The effect of process variations and post thermal annealing on the properties of LPCVD polycrystalline silicon

공정변수와 후속 열처리가 저압화학증착 다결정 실리콘 박막의 특성에 미치는 영향

  • 황완식 (한국항공대학교 항공재료공학과) ;
  • 최승진 (한국항공대학교 항공재료공학과) ;
  • 이인규 (한국항공대학교 항공재료공학과)
  • Published : 2002.12.01

Abstract

LPCVD silicon films were deposited at temperatures between $560^{\circ}C$ and $650^{\circ}C$ Structure, surface roughness, films thickness and residual stress were measured by using XRD, SEM, ellipsometer, $Tektak^3$, Tencor FLX-2320 and other techniques. Polysilicon films of low stress, small surface roughness were obtained when the films are deposited at $560^{\circ}C$ in the amorphous phase and subsequently annealed to make polycrystalline silicon layers at $900^{\circ}C$ -$1100^{\circ}C$. The silicon films deposited in amorphous phase and crystallized by post thermal treatment showed better mechanical properties.

LPCVD로 $560^{\circ}C$$650^{\circ}C$ 온도에서 실리콘 박막을 제작하였다. 온도에 따른 천이온도를 살펴보았으며, 비정질로 제작된 실리콘 박막을 $900^{\circ}C$$1100^{\circ}C$에서 열처리하였다. 제작된 박막에 대해서 XRD, SEM, ellipsometer, $Tektak^3$, Tencer FLX-2320등 그 외 장비를 사용하여, 박막의 결정 방향, 표면 거칠기, 활성화 에너지, 잔류 응력 등을 조사하였다. 본 실험을 통해 $560^{\circ}C$에서 비정질로 증착시키고 $900^{\circ}C$ -$1100^{\circ}C$ 열처리 통해 얻은 다결정실리콘 박막은 처음부터 다결정으로 제작한 박막에 비해 낮은 잔류 응력과 표면 거칠기를 보였다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. Electron Devices v.ED-33 W. G. Hawkins
  2. Semicond. Sci. Technol. v.10 S. D. Brotherton https://doi.org/10.1088/0268-1242/10/6/001
  3. Jpn. J. Appl. Phys. v.14 N. Nagasima;N. Kubota https://doi.org/10.1143/JJAP.14.1105
  4. J. Electrochem. Soc. v.125 T. I. Kamins;M. M. Mandurah;K. C. Saraswat https://doi.org/10.1149/1.2131593
  5. J. Electrochem. Soc. v.129 T. I. Kamins;K. L. Chiang https://doi.org/10.1149/1.2123504
  6. Solid State Technol. v.22 W. A. Brown;T. I. Kamins
  7. Appl. Phys. Lett. v.63 A. T. Voutsas;M. K. Hatails https://doi.org/10.1063/1.110744
  8. J. Thin Solid Films v.383 M. Modreanu(et al.)
  9. Korean Journal of Materials Research v.6 J. C. Paik
  10. Korean Journal of Meterial Research v.5 E. G. Lee
  11. J. Appl. Phys. v.69 K. Nakazawa https://doi.org/10.1063/1.347215
  12. J. Electrochem. Soc. v.131 G. Harkete;L. Krausbauer;E. F. Streigmeier;A. E. Wildmer;H. F. Kappert;G. Neugebauer https://doi.org/10.1149/1.2115672
  13. 표면미세가공 기반기술개발에 관한 연구 조동일
  14. J. Appl. Phys. v.71 C. H. Hong;C. Y. Park https://doi.org/10.1063/1.350565
  15. J. Electrochem. Soc. v.131 G. Harbeke;L. Krausbauer;E. F. Steigmeier;A. E. Widmer https://doi.org/10.1149/1.2115672
  16. J. Electrochem. Soc. v.140 Effiong Ibok;Shyam Garg
  17. J. Journal of microelectro-mechanical systems v.7 X. Zhang(et al)