• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.411-418
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• 2000

DC 반응성 스퍼터링법을 이용하여 스퍼터링 가스내 산소함량을 30~70%의 범위에서 변화시키며 상온에서 300 nm 두께의 $Al_2O_3$ 박막을 제조하였다. 스퍼터링 가스내 산소함량 30~70%의 조건에서 모두 비정질 $Al_2O_3$ 박막이 성막되었으며, 스퍼터링 가스내 산소함량에 무관하게 1.58 정도의 굴절계수를 나타내었다. 스퍼터링 가스내 산소함량 50 % 이상의 조건으로 증착한 $Al_2O_3$ 박막은 550 nm 파장에서 98% 정도의 우수한 투과도를 나타내었으나, 산소함량 30% 및 40%의 조건에서는 투과도가 94% 정도로 저하하였다. 스퍼터링 가스내 산소함량 50%의 조건으로 성막한 $Al_2O_3$ 박막의 유전상수는 10.9, 손실계수는 0.01로 최적의 유전특성을 나타내었다. 스퍼터링 가스내 산소함량 40~60%의 조건으로 증착한 $Al_2O_3$박막은 C-V곡선에서 flatband 전압 $V_{FB}$의 이동이 발생하지 않았으며, 150 kV/cm에서 $10^{-5}\textrm{A/cm}^2$ 이하의 우수한 누설전류 특성을 나타내었다.

• 센서학회지
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• 제6권1호
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• pp.56-62
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• 1997

고주파 마그네트론 스펏터링법을 이용하여 La 성분비에 따른 PLT 박막을 제조하였다. 낮은 분위기압력하에서 PLT 박막은 높은 C 축 배향성을 보였다. PLT 박막의 C축 배향성은 분위기 압력과 La 성분비가 증가할수록 XRD 와 SEM 분석에서 감소함을 확인하였다. La의 성분비가 증가할수록 PLT 박막의 비유전율은 증가하였으며 잔류분극은 감소하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1352-1354
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• 1998

$LiNbO_3$ transistor showed relatively stable characteristic, low interface trap density, and large remanent polarization. This paper reports ferroelectric $LiNbO_3$ thin films grown directly on p-type Si(100) substrates by 13.56 MHz rf magnetron sputtering system for FRAM applications. To take advantage of low temperature requirement for growing films, we deposited $LiNbO_3$ films lower than $300 ^{\circ}C$. RTA(Rapid Thermal Anneal) treatment was performed for as-deposited films in an oxygen atmosphere at $600^{\circ}C$ for 60 sec. We learned from X-ray diffraction that the RTA annealed films were changed from amorphous to poly-crystalline $LiNbO_3$ which exhibited (012), (015), and (022) orientations. The I-V characteristics of $LiNbO_3$ films before and after anneal treatment showed that RTA improved the leakage current of films. The leakage current density of films decreased from $10^{-5}$ to $10^{-7} A/cm^2$ at room temperature measurement. Breakdown electric field of the films exhibited higher than 500 kV/cm. The C-V curves showed the clockwise hysteresis represents ferroelectric switching characteristics. From C-V curves, we calculated dielectric constant of thin film $LiNbO_3$ as 27.5 which is close to that of bulk value.

• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.317-322
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• 1998

플라즈마 화학기상증착법에 의해 증착된 저유전율 SiOF박막의 물성 안정화를 위하여 증착후 $N_2O$플라즈마로 열처리함으로써 그 특성을 평가하였다. SiOF박막은 대기방치 및 열처리에 불안정한 성질을 가진다. SiOF 박막은 박막내의 F-Si-F 결합의 존재 때문에 흡습현상이 발생하며, 박막내의 F함량이 증가함에 따라 수분 흡수가 증가한다. 또한 열처리를 거치면서 F이 탈착되어 박막내의 F함량이 감소한다. $N_2O$플라즈마 열처리는 표면에 얇은 SiON층을 형성시킴으로써 박막을 안정화시키는데 효과적이었다. 그러나 장시간의 N/sun 2/O플라즈마 열처리는 유전율을 크게 증가시킨다. 따라서 $N_2O$플라즈마 열처리에 의한 유전율의 증가없이 물성을 안정화 시키기 위해서는, 대기방치나 열처리에 의한 안정화 효과를 유지하면서 $N_2O$플라즈마 열처리에 의한 유전율의 증가를 최소화시킬 수 있는 공정의 확립이 필요하다.

