• 한국세라믹학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.369-382
• /
• 1990

ZrO2-Toughened Alumina-Ceramics(ZTA) with Cr2O3 and HfO2 as addition were synthesized by assintering method for solid solution of Al2O3/Cr2O3 and ZrO2/HfO2, and were prepared by pressureless sintering at 1$600^{\circ}C$. The effects of Cr2O3 and HfO2 on the thermal and mechanical properties, the sintering mechanism, and the wearness between theory and experiment were investigated. Among three kinds of mechanisms such as stress-induced transformation, microcracking, and crack deflection it contributed to the ZTA system with a few exceptons according to composite. We show that wearness can be estimated sufficiently by HV and KIC through theory and experiment.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제48권3호
• /
• pp.256-261
• /
• 2010

In this work, high-k dielectric stacks of $HfO_2$ and $HfO_2$/$Al_2O_3$/$HfO_2$ (HAH) were deposited on $SiO_2/Si$ substrates by atomic layer deposition as charge trapping layers in charge trapping devices. The structural stability and the charge trapping characteristics of such stacks were investigated using Metal-Alumina-Hafnia-Oxide-Silicon (MAHOS) structure. The surface roughness of $HfO_2$ was stable up to 11 nm with the insertion of 0.2 nm thick $Al_2O_3$. The effect of the thickness of the HAH stack and the thickness of intermediate $Al_2O_3$ on charge trapping characteristics were investigated for MAHOS structure under various gate bias pulse with duration of 100 ms. The threshold voltage shift after programming and erase showed that the memory window was increased with increasing bias on gate. However, the programming window was independent of the thickness of HAH charge trapping layers. When the thickness of $Al_2O_3$insertion increased from 0.2 nm to 1 nm, the erase window was decreased without change in the programming window.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제11권4호
• /
• pp.166-169
• /
• 2010

In this study, we changed the etch parameters (gas mixing ratio, radio frequency [RF] power, direct current [DC]-bias voltage, and process pressure) and then monitored the effect on the $HfAlO_3$ thin film etch rate and the selectivity with $SiO_2$. A maximum etch rate of 108.7 nm/min was obtained in $Cl_2$ (3 sccm)/$BCl_3$ (4 sccm)/Ar (16 sccm) plasma. The etch selectivity of $HfAlO_3$ to $SiO_2$ reached 1.11. As the RF power and the DC-bias voltage increased, the etch rate of the $HfAlO_3$ thin film increased. As the process pressure increased, the etch rate of the $HfAlO_3$ thin films increased. The chemical state of the etched surfaces was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy. According to the results, the etching of $HfAlO_3$ thin film follows the ion-assisted chemical etching.

• 한국자기학회지
• /
• 제7권5호
• /
• pp.243-248
• /
• 1997

Ar+ $O_{2}$ 혼합가스 중에서 반응성 스퍼터링을 통해 직접 Fe-Hf-O계 초미세결정 연자성 박막을 제조하였으며, 이때 산소분압비의 변화가 Fe-Hf-O 박막의 미세구조 및 자기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 산소분압이 증가함에 따라 박막의 포화자속밀도는 점차적으로 감소하며 연자기특성이 10%까지는 향상되다가 다시 열화되는 경향을 나타내었다. 최적조건인 10%의 산소분압에서 증착한 F $e_{82}$H $f_{3.4}$ $O_{14.6}$ 초미세결정 박막은 열처리 없이 증착한 상태에서 우수한 연자기 특성을 나타내었으며, 이때의 자기적 특성은 각각 포화자속밀도 17.7 kG, 보자력 0.7 Oe 및 실효투자율 2,500(100 MHz)의 값을 나타내었다. 산소분압이 증가함에 따라 결정립 크기가 감소하며 15% 이상의 산소분압에서는 F $e_{3}$ $O_{4}$가 생성되었다. 따라서 10%에서 가장 우수한 연자기 특성을 나타내는 것은 결정립 크기와 산화물 생성에 의해 설명될 수 있다. Fe-Hf-O계 초미세결정 박막의 전기비저항은 산소분압이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 우수한 연자기 특성을 나타내는 F $e_{82}$H $f_{3.4}$ $O_{14.6}$ 박막의 경우, 약 150 .mu. .ohm.cm로 산소를 첨가하지 않은 경우의 30 .mu. .ohm. cm에 비하여 약 5배 증가된 값을 나타내었다. 따라서 F $e_{82}$H $f_{3.4}$ $O_{14.6}$초미세결정 박막이 고주파에서 우수한 연자기 특성을 나타내는 원인은 주로 높은 전기비저항과 미세하게 형성된 결정립에 기이한 것으로 생각된다.

