일반기술

반도체 소자인 트랜지스터, 캐패시터 및 비휘발성 메모리인 ReRAM에

본 발명은 반도체 소자에 적용할 수 있는 구조 및 제조방법에 관한 것으로써, 내산화성이 우수한 AlON박막과 고유전율의 HfO2 및 HfON을 이용하여, 반도체 소자에 적용하기 위한 Off-axis remote plasma 산화법과 Inductively coupled sputtering법을 이용한 AlON와 HfO2 박막의 binary 구조와 laminate 구조 및 제조방법에 관한 것이다.비휘발성 메모리 분야에서는 최근 전기적 신호에 의해 저항 특성의 변화를 가지는 새로운 비휘발성 메모리인 Resistive Random Access Memory(ReRAM)에 대한 연구가 진행되고 있으며, 이러한 ReRAM 셀의 기본적인 구성 소자는 높은 저항 또는 낮은 저항을 가지거나, 임의의 중간 저항 값을 가지도록 프로그래밍될 수 있다. 또한 ReRAM은 공정이 간단하고, 초저전력 소모 및 빠른 쓰기/지우기 특성을 가지고 있어서, 대용량 비휘발성 메모리를 제공할 수 있다.본 발명의 목적은 상기 서술한 문제점을 고려하여 산소에 의한 defect를 줄이기 위해 Oxynitride 산화법을 이용한 AlON, HfO2, HfON 박막을 이용하여 차세대 트랜지스터, 캐패시터 및 새로운 비휘발성 메모리 소자 중의 하나인 ReRAM에 적용하기 위한 binary 구조와 laminate 구조를 제공하며, 이러한 구조를 제조함에 있어 Off-axis remote plasma 산화법과 inductively coupled sputtering 법을 이용한 제조방법을 제공하는데 있다.상기에서 설명한 바와 같이 AlON의 우수한 내산화성 및 Si 기판과의 산화 억제 효과와 HfO2, HfON의 높은 유전율을 이용하여 트랜지스터의 scale down으로 인한 누설 전류와 Short channel effect 등 문제점를 개선하여 고효율의 트랜지스터를 제조할 수 있으며, 또한 높은 유전율을 요구하고 있는 캐패시터에 적용함으로써 반도체 소자 시장에 크게 기여할 것으로 예상된다. 이외에 이러한 구조는 차세대 메모리 소자로 부상하고 있는 Resistive Random Access Memory(ReRAM)에도 적용 가능함으로 상기에서 제시한 구조를 이용한 ReRAM 제조시 차세대 메모리 소자 시장 선점에 기여할 것으로 예상된다.