| 초록 |
High k gate oxide에서 질소를 박막 내부에 포함시키는 공정은 CET 및 누설전류 감소, 재결정화 온도 상승 등의 몇 가지 이익을 가져다준다. 그러나 불필요하게 많은 양의 질소가 gate oxide의 계면에 포함될 경우 소자의 성능저하가 유발될 수 있기 때문에 질소가 포함되는 위치 및 양을 정확하게 조절할 필요가 있다. 또한 질소의 포함으로 인해 발생될 수 있는 박막 내 trap charge로 작용할 수 있는 결함을 줄여야한다. 이번 연구에서는 질화된 middle layer (HfO2/HfOxNy/HfO2) 가 포함된 plasma enhanced atomic layer deposition (PE-ALD) HfO2 gate oxides 박막을 제작하여 그 특성을 관찰하였다. 질화된 약 2 nm의 middle layer는 in situ 공정을 이용, N/O mixture plasma (denoted as HfON)나 PE-ALD HfN (denoted as HfONO)를 5 cycle의 HfO2 박막 (약 1 nm) 사이에 증착함으로써 이루었다. 박막의 증착 결과 HfONO 박막이 HfON이나 HfO2 박막보다 hysteresis, CET 그리고 재현성 면에서 가장 우수한 특성을 보여주었다. 게다가 10 at% 이상의 높은 질소양으로 인해 열적 안정성을 향상시킬 수 있었다. 이 결과들은 I-V, C-V, conductance methods, 그리고 synchrotron을 이용한 X-ray photoelectron spectroscopy 및 near edge X-ray absorption fine structure 등의 다양한 분석 방법을 이용해서 연구되었다. |