• 한국자기학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.6-14
• /
• 2003

열처리 온도에 따라 접합유리와의 화학적 반응이 Fe-Hf-N/SiO$_2$, 및 Fe-Hf-N/Cr/SiO$_2$ 박막의 물리적, 자기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 접합유리와 반응된 Fe-Hf-N/SiO$_2$ 박막의 연자기 특설은 온도가 증가함에 따라 크게 떨어졌으며, $600^{\circ}C$에서 포화자화값은 1 kG, 보자력이 27 Oe, 10MHz에서의 유효투자율이 70로 자기적 특성이 급격히 열화되었다. 이는 접합유리와의 화학적 반응에 의해 Fe-Hf-N 박막이 H$_{f}$ O$_2$, Fe$_3$O$_4$ 등으로 산화되기 때문인 것으로 나타났다. Fe-Hf-N/Cr/SiO$_2$ 박막의 경우, $600^{\circ}C$에서 포화자화값 13.5kG, 보자력은 4Oe, 10 MHz에서의 유효 투자율이 700으로 Fe-Hf-N/SiO$_2$ 박막보다 연자기 특성 열화가 덜 일어났다. 이는 Fe-Hf-N/Cr/SiO$_2$ 박막의 Cr 층이 Fe-Hf-N 박막의 산화를 억제하여. 일부에서만 HfO$_2$가 생성되고 나머지는 원래의 $\alpha$-Fe상을 유지하기 때문인 것으로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.45-49
• /
• 2001

We have investigated physical and electrical properties of the Hf $O_2$/HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ thin film for alternative gate dielectrics in the metal-oxide-semiconductor device. The oxidation of Hf deposited directly on the Si substrate results in the H $f_{x}$/ $O_{y}$ interfacial layer and the high-k Hf $O_2$film simultaneously. Interestingly, the post-oxidation N2 annealing of the H102/H1Si70y thin films reduces(increases) the thickness of an amorphous HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ layer(Hf $O_2$ layer). This phenomenon causes the increase of the effective dielectric constant, while maintaining the excellent interfacial properties. The hysteresis window in C-V curves and the midgap interface state density( $D_{itm}$) of Hf $O_2$/HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ thin films less than 10 mV and ~3$\times$10$^{11}$ c $m^{-2}$ -eV without post-metallization annealing, respectively. The leakage current was also low (1$\times$10-s A/c $m^2$ at $V_{g}$ = +2 V). It is believed that these excellent results were obtained due to existence of the amorphous HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ buffer layer. We also investigated the charge trapping characteristics using Fowler-Nordheim electron injection: We found that the degradation of Hf $O_2$/HfS $i_{x}$/ $O_{y}$ gate oxides is more severe when electrons were injected from the gate electrode.e electrode.e.e electrode.e.

