Abstract
Silicon Nitride thin films were deposited on p-type Si (100) substrates by atomic layer deposition (ALD) method at $550^{\circ}C$ using alternating exposures of $SiH_2Cl_2$ and $NH_3$, and the physical and electrical propeties of the deposited films were characterized. The thickness of the films was linearly increased with the number of deposition cycles, and the growth rate of the films was 0.13 nm/cycle with the reactant exposures of $3.0\times10^{9}$ L. The silicon nitride thin films deposited by Alf exhibited similar physical properties with the silicon nitride thin films deposited by low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method in terms of refractive index and wet etch rate, lowering deposition temperature by more than 200 $^{\circ}C$. The ALD films showed the leakage current density of 0.79 nA/$\textrm{cm}^2$ at 3 MV/cm, which is lower than 6.95 nA/$\textrm{cm}^2$ of the LPCVD films under the same condition.
Si 원료물질로 $SiH_2Cl_2$, N 원료물질로 $NH_3$를 사용하여 증착온도 $550^{\circ}C$에서 P-type Si (100) 기판위에 실리콘 질화막을 원자층 증착 방법으로 형성하고 물리적, 전기적 특성을 평가하였다. 증착된 박막의 두께는 증착 주기의 횟수에 대해 선형적으로 증가하였고, Si와 N 원료물질의 공급량이 $3.0\times10^{9}$ L 일 때 0.13 nm/cycle의 박막 성장속도를 얻을 수 있었다. 원자층 증착된 박막의 물리적 특성을 기존의 저압화학증착 방법에 의해 증착된 박막과 비교한 결과, 원자층 증착 방법을 사용함으로써 기존의 방법보다 증착온도를 $200 ^{\circ}C$이상 낮추면서도 굴절률 및 습식에칭 속도 측면에서 유사한 물성을 가진 실리콘 질화막을 형성할 수 있었다. 특히, 원자층 증착된 박막의 누설 전류밀도는 3 MV/cm의 전기장에서 0.79 nA/$\textrm{cm}^2$로서 저압화학증착 방법에 의해 증착된 질화막의 6.95 nA/$\textrm{cm}^2$보다 우수하였다.
