Effect of $Al_2O_3$ pre-layers formed using protective Si-oxide layer on the growth of ultra thin ${\gamma}-Al_2O_3$ epitaxial layer

보호용 실리콘 산화막을 이용하여 제조된 $Al_2O_3$ 예비층이 초박막 ${\gamma}-Al_2O_3$ 에피텍시의 성장에 미치는 영향

In this paper, we propose the formation of an $Al_2O_3$ pre-layer using a protective Si-oxide layer and Al layer. Deposition of a thin film layer of aluminum onto a Si surface covered with a thin Si-oxide layer and annealing at $800^{\circ}C$ led to the growth of epitaxial $Al_2O_3$ layer on Si(111). And ${\gamma}-Al_2O_3$ layer was grown on the $Al_2O_3$ per-layer. Etching of the Si substrate by $N_2O$ gas could be avoided in the initial growth stage by the $Al_2O_3$ pre-layer. It was confirmed that the $Al_2O_3$ pre-layer was effective in improving the surface morphology of the very thin ${\gamma}-Al_2O_3$ films.

본 논문에서는 보호용 실리콘 산화층과 Al 층을 이용한 $Al_2O_3$ 예비층의 형성을 제안하였다. 실리콘 기판 위의 보호용 산화막 위에 알루미늄을 증착하고 이를 $800^{\circ}C$에서 열처리함으로써 에피텍시 $Al_2O_3$ 예비층 형성시킬 수 있었다. 그리고 형성된 $Al_2O_3$ 예비층위에 ${\gamma}-Al_2O_3$ 층을 형성하였다. ${\gamma}-Al_2O_3$막 성장시 공정의 초기 상태에서 발생하는 $N_2O$ 가스에 의한 Si 기판의 식각을 $Al_2O_3$ 예비층을 이용함으로써 방지할 수 있었다. $Al_2O_3$ 예비층이 초박막 ${\gamma}-Al_2O_3$의 표면의 형태를 개선하는데 많은 효과가 있었다.