• 한국재료학회지
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• 제9권12호
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• pp.1211-1215
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• 1999

a-C:F 박막은 $C_2F_6$와 $CH_4$를 원료 가스로 하여 증착온도를 상온에서 300$^{\circ}C$까지 변화시켜가면서 ECRCVD 방법으로 증착하였다. 기판과 a-C:F 막 사이의 밀착력 향상을 위해 약 500$^{\AA}C$두께의 DLC 박막을 기판 위에 증착하였다. 증착 온도에 따라 형성된 a-C:F 박막의 증착률, 화학적 결합상태, 결합구조와 원소의 조성비 등을 FTIR, XPS, AFM, 그리고 C-V측정으로부터 분석하였다. 증착 속도와 불소의 함량은 증착온도가 증가할수록 감소하였다. 불소의 상대원자비는 상온에서 증착한 경우 53.9at.%였으며, 300$^{\circ}C$에서 증착한 경우 41.0at.%로 감소하였다. 유전 상수는 증착온도가 상온에서 300$^{\circ}C$까지 증가함에 따라 2.45에서 2.71까지 상승하였다. 증착온도가 증가함으로써 막의 수축은 줄어들었으며 이는 높은 증착온도에서 막의 crosslinking 구조가 증가되었기 때문이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.222-227
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• 2020

페로부스카이트(Perovskite) 구조의 Pb(Zr,Ti)O₃(PZT)는 우수한 강유전 특성으로 인해 유전체, 압전체, 초전체 재료로 널리 사용된다. Pb_1.3(Zr_0.52Ti_0.48)O₃조성의 스퍼터링 타겟을 제조하여 RF 마그네트론 스퍼터링 공정으로 PZT박막을 형성하였다. PZT박막은 동일 스퍼터링 출력으로 연속 제조한 단층형 PZT와 2단계화한 스퍼터링 출력으로 제조한 2층형 PZT박막으로 구분하여 제조하였다. 2층형의 PZT는 저출력의 스퍼터링 조건으로 제작한 하부층과, 단층형 PZT와 동일한 조건으로 제작한 상부층으로 이루어진다. 제조한 박막에 대한 엑스선 회절분석결과, 단층형 PZT에서는 페로부스카이트상(Perovskite Phase)과 미소한 파이로클로르상(Pyrochlore Phase)이 혼합된 상태로 존재하나, 2층형 PZT에서는 페로부스카이트상만이 검출되었다. 전자현미경과 원자힘 현미경으로 표면상태를 관찰한 결과, 2층형 PZT박막의 상부는 단층형에 비해 치밀하고 평활한 표면상태를 나타냈으며, 단층형에 비해 낮은 표면거칠기값(RMS)을 보였다. 또한 이층형 PZT는 단층형에 비해 우수한 대칭성의 분극곡선형태를 보였고, 단층형에 비해 매우 저감된 1×10^-5 A/㎠ 이하수준의 누설전류 특성을 나타냈다. 이층형 PZT에서 보이는 이러한 현상은 치밀하게 형성한 하부 PZT층이 순차적으로 형성되는 상부PZT내의 미소 파이로클로르상 형성을 억제하여, 순수한 페로부스카이트상으로의 성장을 유도한 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.33-40
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• 1998

The composite SiO$_2$/Si$_3$N$_4$/SiO$_2$(ONO) film formed by oxidation on nitride film has been widely studied as DRAM stacked capacitor multi-dielectric films. Load lock(L/L) LPCVD system by HF cleaning is used to improve electrical capacitance and to scale down of effective thickness for memory device, but is brings a new problem. Nitride film deposited using HF cleaning shows selective deposition on poly silicon and oxide regions of capacitor. This problem is avoidable by carpeting chemical oxide using $H_2O$$_2$cleaning before nitride deposition. In this paper, we study the limit of nitride thickness for abnormal oxidation and the initial deposition time for nitride deposition dependent on underlayer materials. We proposed an advanced fabrication process for stacked capacitor in order to avoid selective deposition problem and show the usefulness of nitride deposition using L/L LPCVD system by $H_2O$$_2$cleaning. The natural oxide thickness on polysilicon monitor after HF and $H_2O$$_2$cleaning are measured 3~4$\AA$, respectively. Two substrate materials have the different initial nitride deposition times. The initial deposition time for polysilicon is nearly zero, but initial deposition time for oxide is about 60seconds. However the deposition rate is constant after initial deposition time. The limit of nitride thickness for abnormal oxidation under the HF and $H_2O$$_2$cleaning method are 60$\AA$, 48$\AA$, respectively. The results obtained in this study are useful for developing ultra thin nitride fabrication of ONO scaling and for avoiding abnormal oxidation in stacked capacitor application.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1993년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1295-1297
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• 1993

