| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2020년 가을 (11/18 ~ 11/20, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 26권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | E-beam을 이용한 Vanadium oxide film의 수직방향 MIT 거동 및 Si/VOx 계면특성 분석 |
| 초록 | 바나듐 이산화물 (VO2) 는 금속-부도체 전이 (Metal-Insulator Transition, MIT) 의 특성을 가지는 대표적인 MIT 소재로, 차세대 반도체 Logic 핵심 재료로써 관심을 받고 있다. 하지만 Si과 VOx 직접 접합될 때의 상의 제어가 까다롭고, stability 특성을 제어하기 까다롭기 때문에 MOSFET, TFET 같은 소자에 사용되기 제한되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 E-beam을 이용하여 Vanadium metal 증착 후 열처리하는 방법을 통해서 quality, stability 모두 개선시키는 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 기존의 Sputter로 박막을 증착한 후, 열처리를 통해 VO2 박막을 제조한 경우와 E-beam을 통해 박막을 증착한 후, 열처리를 통해 VO2 박막을 제조한 경우에서의 특성차이 분석과 원인 규명이 핵심이 된다. 첫 번째로, RF Magnetron Sputter 장비를 사용하여 Vanadium metal 증착 후, Oxygen 분위기에서 온도, 시간을 제어하며 실험을 진행하였다. 수평전류를 측정하기 위해, silver paste와 Au-Ti 전극을 형성하여 측정하였고, 수직전류를 측정하기 위해, p++ Si의 뒷면 oxide를 etching하고 Ag paste를 사용하여 Al 후면 전극을 접착하여 소자를 제작하였다. 측정결과 MIT 현상을 확인할 수 있었지만, stability의 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 두 번째로, E-beam 장비를 사용하여 동일 방법으로 실험을 진행하였다. 그 결과 stability 특성이 개선된 점을 확인할 수 있었고, MIT 현상도 뚜렷하게 발생하는 결과를 얻었다. 특히, 초소형화와 적층구조가 필히 요구되는 현재의 연구흐름에서는 소자를 구현하기 위해서는 수평방향의 전류뿐만 아니라 수직방향의 전류도 매우 중요시된다. 본 연구에서는 E-beam증착을 통해 수평, 수직 방향의 전기적 특성을 분석하였다. 또한 Si상과 VOx상의 직접 접합에서의 계면분석을 통하여 소자로서 응용될 수 있는 가능성을 보여주었다. 추가적으로 MIT voltage를 자유롭게 control하는 후속연구를 통해 소자응용의 가능성을 더 높일 수 있을 것으로 기대된다. |
| 저자 | 최효빈, 이왕곤, 강현우, 임재성, 신희철, 서형탁 |
| 소속 | 아주대 |
| 키워드 | 화학적 기상증착; 금속-부도체 전이; 단결정 VO2; Nanobeam; 수직성장 |
