Real-time ellipsometry를 이용한 Tantalum Oxide 박막의 성장 연구

Abstract

Ta2O5물질은 차세대 메모리 소자의 개발에 있어 매우 중요한 물질로 여겨진다. 우선, DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 size가 점차 작아짐에 따라 새로운 high-k물질의 개발이 요구 되고, 이를 제작하기 위해서는 나노 수준의 두께 제어 및 특성의 연구가 필요하게 된다. 또한, 차세대 비 휘발성 메모리의 많은 주목을 받고 있는 Memristive device중 RRAM(Resistive Random Access Memory)에서 역시 자료를 여러 번 지우고 쓰는 switching 과정에서 빠른 switching 속도, 109이상의 switching cycle에서 on, off시의 일정한 저항차이를 유지하는 물질이 필요한데, 이 모든 것을 만족시키는 물질 중 하나가 Ta2O5이다. 본 연구에서는 visible real-time Ellipsometry을 제작, 진공 chamber에 설치한 후 sputtering 방법으로 증착 한 Ta2O5박막의 초기 성장 연구 및 물질의 광학적 특성을 연구하였다. 또한, c-Si 기판에 대하여 sputtering power을 달리 하여 power에 따른 growth rate을 구하였고, Tauc-Lorentz dispersion 분석 model을 이용하여 Ta2O5의 E_1, E_2값을 구하였다. 또한 박막의 초기성장에서 Ta2O5/c-Si 계면에서의 증착 시 산소의 주입으로 인한 SiO2자연산화막 두께의 증가를 볼 수 있었다.