DRAM capacitor 의 응용을 위한 ALD기법을 사용하여 증착한 HfLaO의 전기적 특성에 관한 연구

Abstract

메모리 소자가 점점 작아짐에 따라 파워 효율이 좋아지고 거기에 드는 가격하락의 장점을 가져왔다. 이런 장점을 가지기 위해 절연체로 사용되는 silicon dioxide를 대체하기 위한 물질개발이 필요하다. 3nm보다 얇은 두께에서는 silicon dioxide는 많은 누설전류가 흐르므로 절연체로 사용되기 위해 많은 물질에 관한 연구가 이루어졌다. 특히, La이 도핑된 HfLaO의 경우 가장 각광받는 물질 중 하나이다. 이 물질을 증착하는 방법에는 여러 가지 방법이 있다. 그 중에서 원자층증착법이 현재 각광을 받고 있다. 원자층증착법은 높은 conformality, 상대적으로 정확한 두께 조절, 상대적으로 정확한 합성비율 등으로 가장 좋은 증착방법이다. 본 논문에서는 원자증착법을 이용하여 La이 도핑된 HfLaO를 절연체로 사용하여 전극/절연체/전극 구조를 제작한 다음 전기적 특성을 살펴보았다. Hf의 소스로는 $Hf(NEtMe)_4$ 를 이용하였고, La의 소스로는 $La(iPrCp)_3$ 이 사용되었다. 가장 먼저, $HfO_2$ 와 $La_2O_5$ 의 증착조건을 확립한 다음, La이 도핑된 HfLaO에 관해 연구하였다. 그 결과, La-dope HfLaO 는 La 소스주입 시간이 5초일때 약 34의 유전상수를 보였고 EOT는 $7.09\Aring$, 누설전류 $2 \times 10^{-7} A/cm^2$ (@-1V/nm)의 전기적 특성을 보였다. 이 수치는 50nm급 DRAM 축전기에 사용될 수 있는 값이다.