In order to obtain a high dielectric capacitor for micro-electronics applications, we fabricated Al$_{2}$O$_{3}$ films by using an anodic aluminum-oxide nano-template method. The surface was examined by using Filed-emission scanning electron microscopy, which showed that aluminium was oxidized to form honeycomb-shaped aluminium-oxide nano-tubes. The capacitance depended on the surface area, so we tried to widen the nanotube's hole. A previous work showed that the initial surface state was important for the formation on growth of a nanotube, so we exposed the aluminum foil to a 1 keV argon-ion plasma before anodic oxidation. This pre-treatment increased the hole size from 50 nm to 100 nm and increased the capacitance from 0.23 $\mu$F/cm$^2$ to 0.35 $\mu$F/cm$^2$ by about one and half times compared to that for the nanotubes formed from the aluminum not exposed to the argon beam. The dielectric constant of the
Al$_{2}$O$_{3}$ films made by using an anodic aluminum-oxide nano-template was increased by using an argon-ion pre-treatment, which induced a widening of the holes through surface modification.

Keywords: Aluminium oxidation, Dielectric constant, Plasma pre-treatment

본 실험에서는 양극산화 알루미나 나노 템플레이트 기술을 이용하여 커패시터를 제조하여 유전 특성을 조사하였다. 나노 튜브의 형태 및 크기는 원박의 초기 조건에 의존한다는 사실이 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 원박을 아르곤 플라즈마로 전 처리한 후 나노 템플레이트 방법으로 양극산화 실험을 하였다. 알루미늄 박막에 플라즈마 전 처리한 후 양극 산화막을 만들 경우 기공의 밀도 및 튜브의 깊이가 길어져 유전 용량이 증가함을 확인하였다. 일차 양극산화로 형성된 기공은 불규칙적이고 크기는 대략 50 nm이었다. 반면 1 keV 로 전 처리한 시료는 기공이 원형에 가까우며 크기는 대략 100 nm 정도 되었다.  유전 용량도 0.23 $\mu$F/cm$^{2}$에서 0.35 $\mu$F/cm$^{2}$ 으로 증가함이 나타났으며, 이는 아르곤이온으로 인한 스퍼터링이  알루미늄 기판에 표면 전처리 효과를 발생시켜 쉽게 기공을 확장 시키는 효과를 가져 왔음 확인 할 수 있었다.

Keywords: 알루미늄 산화막, 유전용량, 플라즈마 전처리