• 제목/요약/키워드: Ta2O5 film

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DRAM 커패시터용 $Ta_2O_5$ 박막의 전기적 특성에 미치는 전극의존성 (The Effects of Electrode Materials on the Electrical Properties of $Ta_2O_5$ Thin Film for DRAM Capacitor)

  • 김영욱;권기원;하정민;강창석;선용빈;김영남
    • 한국재료학회지
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    • 제1권4호
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    • pp.229-235
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    • 1991
  • $Ta_2O_5$ 박막은 실리콘산화막, 실리콘질화막 박막에 비해 유전율은 높으나 누설전류밀도가 높고, 절연파괴강도가 낮아 DRAM의 커패시터용 재료로서 실용화가 되지 못하고 있다. 본 연구에서는 LPCVD법으로 형성시킨 $300{\AA}$ 두께의 $Ta_2O_5$ 유전체박막에 대해 후속열처리 또는 전극재료를 변화시켜 열악한 전기적 특성의 원인을 규명하고자 하였다. 그 결과 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 박막은 전극에 의한 환원반응에 의해 전기적 특성이 열화됨을 알 수 있었고, 이를 TiN 전극의 사용으로 억제시킬 수 있었다. 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 $Ta_2O_5$ 유전체는 누설정류밀도가 $10^{-1}A/cm^2$, 절연파괴강도가 1.5MV/cm 정도였으며, $800^{\circ}C$에서 $O_2$열처리를 하면 전기적 특성은 개선되나, 유전율이 낮아진다 TiN 전극을 채용할 경우 누설전류밀도 $10^{-6}~10^{-7}A/cm^2$, 절연파괴강도 7~12MV/cm 로 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 박막과 비슷한 $Ta_2O_5$ 고유전막을 얻을 수 있었다.

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Ta$_2$O$_5$ 박막전해질 EC 창의 전기화학 및 광학적 특성에 관한 연구 (Electrohemical and optical properties of Ta$_2$O$_5$ thin film electrolyte EC windows)

  • 김용혁;백지흠;조원일;윤경석;박인철;주재백
    • 한국표면공학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.231-238
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    • 1997
  • Tantalum oxide thin filme has an amorphous structure and a high resistivity. Its stoichiometric structure was $Ta_2O_{5.3}$ and the transmission ratio was 80%. The high resistivity of $Ta_2O_{5.3}$ thin film electrolyte made an EC windows without electrical shottness, but the bleached/colored cur rent was very low because of the low ion conductivith. Upon adding moisture into the system, the $\Delta$T increased upto 25 %. proton concentration increase was the main cases to improve optical property. The influence of adding precious or transition metal film(~100 $\AA$ thickness) in $Ta_2O_5$layer on the color change performance was observed. The metal insertion layers had formed hydroxide and they behaved as a stable proton source. The transmission diffrnece and cycle life were greatly enhanced in the case of Ti inssertion.The $\Delta$T was 50% and the cycle life was 18, 000.

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Ammonium Tartrate를 전해질로 사용한 $Ta_2O_5$의 음극 산화 공정 (The Process of Anode Oxidation on $Ta_2O_5$ by Electrolyte of Ammonium Tartrate)

  • 허창우
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.1088-1094
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    • 2006
  • [ $Ta_2O_5$ ]절연막을 제조하기 위하여 ANODE OXIDATION 공정을 수립하였다. Electrolyte에서의 전압강하는 정전류 모드에서 예상되는 전압의 변화에는 영향을 주지 않지만, 정전압모드에서 전류의 변화에 영향을 주는 것으로 나타났다. 전해질에서의 전압 강하가 음극산화 전압과 같은 값을 갖는 경우, 전류는 $Ta_2O_5$/전해질 계면에서의 전압 강하가 증가함에 따라 logarithmic한 형태로 변화하는 것으로 나타났다. 음극 $Ta_2O_5$ 절연막 제조공정에 있어서 전해질에서의 전압 강하는 정전류 모드에서 두께의 손실을 발생시키지만, 정 전압 모드에서 다시 복원되기 때문에, 최종 두께는 음극산화 전압에 비례하는 것으로 나타났다. 음극 $Ta_2O_5$ 절연막의 전기적 특성을 조사한 결과, 항복전압은 Electrolyte의 농도와 Anodization Current 반비례하는 것으로 나타났다. 절연막의 두께가 $1500\AA$일 때 Breakdown Voltage는 350volt. 유전상수는 29로 측정되었다.

