| 초록 |
최근 DRAM(dynamic random acess memory)분야나 분극전환에 의한 비휘발성 RAM(FRAM)과 같은 고집적 기억소자에 있어서 고유전율을 가지는 유전체의 박막 커패시터의 도입이 필연적으로 요구되고 있다. 그러한 분야에 있어 기존의 transistor는 커패시터로SiO2나 Si3N4를 사용하고 있다. 그러나 그러한 물질들은 유전상수가 낮을뿐만 아니라 용량의 향상을 위해 복잡한 구조를 형성해야 하기때문에 공정상의 어려움에 접하게 되어 이미 그 한계를드러내고 있다. 따라서 간단한 커패시터의 구조가 가능한 고유전율을 가지는 물질에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있으며 그 중에서도 높은 잔류극성을 가지고 높은 유전상수를 가지는 PZT(Lead Zirconium Titanate)에 관한 관심이 고조되고 있다.[1] 하지만 기존의 transistor의 커패시터 구조인 Si3N4/Si 형태로 PZT/Si 막을 형성할 경우에 Silicon과 PZT가 inter-diffusion되는 큰 문제를 가진다. 이러한 이유로 Silicon에 PZT가diffusion 되는 것을 막기위한 새로운 전극 물질 혹은 diffusion barrier의 형성이 요구된다. 전극으로는 전도성을 가지는 물질인 백금[2], RuOx[3], IrOx[4]등과 또는 꽤 높은 유전상수를 가지며PZT와 Si간의 diffusion을 막아주어 MFSFET(metal-ferroelectric-semiconductor-field-effecttransistor)로 사용이 가능한 TiO2, SrTiOx[5]가 있다. 전자의 금속전극의 경우로는 대부분Pt/PZT/Pt/SiO2/Si 형태로의 연구가 진행되고 있다. 그리고 금속전극에 관한 연구와 함께MFSFET구조를 만들 수있는 TiO2 등을 이용한 buffer layer의 성질과 특성에 관한 연구도 진행되고 있다. 본 연구에서는 화학적 균일성을 가지며 성분함량의 조절이 용이하고 간단한 제조 공정을 가지는 졸-겔법[6]에 의해서 PZT 박막의 성장이 수행되었고 또 diffusion barrier로서 TiO2를 쓴PZT/TiO2/Si 형태와 PZT/Si 형태 커패시터구조가 비교분석되어 층간의 diffusion 및 이에 따른 전기적 특성변화를 고찰 하고자 한다.
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