Properties of oxynitride films oxidized by $N_2O$ gas after thermal oxidation and $N_2O$ oxide films directly oxidized using $N_2O$ gas on the bare silicon wafer have been studied. Through the AES analysis, Nitrogen pile-up at the interface of Si/oxynitride and Si/$N_2O$ oxide has observed. Also, it could be presumed that there are differences in the mechanism of the growth of film by observing film growth. $N_2O$ oxide and oxynitride films have the self-limited characteristics. Therefore, it will be possible to obtain ultra-thin films. Nitrogen pile-up at the interfaces Si/oxynitride and Si/$N_2O$ oxide strengthens film structure and improves dielectric reliability. Although fixed charge densities and interface trap densities of $N_2O$ oxide and oxynitride films has somewhat higher than those of thermal $SiO_2,\;N_2O$ oxide and oxynitride films showed improved I-V characteristics and constant current stress.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.173-173
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• 2010

$Bi_4Ti_3O_{12}$ ($B_4T_3$) is a unique ferroelectric material that has a relatively high dielectric constant, high Curie temperature, high breakdown strength, and large spontaneous polarization. As a result this material has been widely studied for many applications, including nonvolatile ferroelectric random memories, microelectronic mechanical systems, and nonlinear-optical devices. Several reports have appeared on the use of Mn dopants to improve the electrical properties of $B_4T_3$ thin films. Mn ions have frequently been used for this purpose in thin films and multilayer capacitors in situations where intrinsic oxygen vacancies are the major defects. However, no systematic study of the optical properties of $B_4T_3$ films has appeared to date. Here, we report optical data for these films, determined by spectroscopic ellipsometry (SE). We also report the effects of thermal annealing and Mn doping on the optical properties. The SE data were analyzed using a multilayer model that is consistent with the original sample structure, specifically surface roughness/$B_4T_3$ film/Pt/Ti/$SiO_2$/c-Si). The data are well described by the Tauc-Lorentz dispersion function, which can therefore be used to model the optical properties of these materials. Parameters for reconstructing the dielectric functions of these films are also reported. The SE data show that thermal annealing crystallizes $B_4T_3$ films, as confirmed by the appearance of $B_4T_3$ peaks in X-ray diffraction patterns. The bandgap of $B_4T_3$ red-shifts with increasing Mn concentration. We interpret this as evidence of the existence deep levels generated by the Mn transition-metal d states. These results will be useful in a number of contexts, including more detailed studies of the optical properties of these materials for engineering high-speed devices.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.7-15
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• 2004

The ferroelectric SBT thin films as a material of capacitors for non-volatile FRAMs have some problems that its remanent polarization value is relatively low and the crystallization temperature is quite high abovc 80$0^{\circ}C$. Therefore, in this paper, SBTN solution with S $r_{0.9}$B $i_{2.1}$T $a_{1.8}$N $b_{0.2}$$O_{9}$ composition was synthesized by sol-gel method. Sr(O $C_2$ $H_{5}$)$_2$, Bi(TMHD)$_3$, Ta(O $C_2$ $H_{5}$)$_{5}$and Nb(O $C_2$ $H_{5}$)$_{5}$ were used as precursors, which were dissolved in 2-methoxyethanol. SBTN thin films with 200 nm thickness were deposited on Pt/Ti $O_2$/ $SiO_2$/Si substrates by spin-coating. UV-irradiation in a power of 200 W for 10 min and rapid thermal annealing in a 5-Torr-oxygen ambient at 76$0^{\circ}C$ for 60 sec were used to promote crystallization. The films were well crystallized and fine-grained after annealing at $650^{\circ}C$ in oxygen ambient. The electrical characteristics of 2Pr=11.94 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$, Ps＋/Pr＋=0.54 at the applied voltage of 5 V were obtained for a 200-nm-thick SBTN films. This results show that 2Pr values of the UV irradiated and rapid thermal annealed SBTN thin films at the applied voltage of 5 V were about 57% higher than those of no additional processed SBTN thin films. thin films.lms.s.s.