온도가 W /Ta$_2$O$_5$ 5/ Si 구조의 전기적 특성에 미치는 영향 (The temperature effect on the electrical properties of W /Ta$_2$O$_5$/ Si structures)

  • 장영돈;박인철;김홍배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.71-74
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    • 1996
  • Ta$_2$O$_{5}$ film ale recognized as promising capacitor dielectric for future DRAM\`s. The electrical properties of Ta$_2$O$_{5}$films greatly depend on the heating condition. In the practical fabrication process, several annealing process, such as the annealing of Al in H$_2$(about 40$0^{\circ}C$) and reflow of BPSG (borophosphosilicate glass) film in $N_2$(about 80$0^{\circ}C$), exist after deposition of Ta$_2$O$_{5}$ film. In this paper, we describe the temperature effect on the electrical properties of W/Ta$_2$O$_{5}$/Si structure. The thin film of Ta$_2$O$_{5}$ and tungsten have been deposited on p-si(100) wafer using the sputtering system. The heating temperature was varied from 500 to 90$0^{\circ}C$ in $N_2$for 30min and The degree of temperature is 100\`C. In a log(J/E$^2$) Vs 1/E plot of typical I-V data, we find a linear relationship for the temperature of 500, $600^{\circ}C$ and as deposition. This could indicate Fowler-Nordheim tunneling as the dominant mode of current transports. However, we can not find a linear relationship for the temperature above $700^{\circ}C$. This could not indicate Fowler-Nordheim tunneling as the dominant mode of current transport. The high frequency (1MHz) capacitance-voltage (C-V) of W/Ta$_2$O$_{5}$/Si Capacitor were investigated on the basis of shift in the threshold voltage and dielectric constant. The magnitude of the threshold voltage and dielectric constant depends on the heating temperature, and increases with heating temperature.temperature.

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$CF_{4}$ 기체를 이용한 $Ta_{0.5}Al_{0.5}$ 합금 박막의 플라즈마 식각 (Application of $CF_{4}$ plasma etching to $Ta_{0.5}Al_{0.5}$ alloy thin film)

  • 신승호;장재은;나경원;이우용;김성진;정용선;전형탁;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.60-63
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    • 1999
  • Ta-Al 합금 박막의 건식식각에 대하여 조사하였다. $CF_{4}$ 기체를 이용한 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching, RIE)이 1:1 조성의 Ta-Al 합금 박막의 식각에 적용될 수 있음을 확인하였으며, 식각속도는 $67{\AA}/min$으로 측정되었다. 그리고 $CF_{4}$ 기체는 Ta-Al 합금 박막과 $SiO_{2}$ 층간에 선택성이 없다는 것이 확인되었으며, $SiO_{2}$ 층의 식각속도는 Ta-Al 박막의 경우보다 약 12배 빠른 $800{\AA}/min$으로 측정되었다. 그 외에 $CF_{4}$ 기체를 이용한 반응성 이온 식각에서는 Shiepley 1400-27 Photo Resist 보다 AZ 5214 Photo Resist가 더 안정적이라는 것이 조사되었다.

