Abstract
The Pt/YMnO$_3$/Y$_2$O$_3$/Si structure for metal/ferroelectric/insulator/semiconductor(MFIS)-FET was fabricated and effect of $Y_2$O$_3$layer on the properties of MFIS structure was investigated. The $Y_2$O$_3$ thin films on p-type Si(111) substrate deposited by Pulsed Laser Deposition were crystallized along (111) orientation irrespective of the deposition temperatures. Ferroelectric YMnO$_3$ thin films deposited directly on p-type Si (111) by MOCVD resulted in Mn deficient layer between Si and YMnO$_3$. However, YMnO$_3$ thin films having good quality and stoichiometric composition can be obtained by adopting $Y_2$O$_3$ buffer layer. The memory window of the $Y_2$O$_3$thin films with YMnO$_3$ film is greater than that of the YMnO$_3$ thin films without $Y_2$O$_3$ film after the annealing at 85$0^{\circ}C$ in vacuum ambient(100mtorr). The memory window is 1.3V at an applied voltage of 5V.
Metal/ferroelectric/insulator/semiconductor(MFIS)-Field Effect Transistor을 위한 Pt/YMnO$_3$/Y$_2$O$_3$/Si 구조를 제조하여 MFIS 구조의 특성에 미치는 $Y_2$O$_3$박막의 영향을 고찰하였다. PLD법을 이용하여 p=type Si(111) 기판 위에 증착시킨 $Y_2$O$_3$박막은 증착온도와 관계없이 (111)방향으로의 우선배향성을 갖고 결정화 되었다. 실리콘 위에 바로 MOCVD법에 의해 강유전체 YMnO$_3$박막을 증착시킨 경우 실리콘과의 계면에서 Mn이 부족한 층이 형성되지만 $Y_2$O$_3$가 실리콘과 YMnO$_3$사이에 삽입된 경우는 $Y_2$O$_3$바로 위에서부터 화학양론비에 일치하는 양질의 YMnO$_3$박막을 얻을 수 있었다. 85$0^{\circ}C$, 100mtorr의 진공분위기에서 열처리한 YMnO$_3$박막은 $Y_2$O$_3$가 삽입된 경우 memory window 값이 $Y_2$O$_3$가 삽입되지 않은 경우보다 더 큰 값을 보였으며 5V에서 1.3V의 값을 보였다.
