[반도체공정] Electrical Properties of MOS capacitors using Al2O3 or SiO2(영문)

1. Introduction

반도체 공정에서 MOS 커패시터의 전기적 특성은 매우 중요한 연구 주제이다. 특히 절연막으로서 사용되는 산화물 재료인 Al2O3와 SiO2는 각각의 특성에 따라 전기적 성능이 다르게 나타나며, 이의 비교 연구는 차세대 반도체 소자 설계에 중요한 근거가 된다. Al2O3는 높은 유전율(약 9~10)에 비해 수분 흡수에 민감한 특성을 가지고 있지만, 높은 절연 강도와 열적 안정성 덕분에 차세대 트랜지스터 소자에서 주목받고 있다. 반면, SiO2는 20세기 반도체 산업 발전의 핵심 재료였으며, 낮은 유전율(약 3.9), 우수한 열적 안정성 및 낮은 누설전류 특성을 지니고 있어 오랜 기간 표준 재료로 사용되어 왔다. 특히, SiO2는 미세 공정 기술에서 두께를 일정하게 유지하는 것이 가능하여 제조 공정의 신뢰도를 높였다. 그러나 공정이 미세화됨에 따라 SiO2의 유전율 한계로 인한 게이트 축소가 어려워지고 있으며, 이로 인해 고유전율 재료인 Al2O3의 도입이 활발히 논의되고 있다. 통계에 따르면, 2020년 전 세계 반도체 시장에서 AL2O3 기반 절연막이 차지하는 비중이 약 15%에 달하며, 앞으로 5년 내 성장률이 12% 이상으로 예측된다. 이와 같ㅇ이 Al2O3와…