회사/산업 · 삼성전자 / 반도체설계
Q. 반도체소자에서의 고유전상수 물질
현재 SiO2를 사용하고있는 MOSFET이나 Capacitor 에서
집적화와 정전용량을 키우기위해 고유전상수 물질로 대체하는 연구도 진행중인걸로 알고 있습니다.
다양한 고유전상수 물질 중 특별히 Y2O3로 대체하는 경우와 이유를 알고 싶습니다.
HFO2 또는 기타 물질과 비교해서 Y2O3만의 특징이 있나요? 검색을 해봐도 잘 이해가 안되서 현직자분들에게 질문합니다..
생각하신 것과는 전혀 다른 답변이 될 수 있겠지만, 답변 달아드립니다.
1. 우선 Y2O3라는 물질은 저 같은 경우에는 처음 들어봅니다.
아마 일부 대학원과 기업간의 컨소시움 차원에서 연구하는 것으로 판단됩니다.
단순한 취업을 위해서라면, Y2O3의 특성에 대해서 파고 드시는 것보다는 전반적인 흐름을 아시는게 중요할 듯 합니다.
2. 정전용량을 키우기 위한 Oxide 물질의 특성
- 말씀하신 것처럼 유전율이 커야 합니다.
- Barrier Height가 높아야 합니다. Energy Band Diagram 관점에서 해당 물질의 B/H가 높지 않다면, 정전용량 자체는 높지만 Tunneling이 많이 일어나 온전히 전하를 보존하지 못할 수 있습니다.
- 커패시터에 사용되는 금속과의 계면이 좋아야 합니다.
계면이 좋지 못하다면, 계면 부분에서 유전막과 금속 사이에 Defect이 발생될 것입니다. 해당 Defect은 Trap처럼 작용하여 Tunneling Site로 사용될 수 있습니다. Tunneling Site로 사용되지 않더라도, 고주파에서 동작 시, Trad에 들어간 전하가 빠져나오지 못해서 오히려 전류붕괴 현상이 발생할 수 있습니다. 결과적으로 정전용량을 까먹는 방향이 됩니다.
위의 세 가지 특성 정도를 종합해보다면.. Y2O3라는 유전막이 연구되고 있다는 것은 Y2O3와 계면이 좋은 금속을 사용한다거나 그런 쪽으로 어느 랩실에서 연구중이 아닐까라는 생각이 듭니다.
도움이 되었다면 채택 부탁드립니다. 추가적인 질문을 주시면, 제가 아는 선에서 답변 드리겠습니다.
2017.11.05