• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.41-41
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• 2007

For use in spintronic materials, dilute magnetic semiconductors (DMS) are under consideration as spin injectors for spintronic devices[l]. $TiO_2$-based DMS doped by a cobalt, iron, and manganese et al. was recently reported to show ferromagnetic properties, even at temperatures above 300K and the magnetic ordering was explained in terms of carrier-induced ferromagnetism, as observed for a III-V based DMS. An anomalous Hall effect (AHE) and co-occurance of superparamagnetism in reduced Co-doped rutile $TiO_{2-\delta}$ films have also been reported[2]. Metal segregation in the reduced metal-doped rutile $TiO_2-\delta$ films still remains as problems to solve the intrinsic DMS properties. Superlattice films have been proposed to get dilute magnetic semiconductor (DMS) with intrinsicroom-temperature ferromagnetism. For a $TiO_2$-based DMS superlattice structure, each layer was alternately doped by two different transition metals (Fe and Mn) and deposited to a thickness of approximately $2.7\;{\AA}$ on r-$Al_2O_3$(1102) substrates by pulsed laser deposition. The r-$Al_2O_3$(1102) substrates with atomic steps and terrace surface were obtained by thermal annealing. Samples of $Ti_{0.94}Fe_{0.06}O_2$(TiFeO), $Ti_{0.94}Mn_{0.06}O_2$(TiMnO), and $Ti_{0.94}(Fe_{0.03}Mn_{0.03})O_2$ show a low remanent magnetization and coercive field, as well as superparamagnetic features at room temperature. On the other hand, superlattice films (TiFeO/TiMnO) show a high remanent magnetization and coercive field. An anomalous Hall effect in superlattice films exhibits hysisteresis loops with coercivities corresponding to those in the ferromagnetic Hysteresis loops. The superlattice films composed of alternating layers of $Ti_{0.94}Fe_{0.06}O_2$ and $Ti_{0.94}Mn_{0.06}O_2$ exhibit intrinsic ferromagnetic properties for dilute magnetic semiconductor applications.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.234-234
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• 2010

최근 CMOS 소자 크기가 축소됨에 따라 소스와 드레인 영역에서의 접촉저항을 줄이기 위하여, 실리사이드 공정이 많이 연구되고 있다. 실리사이드 물질로서 NiSi는 낮은 저항률과 낮은 실리콘 소모, 낮은 공정온도, 등의 장점을 가지고 있다. 그러나, 실리사이드 형성으로 인한 나노소자의 소오스/드레인에서정션(junction) 누설전류의 증가는 큰 문제가 되므로 실리콘과 실리사이드 계면의 특성이 중요하다. 본 연구에서는 니켈을 이용한 실리사이드 형성시 계면 활성제인 에틸 요오드를 이용하여 실험을 진행하였다. 금속 유기 전구체인 MABONi을 사용하여 ALD 방식으로 증착 한 니켈 박막과 니켈 핵 형성시 계면활성제인 에틸요오드의 처리 방법에 따른 Ni-silicide 박막의 특성을 비교, 분석하였다. 먼저 자연산화막을 건식식각으로 제거한 뒤, 첫 번째 샘플에서는 10회의 주기로 초기 니켈을 증착한 뒤, 에틸요오드로 니켈의 표면 위를 처리하고, 다시 200회의 주기로 니켈을 증착하였으며, 두 번째는 첫 번째 방식에서 에틸요오드 주입 시 동시에 수소도 함께 주입하였다. 세 번째는 비교를 위해 에틸요오드 처리를 하지 않고 니켈 박막만을 증착 하였다. 이어서, 각 샘플을 급속 열처리 장비에서 $400^{\circ}C$부터 $900^{\circ}C$까지 각각 30sec간 열처리를 진행후, 반응하지 않은 잔여 니켈을 제거한 후, XRD(x-ray diffraction), AES(auger), 그리고 4-point probe 등을 이용하여 형성된 실리사이드의 특성을 분석하였다. 에틸요오드와 함께 수소를 주입한 경우 계면에서의 산소 불순물과 카본 성분이 효과적으로 제거되어 $400^{\circ}C$에서 $2.9{\Omega}/{\Box}$ 의 낮은 면저항을 가지는 NiSi가 형성되었고 모든 온도구간에서 다른 샘플에 비하여 가장 낮은 면저항 분포를 보였다. 이는 분해 흡착된 요오드에 의한 계면 특성 향상과 카본 성분이 포함된 잔여물들이 수소처리에 의해 효율적으로 제거되어 실리사이드의 특성이 향상되었기 때문이다. 계면활성제를 사용하지 않은 경우에는 $500^{\circ}C$에서 NiSi가 형성되었다. 반면에 에틸요오드로만 표면을 처리한 경우에는 니켈과 실리콘 계면에서의 카본 성분에 의하여 silicidation 이 충분히 일어나지 않았다. 이러한 결과는 향후 45nm 이하의 CMOS 공정상에서 소스와 드레인의 낮은 누설전류를 가지고, 접촉저항을 줄이기 위한 니켈 실리사이드 형성에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.36 no.1
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• pp.88-92
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• 2023

The ferroelectricity in Hf_0.5Zr_0.5O₂ (HZO) thin films is one of the most interesting topics for next-generation nonvolatile memory applications. It is known that a crystallization process is required at a temperature of 400℃ or higher to form an orthorhombic phase that results in the ferroelectric properties of the HZO film. However, to realize the integration of ferroelectric HZO films in the back-end-of-line, it is necessary to reduce the annealing temperature below 400℃. This study aims to comprehensively analyze the ferroelectric properties according to the annealing temperature (350-500℃) and time (1-5 h) using a furnace as a crystallization method for HZO films. As a result, the ferroelectric behaviors of the HZO films were achieved at a temperature of 400℃ or higher regardless of the annealing time. At the annealing temperature of 350℃, the ferroelectric properties appeared only when the annealing time was sufficiently increased (4 h or more). Based on these results, it was experimentally confirmed that the optimization of the annealing temperature and time is very important for the ferroelectric phase crystallization of HZO films and the improvement of their ferroelectric properties.