Fabrication of Vesy Thin Pb(Zr, Ti)$\textrm{O}_3$ Dielectric Films of 0.12nm $\textrm{SiO}_2$ Equivalent Thickness by ECR PECVD

ECR 플라즈마 화학기상증착법에 의한 0.12nm $\textrm{SiO}_2$ 환산두계를 갖는 Pb(Zr, Ti)$\textrm{O}_3$유전박막의제조

ECR-PECVD법을 사용하여 450-49$0^{\circ}C$이하의 온도에서 Pt/SiO$_{2}$/Si기판 위에 PZT 박막을 증착하였다. 기판 온도가 46$0^{\circ}C$ 이하일 경우에는 페로브스이트 상과 제2상으로 이루어진 박막이 성장하였으며 기판온도가 47$0^{\circ}C$이상일 때에는 페로브스카이트 단일상의 PZT 박막이 성장하였다. 49$0^{\circ}C$에서 매우 얇은 페로브스카이트의 PZT 박막을 증착한 후 $650^{\circ}C$에서 1분간 raped thermal annealing(RTA) 처리한 결과 박막의 조성과 결정성에는 거의 변화가 없었으나 박막의 전하 저장 밀도는 크게 향상되었다. 이는 RTA 처리에 의한 저유전 계면층의 소멸이 주된 이유라고 판단된다. 열처리 후 두께 40-45nm의 PZT박막은 200kV/cm의 전장 하에서 $10^{-6}$$\textrm{cm}^2$이하의 누설전류값을 갖고 있었으며, 인가전압 1V에서 300fF/$\mu$$m^2$의 정전용량, 즉 SiO$_{2}$환산두께 0.12nm를 나타내었다.