• 한국재료학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.395-400
• /
• 1996

반도체 소자가 점점 고집적회되고 고성능화되면서 Si 기판 세정 방법은 그 중요성이 더욱 더 커지고 있다. 특히 ULSI급 소자에서는 세정 방법이 소자 생산수율 및 신뢰성에 큰 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 HF-last 세정에 UV/O3과 SC-1 세정을 삽입하여 그 영향을 관찰하였다. 세정 방법은 HF-last 세정을 기본으로 split 1(piranha+HF), split 2(piranha+UV/O3+HF), split 3(piraha+SC-1+HF), split 4(piranha+(UV/O3+HF) x3회 반복)의 4가지 세정 방법으로 나누어 실험하였다. 세정을 마친 Si 기판은 Total X-Ray Fluorescence Spectroscopy(AFM)을 사용하여 표면거칠기를 측정하였다. 또한 세정류량을 측정하고, Atomic Force Microscopy(AFM)을 사용하여 표면거칠기를 측정하였다. 또한 세정후 250$\AA$의 gate 산화막을 성장시켜 전기적 특성을 측정하였다. UV/O3을 삽입한 split 2와 split 4세정방법이 물리적, 전기적 특성에서 우수한 특성을 나타냈고, SC-1을 삽입한 split 3세정 방법이 표준세정인 split 1세정 방법보다 우수하지 못한 결과를 나타냈다.

• 한국진공학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2009

본 연구는 정방정계-$HfO_2$/Si 초격자의 계면 층 구조를 범밀도함수론 (density functional theory)을 이용하여 계산하였다. 입방정계-$HfO_2$는 Si 기판과 에피택시 접합을 위하여 a와 b축의 길이가 증가되면 c축의 길이가 2% 감소하여 정방정계 구조가 되었다. 정방정계-$HfO_2$와 Si 기판의 말단층에 따라서 8 개의 계면 층 모델이 생성되었다. 정방정계-$HfO_2$ (004)$_{1/4}$/Si $(004)_{3/4}$ 초격자구조가 에너지 관점에서 가장 안정하였고, 정방정계-$HfO_2$ $(004)_{1/4}$/Si (002) 초격자구조는 가장 불안정하였다. 에너지 관점에서 가장 불안정한 구조의 경우, 정방정계-$HfO_2$의 계면에 존재하는 2 개의 산소 원자가 Si 기판으로 이동하여 정방정계-$HfO_2$ 초격자구조에 2 개의 산소 공공이 생성되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.9-10
• /
• 2007

In this paper, Thin films of $HfO_2$/Hf were deposited on p-type wafer by Atomic Layer Deposition(ALD). And we studied the electrical characterization of $HfO_2$/Hf/Si MOS capacitor depending on thickness of Hf metal layer. $HfO_2$ films were deposited using TEMAH and $O_3\;at\;350^{\circ}C$. Samples were then annealed using furnace heating to $500^{\circ}C$. The MOS capacitor of round-type was fabricated on Si substrates. Through TEM(Transmission Electron Microscope), XRD(X-ray Diffraction), capacitance-voltage(C-V) and current-voltage(I-V) analysis, the role of thin Hf metal layer for the better $HfO_2$/Si interface property was investigated.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.497-504
• /
• 2019

본 연구에서는 고주파 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 $HfO_2$ 박막을 제작하고, 질소 분위기에서 급속 열처리 온도에 따른 $HfO_2$ 박막의 구조적 및 광학적 특성을 조사하였다. XRD 측정을 통해 열처리 유무에 상관없이 $HfO_2$ 박막은 다결정 구조를 가짐을 확인할 수 있었고, 열처리 온도가 증가함에 따라 반가폭은 감소하는 추세를 나타내었다. 박막의 표면을 AFM 으로 조사한 결과, $600^{\circ}C$ 에서 열처리한 박막의 표면 거칠기가 3.454 nm 로 가장 작은 값을 나타내었다. 모든 $HfO_2$ 박막들은 가시광 영역에서 약 80% 정도의 투과도를 나타내었다. 또한 투과도와 반사도로부터 구한 굴절률과 셀마이어 분산 관계로부터, 파장에 따른 $HfO_2$ 의 굴절률을 예측할 수 있었다. $600^{\circ}C$ 에서 열처리 한 $HfO_2$ 박막이 2.0223 (${\lambda}=632nm$) 의 높은 굴절률과 0.963 의 높은 우수한 충진율을 나타내었다.