Abstract
We investigated the microstructures and the electrical properties of $ZrO_2$thin films deposited by reactive DC magnetron sputtering on (100) Si with different deposition conditions and annealing treatments. The refractive index of the $ZrO_2$ thin films increased with annealing temperatures and deposition powers, and approached to the ideal value of 2.0~2.2. The $ZrO_2$thin films deposited at the room temperature are amorphous, and the films are polycrystalline at the deposition temperature of $300^{\circ}C$. Both the thickness of the interfacial oxide layer and the root-mean-square (RMS) value of surface roughness increased upon annealing in the oxygen ambient. The Cmax value and leakage current value decreased with the increase of thickness of the interfacial oxide thickness.
p형 Si (100)기판 위에 reactive DC magnetron sputtering으로 증착한 $ZrO_2$박막에 대하여 증착 조건과 열처리 조건에 따른 미세구조의 변화 및 전기적 특성 변화를 관찰하였다. 증착 및 열처리 온도가 증가하고 power 증가할수록 $ZrO_2$의 굴절율은 증가되어 이상적인 2.0~2.2에 근접하였다. 상온에서 증착된 $ZrO_2$ 박막은 비정질이며 $300^{\circ}C$에서 증착한 경우 $ZrO_2$박막은 다결정이었다. 산소 분위기에서 열처리를 수행한 박막의 RMS 값은 증착직후보다 높아지고 계면 산화막은 산소의 확산에 의해 두께가 증가하였다. A1/$ZrO_2$/p-type Si(100)의 C-V과 I-V 특성을 관찰하였고, 그 결과 산소분위기에서 열처리하는 경우 계면 산화막의 두께증가로 Cmax 및 누설전류가 감소함을 알 수 있었다.
