurements, the most dominant positive ion energy distributions (IEDs) showed a maximum at 20 % of $BCl_3$. These tendency was very similar to the etch characteristics. This result agreed with the universal energy dependency of ion enhanced chemical etching yields. And the maximum selectivity of $HfO_2$ over Si is 3.05 at a O2 addition of 2 sccm into the $BCl_3/(BCl_3+ Ar)$ of 20% plasma.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.373-373
• /
• 2014

Resistive-change random access memory (ReRAM) device is one of the promising candidates owing to its simple structure, high scalability potential and low power operation. Many resistive switching devices using transition metal oxides materials such as NiO, Al2O3, ZnO, HfO2, $TiO_2$, have attracting increased attention in recent years as the next-generation nonvolatile memory. Among various transition metal oxides materials, HfO2 has been adopted as the gate dielectric in advanced Si devices. For this reason, it is advantageous to develop an HfO2-based ReRAM devices to leverage its compatibility with Si. However, the annealing temperature of these high-k thin films for a suitable resistive memory switching is high, so there are several reports for low temperature process including microwave irradiation. In this paper, we demonstrate the bipolar resistive switching characteristics in the microwave irradiation annealing processed Ag/HfO2/Pt ReRAM device. Compared to the as-deposited Ag/HfO2/Pt device, highly improved uniformity of resistance values and operating voltage were obtained from the micro wave annealing processed HfO2 ReRAM device. In addition, a stable DC endurance (>100 cycles) and a high data retention (>104 sec) were achieved.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
• /
• 한국세라믹학회 2003년도 춘계총회 및 연구발표회 초록집
• /
• pp.35.1-35
• /
• 2003