| 초록 |
4d 전이금속의 니오븀 원자는 자연상에서 +1, +2, +5 등 다양한 전자가를 가지며 존재한다. NbO, NbO2, Nb2O5 등 다양한 산화니오븀은 각각 다른 전기적 특성을 가진다. 이 중 Nb2O5 상이 열역학적으로 가장 안정한 상태로 존재하며 high-k 절연 소재로써 게이트 절연체, 스위칭 메모리 소자, 화학적 센서 등에 이용이 되었다.[1] 반면 NbO2 상은 n타입 반도체의 경향을 보이고 비휘발 메모리 소자에 응용되어졌다. 다양한 상의 산화니오븀이 혼합되어있을 경우 전기적 특성 및 광학적 특성이 조절 가능하다. 기존 증착방법으로는 화학양론의 조성을 직접적으로 조절하기 힘든 점이 있어 이를 플라즈마 원자층 증착법으로 이용하여 조절하였다. [2] 플라즈마 원자층 증착법으로 NbF5의 전구체와 수소 플라즈마를 이용하여 니오븀 금속을 증착시킬 수 있었으며 오존을 이용하여 산화시켜 산화니오븀을 형성할 수 있었다. 금속 증착시 니오븀 금속의 두께를 조절하여 (1, 3, 10, 15 사이클) 산화니오븀의 조성을 조절할 수 있었고 조성 및 상 분석을 XPS를 이용하여 알 수 있었다. 조절된 조성과 상에 의하여 전기적 특성 및 광학적 특성을 조절할 수 있었고, 1 사이클과 15 사이클의 금속증착 후 산화된 산화니오븀을 비교하였을 때 밴드갭은 3.91eV에서 2.19eV로 감소하였고, 전기저항은 6.5×104Ωcm에서 3.1×10-1Ωcm으로 감소하였다. [1] X. Liu, S.M. Sadaf, S. Park, S. Kim, E. Cha, D. Lee, G.-Y. Jung, H. Hwang,EEE Electron Device Lett. 34 (2013) 235–237. [2] X. Liu, S. Li, S.K. Nandi, D.K. Venkatachalam, R.G. Elliman, J. Appl. Phys. 120 (2016) 124102. |
