일반기술

강유전체막을 구비한 반도체장치

강유전체는 기존의 산화막, 실리콘 나이트라이드막이나 탄탈륨 팬트옥사이드(Ta2O5)막과는 달리 자발분극(spontaneous ploarization)현상을 갖고, 유전상수가 보통 수백에서 1000정도인 물질을 만한다. 이러한 강유전체를 유전체막으로 사용하는 경우는, 상기 강유전체를 수백Å의 후막으로 형성하여도 등가-산화막 두께(equivalent oxide thickness)를 10Å이하로 박막화 할 수 있다. 강유전체인 PZT를 게이트절연막으로 사용하기 위해서는, PZT가 실리콘기판과 반응하지 않아야 하며 고온에서 Pb의 휘발이 없어야 하는 문제점이 있다. 구체적으로 상기 PZT가 페로브스카이트 구조를 형성하는데 있어서는 고온열처리가 필요한데 이때 Pb의 휘발이 발생하는 것이다. Pb의 휘발을 방지하기 위해서 본 기술에서는 실리콘 기판의 상부에 형성되어지되 ZT층이 PZT층의 상부 및/또는 하부에 형성되어진 절연막 및 이 절연막의 상부에 형성된 전극을 포함하여 구성되어진 것을 특징으로 하는 강유전체막을 구비한 반도체장치를 제공한다. 상기 ZT막은 PZT막에서 전기적 성질을 저하시키는 Pb원소를 제거한 것으로서, PZT막과 Si기판 사이에서 완층막으로 형성되거나 PZT위에 덮개막으로 형성되어진다.PZT가 실리콘과 반응하지 않고 PZT층과 ZT층의 복합층을 제작하여 PZT의 잔류 분극 특성열화를 일으키는 고온에서의 Pb의 휘발을 방지 하도록한 기술이여서 매우 독창적이라 할 수 있다.비휘발성 메모리 소자에 활용 가능할 뿐만 아니라 PZT를 이용한 압전소자 제작에도 활용이 가능하다.BST등과 같은 강유전체 또한 활발히 연구되고 있으며, 비메모리소자 제작에 적용된다면 기술적 발전뿐만 아니라 메모리 시장에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상된다.