Improvement of the adhesion and resistivity of low-pressure chemical vapor deposited tungsten films by controlling deposition parameters

LPCVD로 증착한 텅스텐 박막의 증착 조건 제어에 의한 접착성 및 저항 특성 향상

  • 노관종 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부) ;
  • 윤선필 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부) ;
  • 윤영수 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부) ;
  • 노용한 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부)
  • Published : 2000.12.01

Abstract

Tungsten(W) thin films with good adhesion property and low resistivity (~10 $\mu$\Omega$$.cm) were deposited directly on $SiO_2$ by LPCVD. The adhesion property of W thin films on $SiO_2$ improves as the temperature and/or $SiH_4/WF_6$ gas ratio increase. Specifically tungsten thin films could be deposited on $SiO_2$ even at $350^{\circ}C$ if the gas ratio of 2 was employed. The resistivity of tungsten thin films deposited at $350^{\circ}C$ was high due to the presence of $\beta$-W. However, the resistivity can be minimized by increasing the amount of $H_2$ gas flow. Therefore, it is shown in this work that the adhesion of tungsten thin films on $SiO_2$ can be improved simply by controlling the process parameters (e.g., temperature, gas ratio and $H_2$ flow rate) without employing complex deposition methods or additional glue layers.

LPCVD 방식에 의해 산화막과의 접착성이 양호하고 ~10 $\mu$\Omega$$.cm의 낮은 비저항을 갖는 텅스텐 박막을 성장시킬 수 있었다. 텅스텐의 산화막에 대한 접착성은 기판온도가 높을수록, $SiH_{4}/WF_{6}$ 비율이 증가할수록 우수하였다. 특히, 가스 비율이 2인 경우 $350^{\circ}C$에서도 텅스텐의 성장이 가능하였으며, $\beta$-W의 성장으로 비저항이 높았으나 $H_2$ carrier 가스를 증가시켜 최소화시킬 수 있었다. 따라서, 텅스텐의 산화막에 대한 접착성 향상을 위해 복잡한 증착 공정이나 부가적인 공정을 사용하지 않고 단순히 증착온도, 가스 비율, carrier 가스 조건을 조절함에 의해 해결될 수 있음을 확인하였다.

Keywords

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