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Characterization of Thin Film Transistor using $Ta_2O_5$ Gate Dielectric

  • Um, Myung-Yoon;Lee, Seok-Kiu;Kim, Hyeong-Joon
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2000년도 제1회 학술대회 논문집
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    • pp.157-158
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    • 2000
  • In this study, to get the larger drain current of the device under the same operation condition as the conventional gate dielectric SiNx thin film transistor devices, we introduced new gate dielectric $Ta_2O_5$ thin film which has high dielectric constant $({\sim}25)$ and good electrical reliabilities. For the application for the TFT device, we fabricated the $Ta_2O_5$ gate dielectric TFT on the low-temperature-transformed polycrystalline silicon thin film using the self-aligned implantation processing technology for source/drain and gate doping. The $Ta_2O_5$ gate dielectric TFT showed better electrical performance than SiNx gate dielectric TFT because of the higher dielectric constant.

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Laser CVD에 의한 $Ta_2O_5$ 형성과 그 특성 (The fabrication of Laser CVD $Ta_2O_5$ and its characteristics)

  • 홍성훈;류지호;양지운;김종관;허윤종;성영권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1439-1441
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    • 1994
  • This paper propose a new $Ta_2O_5$ film fabrication technique by Laser CVD. Laser CVD is noticable that film formation can be done at low temperature with less damage. After film deposition, the characteristics of Laser CVD $Ta_2O_5$ film is evaluated.

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MOS구조에서의 원자층 증착 방법에 의한 $Ta_2O_{5}$ 박막의 전기적 특성에 관한 연구 (A Study on the Electrical Properties of $Ta_2O_{5}$ Thin Films by Atomic Layer Deposition Method in MOS Structure)

  • 이형석;장진민;임장권;하만효;김양수;송정면;문병무
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제52권4호
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    • pp.159-163
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    • 2003
  • ln this work, we studied electrical characteristics and leakage current mechanism of $Ta_2O_{5}$ MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) devices. $Ta_2O_{5}$ thin film (63 nm) was deposited by ALD(Atomic Layer Deposition) method at temperature of 235 $^{\circ}C$. The structures of the $Ta_2O_{5}$ thin films were examined by XRD(X-Ray Diffraction). From XRD, it is found that the structure of $Ta_2O_{5}$ is single phase and orthorhombic. From capacitance-voltage (C-V) anaysis, the dielectric constant was 19.4. The temperature dependence of current density-electric field (J-E) characteristics of $Ta_2O_{5}$ thin film was studied at temperature range of 300 - 423 K. In ohmic region (<0.5 MV/cm), the resistivity was 2.456${\times}10^{14}$ ($\omega{\cdot}cm$ at 348 K. The Schottky emission is dominant at lower temperature range from 300 to 323 K and Poole-Frenkel emission is dominant at higher temperature range from 348 to 423 K.

원자층 증착 방법에 의한 $Ta_2O_5$ 박막의 전기적 특성 (The Electrical Properties of $Ta_2O_5$ Thin Films by Atomic Layer Deposition Method)

  • 이형석;장진민;장용운;이승봉;문병무
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 일렉트렛트 및 응용기술
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    • pp.41-46
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    • 2002
  • In this work, we studied electrical characteristics and leakage current mechanism of Au/$Ta_2O_5$/Si metal-oxide-semiconductor (MOS) devices. $Ta_2O_5$ thin film (63nm) was deposited by atomic layer deposition (ALD) method at temperature of $235^{\circ}C$. The structures of the $Ta_2O_5$ thin films were examined by X-Ray Diffraction (XRD). From XRD, the structure of $Ta_2O_5$ was single phase and orthorhombic. From capacitance-voltage (C-V) analysis, the dielectric constant was 19.4. The temperature dependence of current-voltage (I-V) characteristics of $Ta_2O_5$ thin film was studied from 300 to 423 K. In ohmic region (<0.5 MVcm${-1}$), the resistivity was $2.4056{\times}10^{14}({\Omega}cm)$ at 348 K. The Schottky emission is dominant in lower temperature range from 300 to 323 K and Poole-Frenkel emission dominant in higher temperature range from 348 to 423 K.

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