RF Magnetron Reactive Sputtering 법을 이용한 RuO2 박막의 제작과 특성에 관한 연구

초록

RF magnetron reactive sputtering 법으로 RuO2 박막을 제작하여, O2/(Ar＋O2) 비와 기판온도에 따른 박막의 결정화 특성, 미세구조, 표면거칠기, 전기적 비저항을 조사하였다. O2/(Ar＋O2) 비가 감소하고 기판온도가 증가함에 따라 RuO2 박막은 (110) 면에서 (101) 면으로 우선배향방향이 변하였다. O2/(Ar＋O2) 비가 20% 에서 50% 로 증가함에 따라, RuO2 박막의 표면거칠기는 2.38 nm 에서 7.81 nm 로, 비저항은 103.6 μΩ-㎝ 에서 227 μΩ-㎝ 로 증가하는 추세를 나타내는 반면에, 증착속도는 47 nm/min 에서 17 nm/min 로 감소하였다. 기판온도가 상온에서 500℃ 로 증가함에 따라 비저항은 210.4 μΩ-㎝ 에서 93.7 μΩ-㎝ 로 감소하였고, 표면거칠기는 300℃ 에서 증착한 박막이 2.38 nm 로 가장 우수하였다. 열처리 온도가 400℃ 에서 650℃ 로 증가함에 따라 비저항은 RuO2 박막의 결정성 향상으로 인해 감소하였다. 이들 결과로부터 O2/(Ar＋O2) 비 20%, 기판온도 300℃ 에서 증착한 RuO2 박막의 표면거칠기 및 비저항 특성이 가장 우수하여 강유전체 박막의 하부전극으로 사용하기에 적합함을 알 수 있었다.